Zum Biegeverhalten hybrider CFK‐verstärkter Winkelprofile

Die Eigenschaften hybrider Winkelquerschnitte aus gewalzten gleichschenkligen Stahlprofilen und angeklebten Platten aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK‐Platten) als Verstärkung wurden experimentell und theoretisch untersucht. Die in diesem Aufsatz behandelten experimentellen Untersuchungen beziehen sich auf Drei‐Punkt‐Biegeversuche von Winkelprofilen. Die Belastung erfolgte um die schwache Hauptachse und die durch den Schwerpunkt parallel zum Schenkel verlaufende geometrische Achse. Es zeigte sich, dass sich sowohl die Biegetragfähigkeit als auch die Duktilität insbesondere bei Biegung um die schwache Achse gegenüber dem unverstärkten Stahlprofil erheblich vergrößerten. Es wurden analytische Beziehungen zur Bestimmung der Querschnittseigenschaften und der Biegekapazität der hybriden Querschnitte entwickelt und durch die Versuchsergebnisse validiert. Es hat sich gezeigt, dass die vorgeschlagenen Formeln gut die Eigenschaften bezüglich Steifigkeit und Momententragfähigkeit voraussagen, solange die CFK‐Platten nicht auf der vollen Breite unter Druck stehen.

The properties of hybrid sections composed of rolled steel equal angle profiles strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) plates were determined experimentally and theoretically. The experimental investigations referred to three‐point bending tests on angle profiles loaded about the weak principal axis and the geometric axis parallel to the leg. It turned out that both the bending capacity and the ductility, especially for bending around the weak axis, increased significantly compared to the unreinforced steel angle profile. Analytical relationships to determine the cross‐sectional properties and bending capacity of the hybrid sections were developed and validated by the experimental results. It has been shown that the proposed formulas predict well the properties and load‐bearing moments as long as the CFRP plates are not under pressure over their full width.