Sicherheitskonzept für zugbeanspruchten stahlfaser-
bewehrten ultrahochfesten Beton
Im Vergleich zu (normalfestem) Stahlfaserbeton sind die Fasergehalte bei ultrahochfestem Beton (UHFB) deutlich höher. Entsprechend ist der rechnerische Beitrag der Stahlfasern zur Gesamttragfähigkeit erheblich. Dies ermöglicht neue Formen des Bewehrens, außergewöhnlich schlanke Konstruktionen, einen hohen Vorfertigungsgrad und hohe Ressourceneffizienz. Die Umsetzung neuer Konstruktionsweisen in der Baupraxis setzt allerdings voraus, dass die vorhandene Leistungsfähigkeit der Stahlfasern auch rechnerisch in Ansatz gebracht werden darf. Da die Verteilung der Stahlfasern im Volumen unvermeidlich streut, muss die Auswirkung dieser Streuung im Sicherheitskonzept berücksichtigt werden. Eine Schwierigkeit besteht dabei darin, dass die Streuung des Fasergehalts wesentlich vom Erwartungswert der Faseranzahl abhängt: Betrachtet man eine kleine Querschnittsfläche oder UHFB mit niedrigem Nennfasergehalt, so ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die Faseranzahl einen sehr großen oder sehr kleinen Wert annimmt. Mit zunehmender Größe der Querschnittsfläche oder zunehmendem Nennfasergehalt wird es immer unwahrscheinlicher, dass die Faseranzahl einen extremen Wert annimmt (Abb. 1).
Aufgrund fehlender valider Daten existiert bislang kein Ansatz, um die beschriebenen Effekte für stahlfaserbewehrten UHFB zu quantifizieren und in ein progressives Sicherheitskonzept zu überführen. Um diese Lücke zu schließen, werden in einem vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) geförderten Forschungsvorhaben optische Analysen und Induktionsmessungen an unterschiedlich großen UHFB-Bauteilen durchgeführt und zusammen mit Ergebnissen von Baustoffprüfungen statistisch ausgewertet. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Herleitung eines Bemessungswerts der Nachrisszugfestigkeit für UHFB unter Berücksichtigung der größenabhängigen Streuung. Die Ergebnisse der Arbeit sollen Eingang in eine zukünftige Ausgabe der DAfStb-Richtlinie „Ultrahochfester Beton“ finden.
