Betonbalken verstärkt mit Glas- oder KohleFRP

GlasFRP oder KohleFRP sind günstige und effiziente Materiale für die Biege- und Scherverstärkung von Betonbalken. Vorteil von Glas- und KohleFRP sind:

• Höhere Biegefestigkeit für positive und negative Momentenbereiche
• Höhere Scherfestigkeit
• Höhere Steifigkeit bei Gebrauchslasten
• Geringere Rissbreiten und dadurch verbesserte Dauerhaftigkeit und Korrosionsbeständigkeit
• Keine Reduzierung des lichten Raumes (z.B. in Parkhäusern)
• Günstiger als herkömmliche Methoden

Weil die Momentenkapazität eines Bereichs aus dem Zug- und Druckkräftepaar berechnet wird, kann FRP als zusätzliche Zugkomponente die Momentkapazität erhöhen. In den meister Fällen haben Platten ausreichend Druckfestigkeit. Wenn nötig kann jedoch FRP auch als Druckbewehrung angebracht werden. In ersten Forschungsergebnissen von QuakeWrap, Inc wurde klar gezeigt, dass ungeeignete Harze zu nur geringer Verstärkung des Balkens mit FRP führen. Diese Studien führten daraufhin zu jahrelanger Forschung und Entwicklung von Harzen und führten schließlich zur Entwicklung von QuakeBond^TM Epoxidharzen.

Tests mit Glas- und KohleFRP verstärkten Stahlbetonbalken zeigten, dass mit geeigenten Harzen kein Versagen im Verbund mit dem FRP, sondern wie erwünscht erst nach dem Fließen des Bewehrungsstahls durch Betondruckversagen auftritt. Dies is besonders wichtig, weil das Fließen des Stahls dem Bauteil die nötige Duktilität verleiht, die FRPprodukte nicht haben.

Die Lastverformung eines typischen Stahlbetonbalkens ist hier gezeigt. Die graue Linie zeigt die simulierte Reaktion eines Balkens ohne FRP. Die rote Linie ist die Labormessung für den mit GlasFRP verstärkten Balken und die blaue Linie die zugehörige Simulation des analytischen Models, das von dem "ASCE Journal of Structural Division" entwickelt und veröffentlicht wurde.

Man kann sehen, dass unser analytisches Model die Reaktion des verstärkten Balkens sehr genau voraussagt. Weitere Balken wurden ebenfalls als Teil dieser Studie von QuakeWrap-Personal getestet. Die Resultate dazu wurden von verschiedenen Forschern in den aufgeführten Forschungsartikeln veröffentlicht.

Scherspannungen in Betonbalken werden durch Zugspannungen in den Bügeln aufgenommen. FRP kann an die vertikalen Seiten des Balkens angebracht werden und dadurch seine Scherfestigkeit herhöhen. Ausführliche Studien unter der Führung von QuakeWrap-Personal in den "Federal Highway Administration laboratories" zeigten die Effizienz von Scherverstärkung mit FRP. Andere Forscher leiteten ähnliche Studien und entwickelten Bemessungsrichtlinien für die Biege- und Scherverstärkung von Balken mit FRP. Manche dieser Forschungsartikel sind auf dieser Webseite zu finden.

Fallstudie

• Atomkraftwerk
• The Phoenician Resort, Scottsdale. AZ