Biegebemessung von Biegeträgern aus stahlfaserverstärktem ultrahochfestem Beton

In [1] wird ein Ansatz zur Bestimmung der Biegetragfähigkeit von kombiniert bewehrten Biegeträgern aus ultrahochfestem Beton (UHFB) vorgestellt. Bei diesem Ansatz wird die Tragwirkung der Stahlfasern in Form eines Spannungsblocks berücksichtigt. Die Grenzdehnung des Spannungsblocks Ɛcfu wird nicht als feste Größe definiert, sondern orientiert sich am Erreichen einer kritischen Rissbreite. Die kritische Rissbreite kennzeichnet das Maximum der Fasertragwirkung im Biege-riss und den Beginn der sogenannten Verformungslokalisierung, bei der sich die anschließende Verformungszunahme auf einen einzigen Riss, den Bruchquerschnitt, konzentriert. Die Verformungslokalisierung tritt bei kombiniert bewehrten Querschnitten als weiterer möglicher Versagensmodus zu den bekannten Versagensformen Biegezugversagen und Biegedruckversagen hinzu. Zur Umrechnung der Rissbreite in eine Dehnung dient eine sogenannte strukturelle charakteristische Länge, die Einflüsse aus der Querschnittshöhe und weitere, die Rissbildung beeinflussende Parameter berücksichtigt.

Die Validierung des Bemessungsansatzes erfolgt in [2] anhand einer Versuchsdatenbank, die unterschiedliche Querschnittsformen und Bewehrungskonfigurationen umfasst, und zwar vorgespannte, rein stahlfaserbewehrte, rein stabstahlbewehrte sowie kombiniert bewehrte Bauteile. Bei der Auswertung mit Mittelwerten der Werkstoffkenngrößen wird sowohl für die Gesamtheit der Datensätze als auch für einzelne Modellparameter eine gute Modellpassung erzielt. Das Verhältnis zwischen experimenteller und rechnerischer Biegetragfähigkeit Mexp/Mcal beträgt für die 177 Biegeträger mit Kompaktquerschnitt, die 31 Biegeträger mit I-Querschnitt und die 20 Biegeträger mit T-Querschnitt im Mittel 1,09, 1,01 und 0,94. Als Variationskoeffizient ergibt sich für die drei Querschnittsformen 0,19, 0,13 und 0,11. Ein akzeptables Sicherheitsniveau wird erreicht, wenn der charakteristische Wert der Nachrisszugfestigkeit auf den 0,6-fachen Mittelwert begrenzt wird.

REFERENCES / LITERATUR
[1] Leutbecher, T.; Heck, L.; Metje, K.; Riedel, P., 2023. Predicting the moment resistance and localization strain of reinforced UHPFRC cross-sections subjected to bending. Engineering Structures 293: 116607. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2023.116607
[2] Metje, K.; Leutbecher, T., 2023. Die UHFB-Biegedatenbank: Validierung eines Bemessungsansatzes für Biegung mit oder ohne Längskraft. Beton- und Stahlbetonbau 118(12): 864-878. https://doi.org/10.1002/best.202300070
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