[0001] Die Erfindung betrifft einen Bewehrungsstab aus faserverstärktem Kunststoff, an seiner
Umfangsfläche versehen mit einer radial nach außen vorstehenden Profilierung in Form
von sich zumindest über einen Teil des Umfangs erstreckenden Rippen.
[0002] Aus der
DE-A-101 21 021 ist ein solcher Bewehrungsstab aus faserverstärktem Kunststoff bekannt, der von der
Aufgabenstellung ausgeht, einen belastbaren Verbund mit dem den Kunststoffbewehrungsstab
umgebenden Beton einzugehen. Hierbei kommen insbesondere zwei Versagensarten in Betracht,
die es zu vermeiden gilt: Zum einen das Abscheren der Rippen in Folge zu hoher axialer
Zugbelastungen und nicht ausreichender Übertragung der wirksamen Kräfte vom Beton
in den Bewehrungsstab und umgekehrt; zum anderen die Gefahr des so genannten Spaltzugversagens
bei zu flachen Rippen, durch die der den gerippten Bewehrungsstab umgebende Beton
bei Zugbelastungen einem immer größer werdenden Stabumfang ausgesetzt wird und schließlich
aufgesprengt wird. In der
DE-A-101 21 021 wird demgemäß vorgeschlagen, dass die seitlichen Rippenflanken der Rippen des Bewehrungsstabs
unter einem Winkel von mehr als 45 ° gegenüber der Stabachse geneigt angeordnet werden
sollen und dass die axiale Breite der Rippen größer sein soll als der Abstand zwischen
zwei benachbarten Rippen.
[0003] Hierdurch sollte sichergestellt werden, dass ein Aufsprengen des Betons durch zu
flache Winkel der Rippenflanken verhindert wird und vor allem dass die Rippen einen
ausreichenden Verbund mit dem restlichen Bewehrungsstab aufweisen.
[0004] Dieser zweite Aspekt des verbesserten Verbundes wird bei anderen bekannten Bewehrungsstäben
dadurch zu erreichen versucht, dass die Staboberfläche mit einer Besandung versehen
ist, schraubengangförmige Umschnürungen (s. z.B.
EP-A-0 199 348) oder Tordierungen (bzw. Einschnürungen) aufweist. Eine gängige Maßnahme besteht
jedoch im Einschneiden trapezförmiger Gewinde, durch die ebenfalls Rippen entstehen
- oder vielmehr eine einzige schraubengangförmig umlaufende kontinuierliche Rippe
- im zwischen den Vertiefungen benachbarter Gewindegänge belassenen Stabbereich.
[0005] Demgemäß wird nachfolgend auch dann von Rippen gesprochen, wenn diese nicht ausgehend
von einer innen liegenden Mantelfläche mit kleinerem Durchmesser nach außen radial
vorstehen, sondern auch, wenn diese - wie im Fall des eingeschnittenen Gewindes -
aus einem Teil der Stab-Mantelfläche bestehen und durch in diese Mantelfläche eingebrachte
Vertiefungen ausgebildet werden.
[0006] Bei einer bekannten Ausführungsform wird eine Gewindegeometrie definiert, bei der
die Betonkonsolen, also der benachbart zum Stab im Bereich zwischen zwei benachbarten
Rippen befindliche Beton, bis zu einer gewissen Betonfestigkeit zwischen den Rippen
versagen. Nachteilig bei dieser Gewindeform ist, dass bei einer höheren Betonfestigkeit
die Rippen vollständig abscheren und dabei die Restverbundspannung drastisch abfällt.
Da sich Beton mit zunehmender Alterung immer mehr verfestigt, kann dies auch noch
nach längerer unbeschadeter Zeit bei Überschreiten eines Schwellwerts zu einem abrupten
Versagen der Bewehrung führen.
[0007] Üblicherweise wird in Betonkonstruktionen versucht, die Rissweite zu begrenzen, was
nicht nur optische, sondern auch mechanische Gründe hat. Da Bewehrungsstäbe aus faserverstärktem
Kunststoff (sog. GFK-Bewehrungsstäbe) einen niedrigeren Elastizitätsmodul als Stahl
haben und dadurch breitere Risse in GFK-bewehrten Betonkonstruktionen zu erwarten
sind verglichen mit Stahlbetonkonstruktionen mit gleichem Bewehrungsgehalt, setzt
man auch derzeit noch in der Regel Bewehrungsstäbe aus Stahl ein.
[0008] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bewehrungsstab
aus faserverstärktem Kunststoff der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen,
der sich durch verbesserte Eigenschaften auszeichnet und insbesondere zur Aufnahme
höherer Belastungen geeignet ist. Es soll demnach insbesondere ein Bewehrungsstab
aus faserverstärktem Kunststoff zur Verfügung gestellt werden, der den Nachteil herkömmlicher
GFK-Bewehrungsstäbe vermeidet und dabei beispielsweise den Rissabstand und die Rissbreite
im den Bewehrungsstab umgebenden Beton reduzieren hilft. Hierbei sollen zweckmäßigerweise
statt einiger großer klaffender Risse im Beton bevorzugt mehrere kleinere Risse entstehen,
die dann neben einem besseren optischen Eindruck auch eine verbesserte Duktilität
des Betonbauteils bewirken.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Bewehrungsstab Rippen
mit unterschiedlichen geometrischen und/oder Materialeigenschaften aufweist. Hierdurch
kann ein Ordnungssystem unterschiedlicher Rippeneigenschaften gebildet werden, bei
dem sich die Rippen unterschiedlicher Ordnung hinsichtlich der geometrischen Parameter
wie Rippenbreite, Rippenabstand, Rippentiefe, Winkel der Rippenflanken, Rippenteilung
etc. oder durch Variation des Glasfasergehalts, der Fasermaterialien, der Faserorientierungen
etc. unterscheiden und ihre Eigenschaften ergänzen können.
[0010] Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bewehrungsstabs sind jeweils Gegenstand
von Unteransprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen
ist, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.
[0011] Vorteilhafterweise werden die Rippen mit unterschiedlichen geometrischen und/oder
Materialeigenschaften so ausgebildet, dass sie eine unterschiedliche Scherbeanspruchung
am Rippengrund aufweisen. Hierdurch führt das genannte Ordnungssystem unterschiedlicher
Rippeneigenschaften vorteilhafterweise zu einer Unterscheidung hinsichtlich der jeweiligen
Rippenbelastbarkeiten.
[0012] Die Eigenschaften von Rippen höherer Ordnung werden zweckmäßigerweise so gewählt,
dass die Scherbeanspruchung am Rippengrund der Rippe höherer Ordnung größer ist als
die Scherbeanspruchung am Rippengrund der Rippe niedrigerer Ordnung.
[0013] Vor allem soll sichergestellt werden, dass die Rippen mit unterschiedlichen geometrischen
und/oder Materialeigenschaften so ausgebildet sind, dass sie im Belastungsfall nicht
zeit- und/oder lastgleich versagen, wie dies zum Beispiel bei den bekannten Bewehrungsstäben
des Standes der Technik (s. z.B.
WO 95/13414) mit zwei schraubengangförmig gegenläufigen sich kreuzenden Rippen der Fall ist,
die in Axialrichtung symmetrisch angeordnet sind, was eine symmetrische Scherbeanspruchung
und damit in der Regel ein gleichzeitiges Versagen bedeutet. Kann ein Versagen zum
gleichen Zeitpunkt und/oder bei gleicher Belastung verhindert werden, erhöht dies
die Duktilität des Bewehrungsstabs.
[0014] Damit sich die Rippen mit unterschiedlichen Rippengeometrien und/oder Rippenmaterialien
gegenseitig in der erfinderischen Art und Weise unterstützen bzw. ergänzen können,
sollten sie zumindest in etwa im selben Axialabschnitt des Bewehrungsstabs angeordnet
sein - entweder axial benachbart aneinander angrenzend bzw. voneinander beabstandet
oder sich gegenseitig überlappend bzw. überlagernd.
[0015] So ergibt sich zum Beispiel ein besonderer Vorteil dadurch, dass man breite Rippen
erster Ordnung mit schmäleren Rippen zweiter bzw. höheren Ordnung derart kombinieren
kann, dass die schmäleren Rippen auf den breiteren Rippen auf deren radialer Außenseite
angeordnet sind. Dadurch lässt sich erreichen, dass im Belastungsfall zunächst die
schmäleren Rippen zweiter Ordnung abscheren, wenn die Spannung am Rippengrund dieser
schmäleren Rippen deren Scherfestigkeit überschreitet.
[0016] Durch das Abscheren dieser schmäleren Rippen wird die Kontaktfläche des Bewehrungsstabs
im Bereich der verbleibenden breiteren Rippe erster Ordnung mit der den Bewehrungsstab
umgebenden Betonkonsole verkleinert und somit die Beanspruchung auf dem Rippengrund
dieser breiteren Rippe erster Ordnung zunächst reduziert. Damit kann die verbleibende
Rippe erster Ordnung wieder solange zusätzliche Lasten aufnehmen, bis die Scherspannungen
auch die Scherfestigkeit am Rippengrund der Rippen erster Ordnung überschreiten und
zu deren Abscheren führen.
[0017] Mithilfe der unterschiedlichen Rippeneigenschaften erhält man quasi einen "Zwiebelschaleneffekt":
Gewisse Belastungen führen zunächst zu einer Beschädigung der "äußeren Zwiebelschale",
d.h. der schmäleren bzw. äußeren Rippen höherer Ordnung. Diese abgescherten Rippen
tragen nichts mehr dazu bei, dass der Bewehrungsstab Zugspannungen des Betons aufnehmen
kann, sondern liegen stattdessen lose zwischen Bewehrungsstab und Beton, wobei die
Spannungen von den verbliebenen Rippen (niedrigerer Ordnung) aufgenommen werden. Steigen
die Belastungen, so führt dies bei Überschreiten des zugehörigen Schwellwerts zu einem
Versagen der Rippen der nächst niedrigeren Ordnung usw. Zum Schluss bleibt dann trotz
beschädigter, immer noch vorhandener loser "äußerer Zwiebelschalen", d.h. Rippen höherer
Ordnung noch der Verbund des Betons mit der "innersten Zwiebelschale", d.h. den Rippen
erster Ordnung.
[0018] Bei diesem "Zwiebelschaleneffekt" kommt es vor allem darauf an, dass trotz einer
etwaigen abgescherten Rippe höherer Ordnung die Resttragfähigkeit der Rippe(n) niedrigerer
Ordnung einen definierten Wert aufweist, der dann für die weitere Tragfähigkeit des
zugehörigen Bewehrungsstabs sorgt.
[0019] Die Rippen unterschiedlicher Ordnung können nicht nur synchron, beispielsweise rotationssymmetrisch,
schraubengangförmig oder gegenläufig gleichmäßig über den Bewehrungsstab verteilt
angeordnet sein, sondern sie können auch unterschiedlichen Anordnungsmustern folgen,
beispielsweise mit entgegengesetzten unterschiedlichen Steigungen bis hin zu einer
punktförmigen Verteilung der Rippen höchster Ordnung, die beispielsweise durch Besanden
(bei Positivrippen) oder Sandstrahlen (bei Negativrippen) geformt werden können, was
den Vorteil einer höheren Verbundaktivierung bei kleinen Schlupfwegen hat. Hierbei
sollte jedoch auf definierte Eigenschaften in den besandeten bzw. sandgestrahlten
Bereichen geachtet werden, um undefinierte Zufälligkeiten und damit negative Effekte
im beanspruchten Zustand zu verhindern.
[0020] Durch das erfindungsgemäße Ordnungssystem verschiedener Rippeneigenschaften erfolgt
- anders als bei den Stäben des Standes der Technik - bei Überschreiten bestimmter
Belastungsschwellwerte kein plötzliches Abscheren aller Rippen und Versagen der gesamten
durch den Bewehrungsstab zur Verfügung gestellten Bewehrung; vielmehr scheren zunächst
nur die am wenigsten belastbaren Rippen höchster Ordnung ab. Dadurch reduziert sich
die verbleibende Kontaktfläche des Bewehrungsstabs mit den Betonkonsolen, erhöht sich
der Schlupf zwischen Stab und Beton und führt erfindungsgemäß zu sehr vorteilhaften
Traglastreserven.
[0021] Erst wenn die Belastung steigt - beispielsweise wenn die Betonfestigkeit im Laufe
der Zeit zunimmt - tritt bei Überschreiten des entsprechenden Schwellwertes ein Abscheren
der Rippen mit der nächst niedrigeren Ordnung ein.
[0022] Es sei angemerkt, dass es im Stand der Technik der Stahl-Bewehrungsstäbe bereits
Bauformen gibt, die auf einen "abgestuften Versagensmodus" abzielen mit dem Ziel,
eine zu große Verformung des Stahls zu vermeiden und dessen Duktilität groß zu halten.
Dabei soll dann nicht - wie bei den vorliegenden Kunststoff-Bewehrungsstäben - das
Stabmaterial im Bereich der Rippen versagen, sondern der den Stab umgebende Beton
im Bereich einer einzelnen Betonkonsole, bevor dann in einer nächsten Stufe der Beton
im Bereich einer größeren Betonkonsole versagt. Während es bei der vorliegenden Erfindung
ein primäres Ziel ist, eine definierte Resttragfähigkeit zur Verfügung zu stellen,
werden bei diesem Stand der Technik durch den abgestuften Versagensmodus größere Relativverschiebungen
des Stahl-Stabs gegenüber dem so bewehrten Stahlbetonbauteil angestrebt und ermöglicht,
so dass das Stahlbetonbauteil auch unter Ausnutzung örtlicher plastischer Verformung
der Bewehrung bemessen werden kann.
[0023] Des Weiteren kann damit eine Rippengeometrie für eine Hochlastrippe zur Verfügung
gestellt werden, die auch bei Beton mit höchster Festigkeit verwendet werden kann
und nicht zu einem Rippenversagen der Bewehrung führt, sondern allenfalls zu einem
Versagen der Betonkonsole zwischen den Rippen. Während Rippen mit niedriger Festigkeit
einen guten Verbund im normalen Beton gewährleisten, sorgen die Hochfestrippen auch
bei stark nachhärtendem Beton oder Beton mit Überfestigkeit für eine Mindestverbundfestigkeit.
[0024] Schließlich lassen sich Rippen verschiedener Ordnung in einer Mehrstufenrippe zusammenführen,
die diskrete Winkelsprünge oder kontinuierliche Winkeländerungen aufweisen kann. Hierbei
werden also unterschiedliche Rippeneigenschaften miteinander kombiniert, wobei wiederum
die Rippen höherer Ordnung eine geringere Scherfestigkeit aufweisen und früher versagen
als die Rippen niedrigerer Ordnung. Hierbei lässt sich verhindern, dass zu einem bestimmten
Zeitpunkt die ganze Rippe abschert; stattdessen schert zunächst eine der fraktalen
Teilrippen ab, weil die Spannung im Rippengrund dieser Teilrippe die Scherfestigkeit
überschreitet. Dadurch wird die Kontaktfläche der verbleibenden Teilrippen mit dem
sie umgebenden Beton, der sog. Betonkonsole verkleinert und somit die Beanspruchung
auf dem Rippengrund dieser verbleibenden Teilrippen reduziert. Damit können diese
verbleibenden Teilrippen wieder zusätzliche Lasten aufnehmen, bis die Scherbeanspruchung
am Rippengrund der dann kleinsten Teilrippe überschritten wird und zu deren Abscheren
führt.
[0025] Für die Herstellung eines solchen erfindungsgemäßen Bewehrungsstabs bietet sich neben
den herkömmlichen Verfahren (wie z. B. Einformen der Rippen während des Pultrusionsprozesses)
auch ein Einfräsen der Rippengeometrie in die ausgehärteten Bewehrungsstäbe an, wodurch
sich ohne großen Aufwand unterschiedlichste geometrische Eigenschaften erzielen lassen.
Hierbei kann das Grundprofil des Bewehrungsstabs auch abweichend von einer Kreisform
einen ovalen, viereckigen, sternförmigen etc. Querschnitt aufweisen. Ebenso kann der
Fräsvorgang kreisförmig oder oval, zentrisch oder exzentrisch erfolgen. Durch Kombination
aus Grundprofil des Bewehrungsstabs und Fräsvorgang lassen sich mit einfachsten Mitteln
unterschiedliche geometrische Eigenschaften erzielen und damit verschiedene Rippenfestigkeiten
darstellen.
[0026] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung; hierbei zeigen
- Figur 1
- eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bewehrungsstabs
in Seitenansicht - in Figur 1 a),
im Vertikalschnitt - in Figur 1 b),
im Horizontalschnitt entlang A-A aus Figur 1a) - in Figur 1c),
im Horizontalschnitt entlang B-B aus Figur 1a) - in Figur 1d), das Detail A aus Figur
1 b) - in Figur 1 e),
das Detail B aus Figur 1b) - in Figur 1f) und
in perspektivischer Seitenansicht - in Figur 1 g);
- Figur 2
- eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bewehrungsstabs in Seitenansicht
- in Figur 2a) - und in perspektivischer Seitenansicht - in Figur 2b);
- Figur 3
- eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bewehrungsstabs in Seitenansicht
- in Figur 3a) - und in perspektivischer Seitenansicht - in Figur 3b);
- Figur 4
- auszugsweise einen Vertikalschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bewehrungsstabs;
- Figur 5
- auszugsweise einen Vertikalschnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bewehrungsstabs;
- Figur 6
- auszugsweise einen Vertikalschnitt durch eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bewehrungsstabs; und
- Figur 7
- auszugsweise einen Vertikalschnitt durch eine siebte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bewehrungsstabs.
[0027] In den Figuren 1a) und 1b) ist ein Bewehrungsstab 1 zu erkennen mit zwei einander
überlagerten Rippenarten. Hierbei besteht der Bewehrungsstab 1 aus einer zylinderförmigen
Grundform mit kreisförmigem Querschnitt, von der sich ausgehend erste Vertiefungen
2 und zweite Vertiefungen 3 nach radial innen erstrecken, wodurch sie einander überlappende
Rippen 4, 5 bilden. Die Vertiefungen 2, 3 sind gegenläufig zueinander angeordnet,
das heißt, die eine Vertiefung läuft rechtsgängig und die andere Vertiefung linksgängig
entlang des Bewehrungsstabs schraubengangförmig um diesen herum. Die Vertiefungen
2 sind dabei tiefer ausgebildet als die Vertiefungen 3. Die Vertiefungen 2 belassen
zwischen sich jeweils Rippen 4 (vielmehr eine schraubengangförmig umlaufende zusammenhängende
Rippe 4); in entsprechender Weise belassen die Vertiefungen 3 zwischen sich Vertiefungen
5, die sich aufgrund der gegenseitigen Überlappung der Vertiefungen teilweise auch
mit den Rippen 4 überlappt.
[0028] In Figur 1b) ist die Oberfläche des erfindungsgemäßen Bewehrungsstabs aus dem Vertikalschnitt
erkennbar mit dem Stabdurchmesser d
2 im Bereich der Vertiefung 2 und dem Stabdurchmesser d
3 im Bereich der Vertiefung 3. Auch zwei Details A, B, die in den Figuren 1e) und 1f)
dargestellt sind, verdeutlichen die unterschiedlichen Rippen- bzw. Vertiefungsformen:
Beide Vertiefungen weisen die gleichen Flankenwinkel α und die gleichen Krümmungsradien
R
1 im Übergangsbereich zwischen Vertiefungsgrund 2a, 3a und Rippenflanken 2b, 3b auf.
Lediglich die Rippentiefe t
2, t
3 und die Vertiefungsbreiten b
2, b
3 sind ebenso unterschiedlich wie die Rippenteilungen T
2, T
3 (siehe Figur 1a)).
[0029] Sieht man sich den Horizontalschnitt in den Figuren 1c) und 1d) an, so kann man erkennen,
dass die Vertiefungen 2, 3 bzw. Rippen 4, 5 insgesamt eine inhomogene Oberfläche des
Bewehrungsstabs 1 ergeben, die dafür verantwortlich ist, dass unterschiedliche Bereiche
unterschiedliche Scherbelastbarkeiten aufweisen und somit insgesamt die Belastbarkeit
des Bewehrungsstabs verbessert werden kann.
[0030] Die Figuren 2a) und 2b) zeigen einen alternativen Bewehrungsstab 21 mit Vertiefungen
22, 23, die gleichsinnig schraubengangförmig entlang des Bewehrungsstabs 21 verlaufen
und unterschiedliche Steigungen aufweisen. Auch hierdurch lassen sich Rippen mit unterschiedlichen
geometrischen Eigenschaften herstellen, die unterschiedliche Scherbeanspruchungen
am Rippengrund aufweisen.
[0031] In den Figuren 3a) und 3b) ist ein Bewehrungsstab 31 gezeigt, bei dem Rippen mit
unterschiedlichen geometrischen Eigenschaften ineinander übergehen: Während die Rippenteilung
T
4, also der Abstand zwischen benachbarten Schraubengängen der schraubengangförmig umlaufenden
Rippe über den gesamten Bewehrungsstab gleich ist, ändert sich jedoch die Tiefe t
4, t
5 der Vertiefung 22 über die axiale Länge des Stabs. Hierdurch gehen quasi Rippen 24,
25 mit unterschiedlichen geometrischen Eigenschaften kontinuierlich und stufenlos
ineinander über und weisen aufgrund der unterschiedlichen Rippentiefe t
4, t
5 entsprechend unterschiedliche Belastbarkeiten auf.
[0032] Anhand der Figuren 4 bis 7 lässt sich die Systematik der Rippengestaltungen verdeutlichen:
So zeigt Figur 4 einen Bewehrungsstab 41 mit einer Rippe 42 erster Ordnung und eine
Vertiefung 43 mit einer Rippentiefe t
42, einem Flankenneigungswinkel α, einer Teilung T
42, die sich zusammensetzt aus der Rippenbreite B
42 zuzüglich des Abstands b
42 zwischen zwei benachbarten Rippen.
[0033] In Figur 5 ist nun bei einem Bewehrungsstab 51 einer der Rippe 42 erster Ordnung
aus Figur 4 entsprechenden Rippe sowie einer der Vertiefung 43 aus Figur 4 entsprechenden
Vertiefung eine schmalere Rippe 52 zweiter Ordnung sowie schmalere Vertiefungen 53
überlagert, die zusammen mit der Rippe erster Ordnung ein Ordnungssystem bilden aus
schmalen Rippen höherer Ordnung 52, 54, 55, 56 und einer breiten Rippe 57 niedrigerer
Ordnung, die die schmalen Rippen trägt. Es ist unschwer erkennbar, dass in einem Belastungsfall
die schmalen Rippen schneller abscheren und dass aber bei deren Abscheren die breite
Rippe 57 immer noch einen Verbund mit dem den Bewehrungsstab umgebenden Beton eingeht
und somit der Stab 51 nicht plötzlich in allen Verankerungsabschnitten gleichzeitig
versagt.
[0034] Figur 6 und Figur 7 zeigen schließlich noch bei Bewehrungsstäben 61, 71 Mehrstufenrippen
62, 72, die ebenfalls das Ergebnis der Überlagerung mehrerer Rippen sind, wobei die
Rippenteilbereiche 62a, 62b, 62c unterschiedliche Flankenneigungen α
0, α
1 und α
2 und unterschiedliche Rippenbreiten B
0, B
1, B
2 aufweisen. Hingegen ist bei der Mehrstufenrippe 72 aus Figur 7 der Übergang zwischen
den Teilbereichen der Rippe kontinuierlich mit kontinuierlicher Breiten- und Winkeländerung.
[0035] Auch die Mehrstufenrippen führen dazu, dass im Zweifel zunächst die schmalste Teilrippe
62c früher abschert als die breiteste Teilrippe 62a und somit ebenfalls für eine Verbesserung
der Belastbarkeit des zugehörigen Bewehrungsstabs 61 sorgt.
[0036] Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, durch Ausbildung von
Rippen mit unterschiedlichen geometrischen und/oder Materialeigenschaften das Verbundverhalten
von faserverstärkten Kunststoffbewehrungsstäben zu verbessern, deren Anwendungsverhalten
im Belastungsfall zu optimieren und somit solche Kunststoffbewehrungsstäbe weiteren
Anwendungsmöglichkeiten zugänglich zu machen. Es wird demnach ein Bewehrungsstab aus
faserverstärktem Kunststoff zur Verfügung gestellt, der den Rissabstand und die Rissbreite
im den Bewehrungsstab umgebenden Beton reduzieren hilft, was zu den beschriebenen
Vorteilen führt.
1. Bewehrungsstab aus faserverstärktem Kunststoff, an seiner Umfangsfläche versehen mit
einer radial nach außen vorstehenden Profilierung in Form von sich zumindest über
einen Teil des Umfangs erstreckenden Rippen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bewehrungsstab Rippen (4, 5, 42, 52, 54, 55, 56, 57, 62, 72) mit unterschiedlichen
geometrischen und/oder Materialeigenschaften aufweist.
2. Bewehrungsstab nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rippen (4, 5, 42, 52, 54, 55, 56, 57, 62, 72) mit unterschiedlichen geometrischen
und/oder Materialeigenschaften so ausgebildet sind, dass sie im Belastungsfall eine
unterschiedliche Scherbeanspruchung am Rippengrund aufweisen.
3. Bewehrungsstab nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rippen (4, 5, 42, 52, 54, 55, 56, 57, 62, 72) mit unterschiedlichen geometrischen
und/oder Materialeigenschaften so ausgebildet sind, dass sie im Belastungsfall nicht
zeit- und/oder lastgleich versagen.
4. Bewehrungsstab nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rippen (4, 5, 42, 52, 54, 55, 56, 57, 62, 72) mit unterschiedlichen geometrischen
und/oder Materialeigenschaften zumindest in etwa im selben Axialabschnitt des Bewehrungsstabs
zueinander benachbart, aneinander angrenzend, mit gegenseitigem Abstand und/oder sich
gegenseitig überlappend angeordnet sind,.
5. Bewehrungsstab nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die geometrischen und/oder Materialeigenschaften der Rippen (4, 5, 42, 52, 54, 55,
56, 57, 62, 72) über die axiale Länge des Bewehrungsstabs (1, 21, 31, 41, 51, 61,
71) und/oder dessen Umfang mehrstufig ausgebildet sind.
6. Bewehrungsstab nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die unterschiedlich wählbaren geometrischen Eigenschaften der Rippen (4, 5, 42, 52,
55, 56, 57, 62, 72) Rippenhöhe (t), Rippenabstand (b), Rippenteilung (T), Neigungswinkel
(α) der Rippenflanken, Steigung der Rippen und/oder Rippenform umfassen.
7. Bewehrungsstab nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die unterschiedlichen Materialeigenschaften der Rippen unterschiedlichen Fasergehalt,
unterschiedliche Materialien von Bewehrungsstab und/oder -fasern und/oder unterschiedliche
Faserorientierungen umfassen.
8. Bewehrungsstab nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Rippen (62a, 62b, 62c) zu einer in Radialrichtung aufeinander aufbauenden Mehrstufenrippe
(62) zusammengefasst sind, bei der mehrere Rippen mit unterschiedlichen geometrischen
und/oder Materialeigenschaften zumindest teilweise einander überlagernd oder überlappend
angeordnet sind.