Die Schlinge - Eine Schlaufenverankerung aus wechselseitig übereinandergeschlagenen Carbonfasern für Zugglieder aus carbonfaserverstärktem Kunststoff

Carbonfasern eignen sich aufgrund ihrer hohen Zugfestigkeit in Faserrichtung besonders für Zugglieder im Bauwesen. Dabei stellt die Verankerung der konzentrierten Kraft am Ende des Zugglieds eine grosse Herausforderung dar, da die Carbonfaser quer zur Faserrichtung nur eine geringe Festigkeit aufweist. In dieser Arbeit werden sogenannte Schlingen vorgestellt, mit denen die Carbonfasern eines Zugglieds verankert werden können. Schlingen sind Schlaufen aus wechselseitig umgeschlagenen Carbonfasern. Mithilfe der Schlinge wird der Querschnitt eines Zugglieds an der Verankerung lokal aufgeweitet und auf diese Weise die Beanspruchung verringert. Daher weisen Schlingen eine höhere Verankerungsgüte als Schlaufen auf. Neben der leistungsfähigen Verankerung der Carbonfasern bieten Schlingen weitere Vorteile. In der Verankerung kann weitgehend auf Metallkomponenten verzichtet werden, sodass sie leicht und kompakt bleibt. Das Zugglied kann aus preisgünstigen, parallel angeordneten pultrudierten Stäben hergestellt werden, indem die Schlingen an den Enden angefügt werden. Das Zugglied ist biegeweich und wickelbar. In dieser Arbeit wird im Anschluss an die erforderlichen Grundlagen das Konzept der Schlingen und deren konstruktive Durchbildung erläutert und es werden verschiedene Verfahren zur Herstellung vorgestellt. Anhand von experimentellen Untersuchungen und numerischen Berechnungen wird das Tragverhalten von Schlingen charakterisiert. Die Untersuchungen umfassen statische und dynamische Beanspruchungen sowie Dauerbeanspruchungen. Zudem werden die Anwendungsbereiche für Zugglieder aus Carbonfasern unter Berücksichtigung ihrer besonderen Eigenschaften aufgezeigt.