Zuverlässigkeitsanalyse für biegebeanspruchte Textilbetonbauteile. Ermittlung von Teilsicherheitsbeiwerten

Safety concept for textile reinforced concrete structures with bending load

Behandelt wird die Versagenswahrscheinlichkeit beziehungsweise die Zuverlässigkeit von biegebeanspruchten Bauteilen aus Textilbeton mit dem Ziel, einen allgemein gültigen Teilsicherheitsbeiwert für textile Bewehrungen zu ermitteln. Durch probabilistische Berechnungen sind in Abhängigkeit von der Qualität der verfügbaren stochastischen Modelle für die Eingangsparameter zur Ermittlung der Versagenswahrscheinlichkeit quantitative Aussagen zur Versagenswahrscheinlichkeit möglich. Zur Berechnung der Zuverlässigkeit wurden die Zuverlässigkeitstheorien erster Ordnung (FORM) sowie die beiden Varianten MC und MC-IS der Monte-Carlo-Methode verwendet. Die Anwendungen zeigen, dass sich bei allen drei Methoden vergleichbare Zuverlässigkeitsindizes ergeben. Variiert wurde bei den Berechnungen die Spannungs-Dehnungslinie des Betons, der Bewehrungstyp (AR-Glas (alkaliresistente Glasfaser) und Carbontextil) sowie die statische Nutzhöhe. Die Ergebnisse der probabilistischen Berechnungen zeigen, dass das Sicherheitsniveau maßgeblich von dem Bewehrungsgrad und der statischen Nutzhöhe abhängt. Diese beiden Parameter beeinflussen hauptsächlich die erforderlichen Teilsicherheitsbeiwerte für die textile Bewehrung und den Beton. Die weiteren untersuchten Parameter, wie Zugfestigkeit der Bewehrung, Druckfestigkeit des Betons, Dauerstandsfaktor und das Lastverhältnis, haben keinen nennenswerten Einfluss auf die Versagenswahrscheinlichkeit und somit auf die erforderlichen Teilsicherheitsbeiwerte. Das hat den Vorteil, dass der vorgeschlagene Teilsicherheitsbeiwert für die textile Bewehrung allgemein für epoxidharzgetränkte Textilien verwendet werden kann. Die mit den Parameterrechnungen ermittelten Zuverlässigkeitsindizes werden in Diagrammen in Abhängigkeit vom Bewehrungsgrad und der Nutzhöhe dargestellt. Ein Diagramm zeigt die Zuverlässigkeitsindizes, die mit den Teilsicherheiten 1,3 für die Textilbewehrung und 1,5 für den Beton ermittelt wurden. Der Zielwert 3,8 des Zuverlässigkeitsindexes liegt bei dünnen Bauteilen mit Dicken kleiner als 60 Millimeter in einem nicht sicheren Bereich. Damit das geforderte Sicherheitsniveau auch dort eingehalten werden kann, sollten für solche dünnen Bauteile kleinere effektive statische Nutzhöhen angesetzt werden. Auf der Grundlage der vorgestellten Ergebnisse wird für den Teilsicherheitsbeiwert der epoxidharzgetränkten textilen Bewehrung ein Wert von 1,3 vorgeschlagen. Der Teilsicherheitsbeiwert für den Beton kann, wie aus dem Stahlbetonbau gewohnt, auf 1,5 festgelegt werden. ABSTRACT IN ENGLISH: For the realization of the known concrete structures with textile reinforcement the builder‐owner needed either a general approval (abZ) or an individual license (ZiE). Therefore the building authority requested detailed, time‐consuming as well as expansive experimental test for the ultimate limit (ULS) and serviceability limit state (SLS). Especially the research on bending behavior was necessary. A practical and simple design model could help to reduce the number of tests and offer the tool to the structural planer for the design. Additionally, the model has to fulfill all reliability requirements to guarantee an adequate safety standard. Therefore, probabilistic calculations are required. For a general statement different parameters as the static height d, the tensile failure stress of the textiles ft or the compression strength of the concrete fc have to be considered. As a result, a universal safety factor γT for the textile reinforcement for concrete structures with bending load can be suggested, which satisfies all safety requirements. This article covers this probabilistic calculation and proposes a safety factor γT. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Rempel, S
    • Ricker, M
    • Hegger, J
  • Publication Date: 2020-9

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 697-709
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01774555
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Sep 11 2020 8:17AM