Stochastische Modellierung von Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen / Stochastic modelling of carbon fibre composites

Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe gewinnen zusehends nicht nur in der Betonerhaltung an Bedeutung. Neben den Kohlenstofffaser-Lamellen werden auch -Gelege, -Gewebe-, -Kabel eingesetzt. Die Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch hohe Zugfestigkeit, geringes Gewicht und ausgezeichneten Ermuedungswiderstand aus. Nach einer einfuehrenden Diskussion ueber das Trag- und Verformungsverhalten wird die Formulierung der Verbundbruchkraft beziehungsweise der dazugehoerenden Verankerungslaenge fuer Kohlenstofffaser-Lamellen aus der Literatur dargestellt. Auf der Grundlage von ueber 1.200 Messaufnahmen und deren statistischen Auswertungen wird eine stochastische Modellierung von aufgeklebten Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen vorgenommen. Die ermittelten Teilsicherheitsfaktoren beziehen sich auf eine Versagenswahrscheinlichkeit von P(f) =1 mal 10(hoch minus 6). Die dargestellten Ergebnisse koennen bei Lamellen, Gelegen, Geweben und Kabeln aus Kohlenstofffasern fuer deren Bemessung Anwendung finden. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Substantial progress has been made in the use of carbon fiber composites in the construction industry, including the structural reinforcement for retrofitting and poststrengthening for existing structures. Carbon fiber laminates have superior properties to strength, weight, durability, creep and fatigue resistance. The analysis of structural components externally strengthened for increased flexural capacity is almost analogously to that for conventionally reinforced concrete. Special attention has to be given to the formation of shear and flexural cracks. This can cause a peeling off or debonding of the strengthening laminate. Therefore the development length is calculated taking into account the crack formation. Experimental tests on 1200 samples have been carried out in order to develop statistical models for the mechanical and geometrical parameters. A new design concept with partial safety factors is proposed, based on a first order second moment method taking into account uncertainties and installation tolerances in the stochastic model. (A)

Language

  • German

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  • Accession Number: 01204051
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 7 2010 7:51PM