Tragverhalten von Stahlbetonplatten unter Gleich- und konzentrierten Lasten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden Versuche an 8 großformatigen auskragenden Stahlbetonplatten (b/l/t = 3,25/4,5/0,25 m) ohne Bügelbewehrung durchgeführt. Belastet wurden die Stahlbetonkörper primär durch eine konzentrierte Einzellast. Untersucht wurde der Einfluss der Bewehrung und erstmals auch der Einfluss zusätzlich vorhandener flächig verteilter Lasten auf die Querkrafttragfähigkeit. Gemessen wurden im Wesentlichen die einwirkenden Kräfte, die Verformungen der Platte und der Auflager, die Rissbreiten sowie die Spannung in der Längs- und Querbewehrung mit faseroptischen Verfahren. Nach den Versuchen wurde die Platte in einzelne Teile zerlegt um die Rissverlauf im Platteninneren zu bestimmen. Weiterhin wurden alle relevanten Baustoffkennwerte experimentell bestimmt. Alle Versuche verliefen ohne Probleme. Eine Erhöhung der oberen Biegebewehrung von üblichen ρl ≈ 1,1 % (Ø16-80) auf ρ = 1,83 % (Ø 20- 80) ergab eine geringe Traglaststeigerung von ∆ = 1,7 % im Vergleich zum Referenzversuch. Auch eine Reduzierung der gesamten Querbewehrung von Ø12-100 sowie der unteren Längsbewehrung auf das konstruktiv erforderliche Mindestmaß von nur Ø 8-300 wirkte sich kaum auf die Grenzlast aus (∆ = 11,4 %). Entgegen der Erwartung ergaben sich in beiden Fällen demnach Traglaständerungen, die sich kaum von der anzunehmenden Streuung der Versuche unterscheidet. Im zweiten Teil der Versuchsserie wurde die gesamte Kragfläche neben einer konzentrierten Einzellast durch eine flächenförmige Belastung mittels 18 kraftgesteuerten Einzelpressen beansprucht. Betrachtet wurden die Laststellungen av = 3d – 5d, für die kein wesentlicher Einfluss eines direkten Lastabtrags zu erwarten ist. Für einen Vergleich der Versuche mit und ohne zusätzlicher Flächenlast wurde neben der maximalen konzentrierten Einzellast Fu auch die linear-elastische Schnittgröße im Abstand 1d vom Rand der Lastplatte der konzentrierten Last v1dL betrachtet. Nur für die Laststellung 3d mit einer zusätzlichen Flächenlast von 33,70 kN/m² ergab sich eine deutliche Reduktion der konzentrierte Einzellast (∆ = 23 % des Referenzversuchs). Werden über die Betondruckfestigkeit normierte Traglasten (Fu/fc1/3) und Schnittgrößen (v1dL/fc1/3) betrachtet, befinden sich alle übrigen Tests im Streubereich von ±10 % zu den Referenzversuchen. Für einen Rückschluss auf das Tragverhalten und den maßgebenden Nachweisschnitt werden derzeit weitere numerische und statistische Untersuchungen durchgeführt. Der Einsatz von kontinuierlichen, faseroptischen Messungen der Bewehrungsdehnungen ermöglichte neue Einblicke in den Lastabtrag von Stahlbetonplatten unter konzentrierten Einzellasten mit/ohne Gleichlasten. Zudem wurde die Forschungsarbeit durch nichtlineare FE-Berechnungen begleitet, die bereits für den Entwurf der Versuchsreihe herangezogen wurden. Bei der Berechnung der Traglasten vor Versuchsbeginn konnten ebenso wie in der Abbildung des Versagens bei der Nachrechnung der Tests gute Ergebnisse erzielt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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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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Versuche zur Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonplatten unter Gleich- und konzentrierten Lasten: Versuchsbericht. Technische Universität Hamburg
Rombach G., Harter M., Henze L. & Finger H.
