Untersuchungen zur Kraftübertragung in Rissen von Stahlbetonbalken infolge Querkraft- und Torsionsbeanspruchung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit Hilfe der experimentellen und analytischen/numerischen Berechnungen konnten die Fragestellungen des Forschungsprojektes beantwortet werden. Die wesentlichen Ergebnisse des Forschungsprojektes sind: Mit der Photogrammetrie (DIC) konnte im Schubfeld die Risskinematik bei allen Versuchen vollständig aufgezeichnet werden. Hiermit ließen sich mit verschiedenen Rissreibungsmodellen die Normal‐ und Schubspannungen im Riss bestimmen. Die normierten Lastverformungskurven der Balkenversuche B1 ‐ B5 sind nahezu identisch, obwohl unterschiedliche Korndurchmesser verwendet wurden. Dies widerspricht allen Rissreibungsmodellen, bei welchen Dmax eingeht. Die derzeit zur Verfügung stehenden Modelle zur Berechnung der Spannungen in einem Riss erscheinen ungeeignet, die Verhältnisse in einem Querkraftriss abzubilden. Dies liegt u.a. an den Annahmen bzw. den experimentellen Untersuchungen, welche den Modellen zu Grunde liegen. Die Unstimmigkeiten zeigen sich durch die großen Abweichungen zwischen den Modellen und negativen Rissreibungskräften, welche mechanisch nicht sinnvoll sind. Bei den Rechteckbalken ohne Bügelbewehrung wurden nur sehr geringe Rissreibungsspannungen ermittelt. Demnach nimmt die Druckzone den größten Teil der vorhandenen Querkraft auf. Mikroskopische Aufnahmen der Rissoberflächen zeigten keine Kontaktspuren in Form von Abplatzungen und Beschädigung der scharfen Kanten von Luftporen oder Reibspuren. Auch das ist ein Indiz, dass signifikanten Reisreibungskräfte nicht aufgetreten sein können. Bei den Torsionsversuchen trat der erste Steifigkeitsabfall auf ca. 0,82 G ITI ohne sichtbare Risse an der Betonoberfläche auf. Nach Abschluss der Rissbildung lag die Torsionssteifigkeit bei etwa 20 % des elastischen Wertes und nahm bis zum Versagen auf unter 10 % ab. In den Torsionsversuchen traten nur sehr geringe Gleitungen in den Torsionsrissen auf, was auf vernachlässigbare Rissschubspannungen schließen lässt. Nachdem die Rissbildung abgeschlossen war, lagen bereits deutliche Rissöffnungen von wmax = 0,25 ‐ 0,3 mm vor. Die durchgeführten Versuche können eine gute Grundlage zur Validierung alter und neuer Rissreibungsmodelle dienen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Discrete crack propagation analysis of reinforced concrete beams. Proc. of the International Conference on Fracture and Damage Mechanics (FDM) Malaga, Spain. 5th‐7th September 2022
Faron A. & Rombach G.A.
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Modelling aspects of non-linear FE analyses of RC beams and slabs failing in shear. Computational Modelling of Concrete and Concrete Structures, 669-678. CRC Press.
Harter, M.; Jauk, V. & Rombach, G.A.
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Tragverhalten von Stahlbetonbalken unter reiner Torsionsbeanspruchung. Innsbrucker Bautage, 24 ‐ 25.05.2022
Jauk V. & Rombach G.A.
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Untersuchungen zur Kraftübertragung in Rissen von Stahlbetonbalken infolge Querkraft‐ und Torsionsbeanspruchung: Versuchsbericht. Technische Universität Hamburg (2022)
Rombach G., Jauk V. & Finger H.
