Maßstabsabhängiges Durchstanzverhalten von dicken Stahlbetonplatten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Mark
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 183030433

Experimentelle Untersuchungen an Stahlbetonplatten mit großen statischen Nutzhöhen stellen Forscher unverändert vor immense Herausforderungen. Allem voran kaum handhabbare Abmessungen, hohe Eigengewichte und Prüflasten der Versuchskörper sind dafür verantwortlich, dass konventionelle Versuchsmethoden hier an ihre Grenzen stoßen. So ist es erklärbar, dass trotz unvermindert intensiver internationaler Forschung zum Tragverhalten von Stahlbetonplatten experimentelle Untersuchungen zum Durchstanzen bislang auf eher geringe Plattendicken beschränkt sind, die zudem den praxisrelevanten Bereich längst nicht mehr gänzlich abdecken.Trotz dieses experimentellen Defizits werden aus der derart beschränkten Datenbasis abgeleitete semi-empirische Bemessungsvorschriften (EC 2, ACI 318, MC 2010) auch für Größenbereiche herangezogen, die nicht durch Bauteiluntersuchungen abgedeckt sind. Hierzu ist eine Extrapolation der Versuchsergebnisse nötig, welche aufgrund des sogenannten Maßstabseffekts Unsicherheiten bei der Vorhersage der Durchstanztragfähigkeit erwarten lässt. Ob und wie groß sich potentielle Sicherheitsdefizite daraus ergeben, ist ohne experimentelle Absicherung an großen Platten nicht quantifizierbar, genauso wenig wie eine adäquate Verifikation bereits vorgestellter, teils physikalisch wohlinterpretierbarer Modelle in dem erweiterten Größenbereich. Das im Rahmen des Erstantrages entwickelte und schrittweise verfeinerte sowie nun im Versuch verifizierte Konzept begegnet diesem Defizit gezielt, um erstmalig Durchstanzversuche an Stahlbetonplatten mit großen statischen Nutzhöhen zu ermöglichen. Inspiriert von numerischen Simulationen werden experimentelle Anforderungen an Platzverhältnisse, Maschinenpark und Prüflasten durch die konsequente Nutzung von Symmetrien der Versuchskörper verringert, wodurch mit vorhandener versuchstechnischer Infrastruktur deutlich größere Plattendicken untersuchbar werden. Nachdem in der aktuellen Förderperiode Versteifungseffekte am Gleitblechanschluss minimiert wurden und weisungsgemäß die Funktionalität des Versuchskonzepts vorab für Dicken bis 30 cm erfolgreich demonstriert wurde, sollen nun Stahlbetonplatten mit Plattendicken bis zu 70 cm getestet werden. Dazu erforderlich ist die, bisher zurückgestellte, Herstellung vollwertiger Großwiderlager aus Stahlbeton sowie eine abschließende Verifikation des Versuchskonzepts für hochskalierte symmetrisch reduzierte Versuchskörper in Form von Balken. Ziel des Fortsetzungsantrages ist es in zwei Versuchsserien, erstmalig anhand von großen, streng maßstäblich skalierten Stahlbetonplatten ohne Bewehrung den Maßstabseffekt zu quantifizieren sowie die Versagensmechanismen durchstanzbewehrter Stahlbetonplatten experimentell zu erfassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen