Zum Schubrissverhalten von Stahlbeton- und Spannbetonbalken aus Normal- und Hochleistungsbeton

Görtz, Stephan; Hegger, Josef

doi:892

Zum Schubrissverhalten von Stahlbeton- und Spannbetonbalken aus Normal- und Hochleistungsbeton

Görtz, Stephan (Author)

2004

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Stephan Görtz

ImpressumAachen : Lehrstuhl und Inst. für Massivbau [u.a.] 2004

UmfangGetr. Zählung : Ill., graph. Darst.

ISBN3-9807302-8-X

Reihe[Schriftenreihe des IMB ; 18]

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2004

Genehmigende Fakultät
Fak03

Hauptberichter/Gutachter
Hegger, Josef (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2004-07-21

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-8929
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/53027/files/Goertz_Stephan.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Bauingenieurwesen (300000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Stahlbeton (Genormte SW) ; Träger (Genormte SW) ; Schubbewehrung (Genormte SW) ; Querkraft (Genormte SW) ; Rissverlauf (Genormte SW) ; Spannbeton (Genormte SW) ; Hochfester Beton (Genormte SW) ; Tragfähigkeit (Genormte SW) ; Normalbeton (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Querkrafttragfähigkeit (frei) ; Rissverhalten (frei) ; hochfester Leichtbeton (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Eine Vielzahl neuerer Forschungsergebnisse führen die über die Möhrsch'sche Fachwerkwirkung hinausgehende Querkrafttragfähigkeit ausschließlich auf Rissreibungskräfte zurück. Der Betontraganteil wird demzufolge vollständig über eine flacher geneigte Druckstrebe erfasst, so dass die Querkrafttragfähigkeit an einem reinen Fachwerkmodell beschrieben werden kann. Zur Überprüfung dieses Modells wurden experimentelle und theoretische Untersuchungen durchgeführt. Hierbei wurde zunächst ein iterativer Algorithmus entwickelt, mit dem sich das Riss- und Tragverhalten im Stegbereich schubbewehrter Stahlbeton- und Spannbetonbauteile beschreiben lässt. Hiermit konnte gezeigt werden, dass das Fachwerkmodell mit Rissreibung nicht die gesamte Querkrafttragfähigkeit erfasst, sondern dass ein über die Fachwerkwirkung hinausgehender Betontraganteil existiert. Aufbauend auf den theoretischen Untersuchungen wurde das Schubrissverhalten sowie das Tragverhalten im Bruchzustand an 27 Querkraftve rsuchen an Normal- und Hochleistungsbeton untersucht. Durch die flächenhafte Beobachtung des Rissöffnungsverhaltens mit einem photogrammetrischen Messve rfahren konnte gezeigt werden, dass der Einfluss der Rissreibung allenfalls im unteren Beanspruchungsbereich von Bedeutung ist. Bei anwachsender Beanspruchung kommt es zur vollständigen Separation der Rissufer und zu einer Umlagerung der freigesetzten Kräfte in die ungerissene Betondruckzone. Die theoretischen und experimentellen Untersuchungen wurden anschließend durch physikalisch- nichtlineare Finite-Element-Simulationen verifiziert. Hierauf aufbauend wurde ein Ingenieurmodell zur Berechnung der Querkraftragfähigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbalken aus Normal- und Hochleistungsbeton entwickelt und an einer Datenbank mit über 2000 Querkraftversuchen aus der Literatur verifiziert.

Most of the recent research results trace back the portion of the shear capacity exceeding the truss model of Mörsch, exclusively to aggregate interlock forces. In this way, the concrete contribution is considered solely by a more flat strut inclination q and accordingly the whole shear capacity is described by a pure truss-model. In order to check this model, experimental and theoretical investigations have been caried out. First, an iterative algorithm has been developed, which is able to calculate the cracking behaviour and the load bearing behavior in the web of shear reinforced beams. The analysis with this model shows, that the whole shear capacity can’t be described by a pure truss model and consequently, an additional concrete contribution exists. Based on the theoretical results the load bearing behavior has been analyzed using 27 shear tests made of normal and high performance concrete. Innovative measurement techniques using photogrammetry have been applied to monitor the crack development. The results indicate that only in the lower stressing range a shear transfer taken by aggregate interlock is possible. With increasing shear forces, the crack edges are going to separate and the shear forces have to be transferred in the uncracked compression zone. The theoretical and experimental results are confirmed by nonlinear finite-element simulations. Based on the research results a model for shear design has been developed for prestressed and nonprestressed beams made of normal- and high performance concrete. The model has been checked using a database of about 2000 shear tests from the literature.

OpenAccess:
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