Querkrafttragverhalten von Betonträgern mit dünnwandigen, mikrobewehrten Stegen

Busse, Daniel

Der Einsatz von hochfestem, mikrobewehrtem Beton ermöglicht die Herstellung profilierter Betonbauteile mit Stegbreiten von wenigen Zentimetern. Bei der Ermittlung der Tragfähigkeit dieser Betonträger mit dünnwandigen, mikrobewehrten Stegen ist insbesondere der Querkraftnachweis zu beachten. Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten dünnwandiger, mikrobewehrter Betonbauteile mit profiliertem Querschnitt aus normal- und hochfestem Beton liegen zurzeit nur in begrenztem Umfang vor. Aufbauend auf den vorliegenden experimentellen Untersuchungen wurden Querkraftbemessungsmodelle entwickelt, die jedoch nicht allgemein anwendbar sind. Im Zuge der vorliegenden Arbeit werden die zurzeit vorliegenden Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten von Betonbauträgern mit dünnwandigen, mikrobewehrten Stegen analysiert. Es wird gezeigt, dass sich mikrobewehrte Betonbauteile unter Querkraftbeanspruchung ähnlich verhalten, wie konventionell bewehrte Stahlbetonbauteile, die vorliegenden Untersuchungen jedoch keine vollständige Bewertung des Querkrafttragverhaltens ermöglichen. Zur weiteren Analyse des Querkraftragverhaltens werden eigene experimentelle und numerische Untersuchungen durchgeführt. Die Untersuchungen bestätigen die Ähnlichkeiten und definieren die Unterschiede im Querkrafttragverhalten von mikrobewehrten und konventionell bewehrten Betonbauteilen. Anschließend werden anhand einer Datenbasis, bestehend aus experimentellen und numerischen Ergebnissen, Vergleichsberechnungen zur Bewertung der Übertragbarkeit aktueller normativer Querkraftbemessungsmodelle für Stahlbetonbauteile durchgeführt. Es wird gezeigt, dass die aktuellen Bemessungsmodelle grundsätzlich auch für Betonträger mit dünnwandigen, mikrobewehrten Stegen genutzt werden können, dass für eine sichere und genaue Bemessung jedoch Anpassungen erforderlich sind. Abschließend wird ein allgemeingültiges Querkraftbemessungsmodell für Betonträger mit dünnwandigen, mikrobewehrten Stegen vorgeschlagen, das auf den vorhandenen normativen Modellen für Stahlbetonbauteile aufbaut.

The use of high-strength, micro-reinforced concrete enables the manufacturing of profiled concrete members with web thicknesses minimized to a few centimetres. Determining the load-bearing capacity of such concrete members with thin-walled, micro-reinforced webs, the shear strength must be considered in particular. Investigations on the shear behaviour of concrete members with thin-walled, micro-reinforced webs made of normal and high-strength concrete are currently only available to a limited extent. Based on the present experimental investigations, shear design models were developed. Since these have been adapted to the tests carried out previously, a general application cannot be ensured. In the present work, currently available research data on the shear behaviour of concrete members with thin-walled, micro-reinforced webs are analysed. It is shown that the shear behaviour of thin-walled, micro-reinforced concrete members is similar to conventionally reinforced concrete members. However, the available investigations do not allow a full evaluation of the shear behaviour. For a further analysis of the shear behaviour, experimental and numerical investigations were carried out. The investigations confirm the similarities and point out the differences in between the shear behaviour of micro-reinforced and conventionally reinforced concrete members. Subsequently, using a database consisting of experimental and numerical results, comparative calculations are carried out to evaluate the transferability of current normative shear design models for reinforced concrete members. It is shown that the current models can be used in principle, but adjustments are necessary for a safe and accurate design. Finally, a generally applicable shear design model for concrete members with thin-walled, micro-reinforced webs is proposed, which is based on the existing normative models for reinforced concrete members.

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Busse, Daniel: Querkrafttragverhalten von Betonträgern mit dünnwandigen, mikrobewehrten Stegen. 2019.

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