Sicherheit und Zuverlässigkeit des Klebeverbundes von nachträglich verstärkten Betonbauteilen. Abschlussbericht.

Erscheinungsjahr 2007
ISBN: 978-3-8167-7483-9
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag

Buch, Deutsch, Band T 3154, 159 Seiten

Reihe: Bauforschung

Der Nachweis des Klebeverbundes, der bei der Bemessung klebeverstärkter Betonbauteile von entscheidender Bedeutung ist, wird bislang unter Anwendung unzureichender Nachweisformate geführt. Daher soll ein neues, besser geeignetes Nachweiskonzept für den Klebeverbund in die allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen für Klebeverstärkungen eingearbeitet werden. Im Rahmen des durchgeführten Forschungsvorhabens wurde für zwei Varianten dieses Nachweiskonzepts überprüft, ob mit dem vorgesehenen Sicherheitskonzept das durch die DIN 1055-100 normativ geforderte Zuverlässigkeitsniveau erreicht wird. Das untersuchte Sicherheitskonzept sieht dabei eine pauschale Abminderung der übertragbaren Verbundspannungen mit einem Teilsicherheitsbeiwertes b = 1,50 vor. Zur Bewertung des Sicherheitskonzepts wurde eine probabilistische Analyse an klebeverstärkten Betonbauteilen durchgeführt. Hierfür wurde zunächst ein stochastisches Modell für die Basisvariablen des Verbundnachweises gewählt und auf Plausibilität überprüft. Die Modellunsicherheiten des untersuchten Nachweiskonzepts wurden durch die Nachrechnung geeigneter Versuche bestimmt. Anschließend wurden repräsentative Bemessungsbeispiele konzipiert, für die unter Anwendung der Adaptive Importance Sampling-Methode die Versagenswahrscheinlichkeiten bestimmt wurden.

Autoren/Hrsg.

Graubner, C.A.

Schmidt, H.

Daus, S.

Inhaltsverzeichnis

Formelzeichen 1
1 Einleitung 5
1.1 Notwendigkeit des Forschungsvorhabens 5
1.2 Ziel des Forschungsvorhabens 5
1.3 Vorgehensweise 6
2 Nachweiskonzept 7
2.1 Allgemeines 7
2.2 Aktuelle Version des Nachweiskonzepts (Stand 19.12.2006) 8
2.3 Fassung des Nachweiskonzepts vom 09.11.2004 12
2.4 Besonderheiten 13
3 Grundlagen der Zuverlässigkeitstheorie für tragende Bauteile 14
3.1 Allgemeines 14
3.2 Die Grenzzustandsfunktion 16
3.3 Statistische Verteilungsfunktionen 16
3.4 Die Berechnung der Versagenswahrscheinlichkeit 20
3.4.1 Integration über den Versagensbereich 20
3.4.2 Bemessungspunkt und Sensitivitätsbeiwerte 21
3.4.3 Näherungsverfahren der Zuverlässigkeitstheorie 23
3.4.4 Simulationsmethoden 24
3.4.5 Weitere Verfahren 28
3.5 Erforderliche Tragwerkszuverlässigkeit 29
4 Stochastische Modellierung der Basisvariablen 32
4.1 Allgemeines 32
4.2 Materialmodelle 32
4.2.1 Beton 32
4.2.2 Betonstahl S 500 36
4.2.3 Betonstahl S 220 37
4.2.4 Faserverbundwerkstoffe 37
4.2.5 Laschenstahl 38
4.2.6 Zusammenfassung Materialmodelle 39
4.3 Lastmodelle 40
4.3.1 Allgemeines 40
4.3.2 Ständige Einwirkungen 40
4.3.3 Nutzlasten 41
4.3.4 Schnee 49
4.3.5 Zusammenfassung Lastmodelle 50
4.4 Geometrische Modelle 51
4.4.1 Betonquerschnitt 51
4.4.2 Betondeckung 52
4.4.3 Betonstahlbewehrung 52
4.4.4 Nutzhöhe des Betonstahls 52
4.4.5 Nutzhöhe der Klebebewehrung 52
4.4.6 Systemabmessungen 53
4.4.7 Klebebewehrung 53
4.4.8 Zusammenfassung geometrische Modelle 55
5 Modellunsicherheiten 56
5.1 Allgemeines 56
5.2 Nachrechnung von Versuchen 56
5.3 Bemessungskonzept 57
5.4 Ergebnisse der Versuchsnachrechnungen 58
5.5 Bewertung der Ergebnisse 62
6 Probabilistische Analyse zu Überprüfung von ?b = 1,50 64
6.1 Allgemeines 64
6.2 Gewähltes Verfahren zur Bestimmung von Pf 65
6.2.1 Adaptive Importance Sampling 65
6.2.2 Verbundnachweis 67
6.3 Sensitivitätsanalyse 68
6.4 Parameterstudie 71
6.4.1 Untersuchte Parameter 71
6.4.2 Konzeption der Beispiele 77
6.4.3 Ergebnisse und Bewertung 79
6.5 Empfehlungen für das Sicherheitskonzept und den Verbundnachweis 94
7 Zusammenfassung 95
Quellenverzeichnis 96
Anhang 101
Anhang 1: Nachweiskonzept - Flussdiagramm 102
Anhang 2: Versuchsdaten 116
Anhang 3: Ergebnisse - Versuchsnachrechnungen 120
Anhang 4: Zuverlässigkeitsanalyse - Beispielbauteile 122
Anhang 5: Zuverlässigkeitsanalyse - Ergebnisse 137