Querkrafttragverhalten stahlfaserverstärkter UHFB‐Biegeträger mit Kompaktquerschnitt

Abstract

Bei Biegeträgern aus stahlfaserverstärktem ultrahochfesten Beton (UHFB) unterscheidet sich das Querkrafttragverhalten je nach Querschnittsform. Balken mit gegliedertem Querschnitt zeigen typischerweise ein Schub‐Zug‐Versagen des dünnen Stegs. Hingegen tritt bei Balken mit Kompaktquerschnitt Biegeschubversagen auf. Somit sind Bemessungsansätze, die den Querkraftwiderstand eines Bauteils ohne Querkraftbewehrung, die Wirkung einer Vorspannung sowie Traganteile aus Bügeln und Fasern überlagern, nicht zwangsläufig auf beide Querschnittsformen gleichermaßen anwendbar. Ziel der vorliegenden Studie war es, das Querkrafttragverhalten von UHFB‐Balken mit Kompaktquerschnitt und insbesondere die Einflüsse des Fasergehalts und des Vorspanngrads auf die Entwicklung des kritischen Schubrisses und die Querkrafttragfähigkeit zu untersuchen. Hierzu wurden 22 Querkraftversuche durchgeführt. Rissbildung und ‐ausbreitung wurden mittels digitaler Bildkorrelation überwacht. In den Versuchen konnte ein deutlicher Einfluss des Fasergehalts und des Vorspanngrads auf die Schubrisskraft festgestellt werden. Die Probekörper ohne Vorspannung zeigten überwiegend ein typisches Biegeschubversagen, während bei den vorgespannten Probekörpern die Betondruckzone unter kombinierter Beanspruchung aus Biegeschub und Biegedruck versagte. Anhand der Ergebnisse wurde ein additiver Bemessungsansatz überprüft. Er liefert für alle Versuche eine konservative Abschätzung der Schubrisskraft.

Die UHFB‐Biegedatenbank

“…Gemessene Arbeitslinien sind in [7,20,23] für US-amerikanischen Betonstahl Grade 60(420), in [44] für kanadischen Betonstahl Grade 400, in [26] für südkoreanischen Betonstahl SD400, in [24] für Betonstahl B500 und Spannstahl St1375 / 1570 sowie in [16] für US-amerikanischen Spannstahl Grade 270(1860) verfügbar. Zu den eigenen Untersuchungen aus [81] -In [19,24,43,50,52,57,59,63] wurde Betonstahl B500 (oder vergleichbar) und in [19,22] österreichischer BSt550 verwendet. Sofern Angaben fehlen, werden für B500 typische mittlere Kennwerte f ym = 550 N/mm 2 , f tm = 600 N/mm 2 und ε um = 9 % angenommen.…”