Verbundkriechen und dessen Einfluss auf die Rissbreitenentwicklung

Langzeitversuchstände für Ausziehprobekörper im Otto-Mohr-Laboratorium.

Foto: M. Koschemann

M. Koschemann, M. Curbach

Bauingenieur Jahrgang 99 (2024) Heft 11

Publikationsdatum: 07.11.2024

doi.org/10.37544/0005-6650-2024-11-60

Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Josef Hegger zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.

Zusammenfassung Die Verbundwirkung zwischen Stahl und Beton stellt die essenzielle Grundlage für die Funktionsweise von Stahlbetonbauteilen dar. Sie beeinflusst unter anderem Rissabstände und Rissbreiten sowie die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen. Aufgrund des zeitabhängigen Verhaltens von Beton unterliegt auch der Verbund Veränderungen während der Nutzungsdauer. Infolge des sogenannten Verbundkriechens verändern sich die Dehnungsverteilungen in der Umgebung von Rissen und es kommt zu einer Rissbreitenzunahme. In diesem Artikel wird zunächst auf bisherige Untersuchungen und bestehende Modelle zum Verbundverhalten unter Langzeitbelastung eingegangen. Anschließend wird ein Überblick über neue experimentelle Untersuchungen gegeben und die Versuchsergebnisse hinsichtlich der Betondruckfestigkeit, der Versuchsart und der Verbundlänge beurteilt. Auf Grundlage dessen wird ein analytisches Modell zur Beschreibung des Verbundkriechens hergeleitet und einem bestehenden Ansatz gegenübergestellt. Abschließend erfolgt ein rechnerischer Vergleich beider Modelle hinsichtlich der Rissbreitenzunahme unter Langzeitbelastung.

Bond creep and its influence on crack width development

Abstract The bond between steel and concrete is the essential basis for the functioning of reinforced concrete components. Among other things, it influences crack spacing and crack widths as well as the tension stiffening effect. Due to the time-dependent behaviour of concrete, the bond is also subjected to changes during the service life. As a result of so-called bond creep, the strain distributions in the neighbourhood of cracks change and crack widths increase. In this article, we first look at previous studies and existing models of bond behaviour under sustained loading. Subsequently, an overview of new experimental investigations is given and the test results are evaluated with regard to the concrete compressive strength, the type of test and the bond length. Based on this, an analytical model to describe the bond creep is derived and compared with an existing approach. Finally, a computational analysis of both models is made with regard to the increase in crack width under long-term loading.