Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Der Einfluss von Korrosionsschäden auf die Dauerfestigkeit von Betonstahlstäben S400

Koulouris K, Konstantopoulos G, Apostolopoulos Alk, Matikas T und Apostolopoulos Ch

In dieser Studie wurde der Einfluss von Korrosion und seismischer Belastung (Low-Cycle-Fatigue LCF) auf die mechanische Leistung von Bewehrungsstahl der Güteklasse S400 mit 10 mm Nenndurchmesser untersucht. Es wurden 140 Zug-, LCF- und Salzsprühtests an Bewehrungsstäben unter unterschiedlichen Bedingungen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass Korrosionsgrad und Oberflächenzustand die Hauptparameter sind, die die Lebensdauer von Bewehrungsstäben bei niedrigzyklischer Ermüdung beeinflussen. Darüber hinaus wurde durch eine nichtlineare Regressionsanalyse der experimentellen Daten ein Modell zur Vorhersage der zu erwartenden Lebensdauer der korrodierten Bewehrungsstäbe erstellt. Diese Vorhersage basierte auf zwei Modellen: Das erste Modell befasste sich mit auferlegten (Gesamt-)Dehnungsamplituden (εα) und das zweite Modell mit der Vorhersage des Festigkeitsabbaus pro Ermüdungszyklus in Korrelation mit den plastischen Dehnungsamplituden (εp). Sowohl die experimentelle Studie als auch die Vorhersagemodellierung wurden für dieselbe Stahlgüteklasse S400 mit und ohne Rippen durchgeführt. Die Modellvorhersage der nichtlinearen Regressionsanalyse zeigt eine gute Übereinstimmung mit den beobachteten experimentellen Ergebnissen und bestätigte die experimentellen Ergebnisse angemessen. Sie zeigten, dass bereits bei den ersten Korrosionsstufen die Verschlechterung der Lebenserwartung deutlich war. Dies galt auch für Bewehrungsstäbe ohne Rippen (geglättet), die im Vergleich zu den entsprechenden gerippten Bewehrungsstäben ein besseres mechanisches Verhalten und eine längere Lebenserwartung aufwiesen.