Sowohl die zentrische Matrixzugfestigkeit als auch die zentrischen Nachrisszugfestigkeiten von faserbewehrten Betonen werden in der Regel indirekt über Biegezugversuche ermittelt. Dazu muss eine in Versuchen ermittelte Kraft‐Verformungs‐Kurve in eine Zugspannungs‐Dehnungs‐Beziehung überführt werden. Für ultrahochfesten Faserbeton (UHPFRC) gibt es in Deutschland zurzeit mangels gültiger Normen und Richtlinien kein geregeltes derartiges Umrechnungsverfahren. Zur Untersuchung des Zugspannungs‐Dehnungs‐Verhaltens von UHPFRC wurden am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig gekerbte 3‐Punkt‐Biegezugversuche nach DIN EN 14651 durchgeführt. Unter Berücksichtigung der Versuchsergebnisse und in Anlehnung an den Model Code 2010, der normal‐ und hochfesten Faserbeton regelt, wurde ein Umrechnungsverfahren für UHPFRC entwickelt. Zur Validierung des Verfahrens wurde die Finite‐Elemente‐Methode (FEM) hinzugezogen.

Stahlbetonstützen sind sehr wichtige Bauelemente für die Tragsicherheit einer Gesamtstruktur. Da Stahlbetonstützen bei weitgehend zentrischer Druckbeanspruchung kein nennenswertes Umlagerungsvermögen aufweisen, versagen sie in der Regel ohne Vorankündigung. Eine zuverlässige Bemessung ist daher zwingend erforderlich. Außerdem erhöhen sich durch den Einsatz von hochund ultrahochfesten Betonen, hochfester Bewehrung oder großen Stabdurchmessern mit hohen Bewehrungsgraden die möglichen Stützenvariationen erheblich. Somit stellt sich die Frage, inwiefern die bisher übliche Vorgehensweise bei der Stützenbemessung ausreicht, um solche Entwicklungen gleichermaßen sicher zu erfassen. Keywords reduction factor; concrete compressive strength; componentspecific compressive strength; normal concrete; high strength concrete; reinforced concrete columns; compression members Bild 13 Vergleich der experimentellen und rechnerischen Traglasten nach Gl. (20) (links) und mit Berücksichtigung des Teilfaktors a cc,conf (rechts) Comparison of experimental and calculated ultimate loads according to equation (20) (left) and with consideration of factor a cc,conf (right)

Innovative Stützen aus Hochleistungsbetonen [1, 2] ha ben ein großes technisches, architektonisches und ökono misches Potenzial. Im Rahmen ihrer Verwendung ist dann aber auch eine Betrachtung ihrer Robustheit erfor derlich. Grundsätzlich sollte ein robustes Stahlbetonbau teil nach dem Erreichen der Traglast noch eine Resttrag fähigkeit aufweisen, die z. B. die Einleitung von evakuie renden Maßnahmen ermöglicht. Ein schlagartiges Versa gen soll nach Eurocode 2 (EC2) [3] bei biegebeanspruchten Bauteilen durch den Nachweis der Mindestbewehrung zur Sicherstellung eines duktilen Bauteilverhaltens (Ro bustheitsbewehrung) und bei druckbeanspruchten Trag gliedern durch die Einhaltung von Regeln zur konstrukti ven Durchbildung (Mindestlängsbewehrung, Bügelab stände etc.) verhindert werden. Der vorliegende Beitrag gibt zunächst einen Überblick über die Robustheit als wichtigen Entwurfsparameter so wie über die verschiedenen Ansätze zur Bewertung der Robustheit von Stahlbetonstützen. Anschließend wird ein praxisorientiertes Modell zur Erfassung des Trag und Nachbruchverhaltens von zentrisch belasteten Stahlbe tonstützen vorgestellt, zur besseren Einordnung an einer Beispielstütze angewendet und Möglichkeiten zur geziel ten Beeinflussung der Robustheit identifiziert. 2 Robustheit 2. 1 Definition des Begriffs "Robustheit" Der Eurocode 1 definiert Robustheit als die "Eigenschaft eines Tragwerks, außergewöhnliche Einwirkungen so zu überstehen, dass keine Schäden entstehen, die in keinem Verhältnis zur Schadensursache stehen" [4]. Auf die Bau teilebene bezogen bedeutet das unter anderem, dass ein Versagen von Bauteilen nicht schlagartig erfolgen darf, bzw. dieses durch große Verformungen oder Rissbildun gen angekündigt werden muss. Bild 1 zeigt auf der linken Seite ein robustes Versagen am Beispiel eines Biegebal kens. Durch die sichtbare Rissbildung sowie eine große Durchbiegung kann von einer Versagensvorankündigung ausgegangen werden. Auf der rechten Seite im Bild 1 ist ein sprödes und damit nicht robustes Versagen einer Stahlbetonstütze dargestellt, bei der die aufnehmbare Last nach Erreichen der Traglast F u,I schlagartig abfällt. In Kombination mit einer nicht ausreichenden Resttragfä higkeit F u,II kann es dann zu einer Kettenreaktion im Gesamttragwerk, einem sogenannten progressiven Kol laps, kommen. In Bezug auf das Einzelbauteil Stütze ist deren Robustheit bzw. deren erforderliche Resttragfähig keit F u,II an den Auslegungsprinzipien des Gesamttrag werks zu orientieren. Ein robustes Tragwerk soll die Auswirkungen von unplanmäßigen Einwirkungen so begrenzen, dass diese in einem vertretbaren Verhältnis zur Ursache stehen. Ein schlagartiges Versagen oder ein progressiver Kollaps muss verhindert werden. Im Rahmen einer Gesamtanalyse ist die Kenntnis über das Verhalten der maßgebenden Einzelbauteile unverzichtbar. Während ein schlagartiges Zugversagen bei biegebeanspruchten Bauteilen durch die Mindestbiegezugbewehrung verhindert wird, kann ein robustes Bauteilversagen bei Stahlbetonstützen durch die derzeitigen Regelungen z...

Der Trend zu „leichten“, filigranen und ressourceneffizienten Tragwerken führt zu einer zunehmenden Struktur‐ und Materialoptimierung im Bauwesen. Parallel dazu gibt es eine Zunahme von Naturgefahren und sonstigen Bedrohungssituationen. Die verminderten Umlagerungsmöglichkeiten in Kombination mit der steigenden Gefahr von unplanmäßigen Einwirkungen können zu einer unzureichenden Tragwerksrobustheit führen. Ein Versagen des Gesamttragwerks aufgrund von Teilschäden muss verhindert werden. Die Robustheit der maßgebenden Einzelbauteile ist dabei von wesentlicher Bedeutung. Bei Stahlbetonstützen kann besonders bei Einsatz hochfester Betone trotz Einhaltung derzeitiger Regelungen zur konstruktiven Durchbildung ein robustes Verhalten nicht in jedem Fall sichergestellt werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt zunächst unter Zuhilfenahme eines numerischen Stützenmodells das Tragverhalten sowie charakteristische Traganteile von Stahlbetonstützen. Ein praxisgerechtes mechanisches Modell wird vorgestellt, mit dem das Nachbruchverhalten von Stahlbetonstützen berechnet und die Robustheit bewertet werden kann. Anschließende Parameterstudien zeigen den Einfluss verschiedener Konstruktionsparameter auf die Robustheit und sind die Basis eines Diskussionsbeitrags für erste erweiterte Konstruktionsregeln für robuste Stahlbetonstützen.

In response to housing shortages in densely inhabited urban areas, there is a search for structural engineering solutions for serial and modular construction. Prefabricated concrete columns can make an important difference. Using industrial manufacturing processes, it is possible to produce highly loadable, durable and true-to-size columns that enable accelerated construction progress and dismantling or reuse of the components at the end of the structure’s economic life. However, there are challenges in designing the detachable connection between highly loaded columns due to an undesired reduction of the load-bearing capacity on the one hand and a high sensitivity to geometrical deviations on the other hand. To investigate the load-bearing and deformation behaviour of butt-jointed columns, large-scale component tests as well as three-dimensional numerical analyses using the finite element method were carried out. The analyses show that measures to increase the stiffness of the joint, such as thicker steel plates, lower mortar thickness, etc., lead to an increase of the ultimate load. It could also be demonstrated that butt-jointed columns are very sensitive to unevenness of the end faces. Finally, the investigations allow first conclusions on the design and detailing of detachable compression connections between prefabricated concrete columns.