Ermüdungsverhalten von Betonstahl im Langzeitfestigkeitsbereich, bei Variation der Prüfmethodik sowie unter kombinierter Einwirkung von Korrosion

Abstract

Für das Ermüdungsverhalten von Betonstahl im Langzeitfestigkeitsbereich liegen nur wenige Erkenntnisse vor. Dies liegt in den oft sehr langen Versuchszeiten und den damit verbundenen hohen Kosten begründet. In der Realität werden jedoch gerade diese hohen Lastwechselzahlen z.B. bei Windenergieanlagen (On- und Offshore) erreicht. Dabei wirkt neben einer dynamischen Belastung auch eine korrosive Beanspruchung auf Offshore sowie küstennahen Onshore Windenergieanlagen ein. Für die Untersuchung des Ermüdungsverhaltens von Betonstahl im Langzeitfestigkeitsbereich wurden insge- samt 218 Betonstähle hinsichtlich ihres dynamischen Verhaltens getestet. Die Herangehensweise erfolgte dabei anhand dreier separater Fragestellungen. In der ersten Fragestellung wurden dynamische Versuche bei vergleichsweise geringen Schwingweiten durchgeführt. Dadurch war es möglich, Lastwechselzahlen von bis zu 100 Mio. zu erzielen. Diese Ergebnisse wurden anschließend statistisch ausgewertet. Neben der Bruchart- Verteilung wurde ebenso die Oberflächengeometrie infolge des Herstellungs- und Weiterverarbeitungsprozes- ses näher untersucht. Fragestellung 2 beschäftigte sich mit den unterschiedlichen Prüfmethodiken. Dazu wur- den höhere Schwingweiten als im ersten Fall gewählt und die Versuche bei unterschiedlich fixierten Ober-, Mittel- und Unterspannungen durchgeführt. Die Dauerschwingergebnisse wurden mit ihrer jeweils geleisteten physikalischen Arbeit kombiniert und anschließend statistisch ausgewertet. Die letzte Fragestellung beschäf- tigte sich mit der dynamischen Kapazität von Betonstahl. Dies sollte eine Abschätzung des Ermüdungsverhal- tens von Betonstählen im gesamten dynamischen Spektrum ermöglichen. Dazu wurden die Probekörper bei einer fixierten Mittelspannung von 0 N/mm² dynamisch beansprucht. Um den Einfluss eines korrosiven Medi- ums abschätzen zu können, wurden weitere Versuche bei einer gleichzeitigen Einwirkung einer 1,5 M.-% NaCl- Lösung durchgeführt.