Verstärkung von ermüdungsbeanspruchten Stahlbauteilen mit aufgeklebten CFK-Lamellen – Teil 2: Experimentelle Rissfortschrittsuntersuchungen/Reinforcement of Fatigue Damaged Steel Structures Using CFRP Lamellas – Part 2: Experimental Crack Propagation Studies

Abstract

Zusammenfassung In diesem Beitrag wird das Potenzial von CFK-Verstärkungen zur Steigerung der Restlebensdauer ermüdungsgeschädigter Stahlbauteile untersucht. Hierzu werden Versuche an ermüdungsrissgeschädigten Stahlblechen und Großbauteilen durchgeführt, die mit schlaff oder vorgespannt aufgeklebten CFK-Lamellen verstärkt sind. Zur Fertigung der vorgespannt verstärkten Prüfkörper wird zunächst eine geeignete Vorspannvorrichtung konstruiert und gebaut. Einen wesentlichen Schwerpunkt des Forschungsprojektes stellen Dauerschwingversuche an ermüdungsrissgeschädigten zentrisch gekerbten Stahlblechen dar, die wiederum schlaff oder vorgespannt verstärkt werden. Die Ergebnisse zeigen im Vergleich mit den unverstärkten Referenzproben eine deutliche Reduzierung der Rissspitzenbeanspruchung durch die Applikation von CFK-Lamellen. Dies zeigt die signifikant höhere Restlebensdauer. Die Anordnung der Lamellen und deren Vorspannkraft beeinflussen dabei maßgeblich die Wirksamkeit der Verstärkung. Untersuchungen an Großbauteilen zeigen, dass die reduzierte Rissspitzenbeanspruchung auch bei realitätsnahen Probekörpergeometrien erzielt werden kann. Um die Wirksamkeit einer CFK-Verstärkung mit den bisher im Stahlbau eingesetzten Sanierungsmethoden hinsichtlich einer Restlebensdauererhöhung zu vergleichen, werden Dauerschwingversuche an ermüdungsgeschädigten CT-Proben durchgeführt.