Strengthening of reinforced concrete members by prestressed, externally bonded reinforcement with gradient anchorage

Prestressed externally bonded reinforcement in the form of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) strips can be used to strengthen reinforced concrete (RC) beams or slabs. A pure adhesive anchorage method for highly prestressed strips was developed at Empa (the so-called “gradient method”). The aim and motivation for the present investigation was to better understand the bond behaviour of the CFRP strips in the region of the gradient anchorage. insights in the structural behaviour of CFRP strips that were glued on a concrete surface were found in pull-off and prestress force release tests. By using an optical 3D image correlation measurement system, full-field measurements of the displacements of the surface of the test specimens were performed. The relative displacements (slip sf and separation rf) between the CFRP strip and the concrete surface were determined from the measured displacements u and w. The full-field measurements also provided strain patterns which helped to study and describe the load carrying mechanism in the tests. [...] CFK-Lamellen (Kohlenstofffaser-verstärkter Kunststoff) können für die nachträgliche Verstärkung von Stahlbetonträgern oder Platten verwendet werden. An der Empa wurde eine reine Klebeverankerung für stark vorgespannte Lamellen entwickelt (die sogenannte „Gradientenmethode“). Das Ziel und die Motivation der hier dargestellten Untersuchung war, das Verständnis des Verbundverhaltens der CFK-Lamellen im Bereich der Klebverankerung zu verbessern. Einblicke in das Tragverhalten von CFK-Lamellen, die auf eine Betonoberfläche geklebt waren, wurden in Abzugs- und Vorspannkraft-Ablassversuchen gewonnen. Mit Hilfe eines optischen 3D Bildkorrelationsmesssystems wurden die vollflächigen Verschiebungen der Prüfkörperoberflächen gemessen. Aus den gemessenen Verschiebungen u und w wurden die relativen Verschiebungen (Schlupf sf und Separierung rf) zwischen der CFK-Lamelle und der Betonoberfläche ermittelt. Mit Hilfe der gemessenen vollflächigen Dehnungen konnte der Tragwirkungsmechanismus in den Versuchen studiert beschrieben werden. [...]