Fundamental investigation of the buckling behaviour of high performance concrete shells

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Reinhard Harte
• Subject Area: Structural Engineering, Building Informatics and Construction Operation
• Term: from 2000 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5237156

Die Beulsicherheit von Stahlbeton-Flächentragwerken wird bisher durch den globalen Sicherheitsfaktor 5.0 geregelt. Bei der anstehenden Novellierung der DIN 1045 soll hierauf in Zukunft verzichtet werden in der Auffassung, daß der Grenzzustand der Tragfähigkeit ausschließlich durch nichtlineare Traglastverfahren nachgewiesen werden kann. Das trifft zu für eng gekrümmte Stahlbetonschalen, wie Schornsteine und kleine Behälter, da die notwendigen Mindestwanddicken eine Beulgefährdung a priori ausschließen. Bei dünnen, weitgespannten Konstruktionen wie Kühltürme, Faulbehälter, repräsentative Schalendächer bleibt der Beulnachweis dagegen führend bei der Dimensionierung der Wanddicke. Dies um so mehr, wenn sich zunehmend Hochleistungsbetone durchsetzen, deren höhere Festigkeiten reduzierte Wanddicken ermöglichen. Derzeit wird in Niederaußem der mit 200 m welthöchste Kühlturm in Beton der Güte B85 errichtet. Diesem Umstand durch Wiedereinführung des Faktors 5.0 zu begegnen wäre unbefriedigend, da er wissenschaftlich wenig abgesichert ist und zudem weder die geometrisch-materielle Imperfektionssensitivität von Schalen noch die Duktilitätsdefizite des hochfesten Betons berücksichtigt. Statt dessen sollte der erreichte Wissensstand zum nichtlinearen Tragverhalten in ein fortschrittliches Nachweiskonzept zur Beulsicherheit von Stahlbetonschalen eingebracht werden. Hierfür die theoretisch-konzeptionellen Grundlagen zu erarbeiten, ist Ziel des beantragten Forschungsvorhabens.

• DFG Programme: Research Grants