Frühzeitiges Versagen bei hochfesten Stahlbetonstützen mit großen Stabdurchmessern

Abstract

Der Einsatz hochfester Materialien im Stahlbetonbau ermöglicht die Herstellung schlanker Bauteile. Vor allem im Hochhausbau kann dadurch die Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes gesteigert werden, etwa durch die Erhöhung der Nutzflächen aufgrund schlanker Stützen. Untersuchungen aus der Vergangenheit dokumentierten hingegen ein frühzeitiges Bauteilversagen beim Einsatz von hochfestem Beton in Stahlbetonstützen. Vor allem bei zentrischem Druck kann die rechnerische Querschnittstragfähigkeit des Druckglieds aufgrund der Abplatzung der Betondeckung nicht erreicht werden. Diese Untersuchungen waren jedoch vom Bewehrungsgrad (≤ 6 %) und den verwendeten Stabdurchmessern (≤ 25 mm) stark begrenzt. Aus diesem Grund wurden an der TU Wien experimentelle Untersuchungen an hochfesten Stützen durchgeführt, welche in diesem Beitrag beschrieben werden. In zwei Versuchsserien wurde der Einfluss unterschiedlicher Stabdurchmesser (bis 63,5 mm), verschiedener Stahlgüten (B 550 und SAS 670/800) und der Einfluss der Dicke der Betondeckung untersucht. Des Weiteren beinhalten die Versuchsserien Untersuchungen an Stoßausführungen bei Ortbetonstützen und bei Fertigsteilstützen.

Hochhausstützen in Deutschland – Bestands‐ und Potenzialanalyse unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit

“…Bereits in [26] konnte anhand einer Datenbankauswertung gezeigt werden, dass die Bauteildruckfestigkeit bei zunehmendem Längsbewehrungsgrad abnimmt. Für eine erste Einordnung wurden großmaßstäbliche Stützenversuche der TU Wien [52] sowie eigene Versuche [30] ausgewertet. Die in den Stützen erreichten Betondruckfestigkeiten σ c,max wurden den in Begleitkörperversuchen gemessenen Zylinderdruckfestigkeiten 0,95 ⋅ f cm gegenübergestellt.…”

“…Der Faktor α cc,g = 0,95 berücksichtigt geometrische Prüfeinflüsse (Zylinder/Prismenfestigkeit). Der Einfluss der unterschiedlichen Belastungsgeschwindigkeiten zwischen Zylinder‐ und Stützenprüfung wurde mit einem konstanten Faktor von 0,92 in Übereinstimmung mit [52, 26] abgeschätzt. Die Auswertung in Bild 9 (rechts) zeigt, dass die rechnerische Betondruckfestigkeit mit steigendem Längsbewehrungsgrad abnimmt und stellt zudem einen ersten Vorschlag zur Modifizierung der Betondruckfestigkeit in Abhängigkeit vom Längsbewehrungsgrad dar.…”