Numerische Simulationen zum Tragverhalten von Stahlbetonbauteilen mit korrodierter Bewehrung

• Applicant: Dr.-Ing. Thilo Pregartner
• Subject Area: Structural Engineering, Building Informatics and Construction Operation
• Term: from 2003 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5411828

Erreicht die Karbonatisierung des Betons die Bewehrung, wird deren Passivierung aufgehoben und sie beginnt in der Regel zu korrodieren. Durch die Korrosion werden die Verbundeigenschaften der Bewehrungsstäbe beeinflusse und es kann zu Spaltrissen entlang den Stäben kommen. In Bauwerken, die vor 1960 errichtet wurden, wird meist glatter Bewehrungsstahl mit geringen Verbundfestigkeiten verwendet. Diese Bauwerke haben nahezu das Ende der geplanten Nutzungsdauer erreicht. Die Schonung natürlicher Ressourcen und die dichte Besiedlung in Europa verlangen jedoch, dass ältere Bauwerke durch Sanierung in Betrieb bleiben können oder umgenutzt werden. Im Rahmen solcher Maßnahmen muss die Tragfähigkeit der vorhandenen Bauteile abgeschätzt werden. Bei der Bewertung spielt der Verbund zwischen glatten Bewehrungsstäben und Beton oft eine entscheidende Rolle. Bei einer eventuellen Sanierung ist zu berücksichtigen, dass die Bewehrung teilweise freigelegt werden muss, so dass dort der Verbund vollständig fehlt. Bisher ist das Verbundverhalten von glatten korrodierten Bewehrungsstäben nicht ausreichend bekannt. Daher soll auf der Grundlage der an der Heriot-Watt-University in Edinburgh durchgeführten Versuche an Bauteilen mit glatter, unterschiedlich stark korrodierter Bewehrung ein Verbundmodell für glatte Bewehrungsstäbe in Abhängigkeit des Korrosionsgrades aufgestellt und in ein vorhandenes nicht-lineares FE-Programm implementiert werden. Auf der Grundlage von umfangreichen Parameterstudien an Bauteilen mit hoher Verbundbeanspruchung (z.B. Bauteile ohne Schubbewehrung, Flachdecken, Fundamente) sollen Regeln für die Bemessung des Verbundes von glatten Bewehrungsstäben abgeleitet werden, die den Einfluss des Korrosionsgrades berücksichtigen. Dadurch wird es ermöglicht die zu erwartende Lebensdauer von teilweise geschädigten Bauwerken besser als bisher abzuschätzen. Das entwickelte Verbundmodell für glatten korrodierten Bewehrungsstahl kann relativ einfach auf gerippte korrodierte Bewehrung übertragen werden.

• DFG Programme: Research Fellowships