Datenbank für querkraftbeanspruchte Stahlfaserbetonbauteile

Abstract

der Weiterentwicklung des Eurocodes 2 bis zum Ende dieses Jahrzehnts sollen auch Bemessungsansätze für Stahlfaserbeton integriert werden. Sie müssen nachweislich sicher sein, gleichzeitig aber die einzusetzenden Materialien wirtschaftlich nutzen. Die Bewertung von Ansätzen erfolgt dabei häufig an Datenbanken von Experimenten, sodass Modellqualität und Sicherheitsniveau anhand von Streuungen und Fraktilwerten quantifizierbar werden. Eine solche Datenbank und Ansatzbewertung stellt der Beitrag für die Querkraftbemessung von stahlfaserbewehrten Bauteilen ohne und mit zusätzlicher Querkraftbewehrung vor. Wesentlicher Parameter ist dabei die durch die Fasern erzeugte Nachrisszugfestigkeit. Auf ihre Ermittlung aus Biegezugversuchen im Drei-bzw. Vierpunktprinzip und empirischen Ansätzen wird daher gesondert eingegangen. Beim Nachweis ausreichender Querkrafttragfähigkeit stahlfaserbewehrter Bauteile ist zwischen solchen ohne (in der Regel Platten, Fundamente) und mit (in der Regel Balken) zusätzlich rechnerisch erforderlicher Querkraftbewehrung zu unterscheiden. Bei Bauteilen ohne zusätzliche Querkraftbewehrung bilden sich mit zunehmender Belastung S-förmige Schubrisse aus, die sich ausgehend vom gezogenen Querschnittsrand bis in die Druckzone fortsetzen können. Der Lastabtrag erfolgt im Wesentlichen über -Bogentragwirkung -Kornverzahnung zwischen den Rissen -Dübelwirkung der Biegezugbewehrung -Zugkraftübertragung durch Fasern im Schrägriss. Für die Bemessung von Bauteilen mit Querkraftbewehrung existiert in der Literatur eine Vielzahl an Modellen. Für eine Übersicht sei z. B. auf [1-5] verwiesen. Die maßgebende Wirkung der Stahlfasern beim Querkraftabtrag ist auch hier in der Zugkraftkomponente im Schrägriss zu sehen [6, 7]. Gegenüber der obigen Aufzählung kommt ein Bügeltraganteil hinzu. Bild 1 zeigt dazu schematisch die rechnerischen Traganteile. Zur Gewährleistung einer Mindestquerkrafttragfähigkeit beim Übergang in den fachwerkartigen Tragzustand ist bei Balken eine Mindestquerkraftbewehrung vorzusehen, die durch den Einsatz von Stahlfasern nach DAfStb-Richtlinie [8] und Model Code 2010 [9] bis auf null reduziert werden kann. 2 Ermittlung der rechnerischen Zugfestigkeit 2.1 Herangehensweise Stahlfaserbeton gilt als Beton nach Eigenschaften, dessen Leistungsfähigkeit mittels verformungsgesteuerter Biegezugversuche klassifiziert wird. Zur Festigkeitsbe-Der Einsatz von Makrofasern aus Stahl gewinnt seit der bauaufsichtlichen Einführung der Richtlinie "Stahlfaserbeton" des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) auch in tragenden Betonkonstruktionen zunehmend an Bedeutung. Insbesondere beim Nachweis ausreichender Querkrafttragfähigkeit erweist sich die Fasertragwirkung als günstig, da eine Querkraftbewehrung auch bei Balken rechnerisch vollständig durch Fasern gebildet sein kann -Bügel also entfallen. Haupteinflussparameter ist die Nachrisszugfestigkeit, die aufgrund vielfältiger interagierender Einflussparameter hohen Streuungen unterliegt und nach Ansätzen der DAfStb-Richtlinie bzw. den Modellen des Model Codes ...

Steigerung der Durchstanztragfähigkeit und Duktilität durch die Zugabe moderner Hochleistungsstahlfasern

“…Für den Nachweis einer ausreichenden Durchstanztragfähigkeit wird analog der Querkrafttragfähigkeit eine Fasertragwirkung im Schrägriss dem Betontraganteil der Durchstanztragfähigkeit nach DIN EN 1992‐1‐1 + NA(D) additiv überlagert. Der Bemessungswert der Durchstanztragfähigkeit beträgt …”

“…Für den Nachweis einer ausreichenden Durchstanztragfähigkeit wird analog der Querkrafttragfähigkeit [18] eine Fasertragwirkung im Schrägriss dem Betontraganteil der Durchstanztragfähigkeit nach DIN EN 1992-1-1 + NA(D) [17]…”

Database of Shear Experiments on Steel Fiber Reinforced Concrete Beams without Stirrups

“…This paper presents a unique database of 487 experiments. Smaller databases have been reported or discussed in the literature previously [23][24][25][26][27][28][29], but the current effort has resulted in the recompilation of a significantly larger number of datapoints. Moreover, the full database is available as a dataset in the public domain for other researchers [30], which is a step forward as well.…”

Stahlfaserbetonbauteile praxisgerecht berechnen, bemessen und optimieren

“…Stahlfasern überbrücken die im Beton entstehenden Risse und übertragen so auch nach Rissbildung Zugkräfte. Aus diesem Tragmechanismus resultiert eine Vielzahl an positiven Eigenschaften . Da sie rechnerisch nur im gezogenen Querschnittsteil einen zusätzlichen Teil zur Tragfähigkeit beitragen, eignen sie sich sowohl für biege‐ als gerade auch für rein zugbeanspruchte Bauteile.…”

“…Da sie rechnerisch nur im gezogenen Querschnittsteil einen zusätzlichen Teil zur Tragfähigkeit beitragen, eignen sie sich sowohl für biege‐ als gerade auch für rein zugbeanspruchte Bauteile. In querkraftbeanspruchten Querschnitten verbessern Fasern die Tragfähigkeit der geneigten Zugstreben, indem sie die entstehenden Schrägrisse überbrücken und dort Kräfte übertragen . Für die Querschnittsbemessung auf Basis der DAfStb‐Richtlinie „Stahlfaserbeton“ wurde eine Vielzahl an Bemessungshilfsmitteln geschaffen, z.…”