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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Druckstrebentragfaehigkeit von vorgespannten UHPFRC-Hohlkaesten unter Torsion und kombinierter Beanspruchung / Bearing capacity of the compression strut of prestressed UHPFRC box girders under torsion and combined loading

Ultrahochfeste Faserbetone (UHPFRC) lassen sehr duennwandige Bauteile zu, deren Bemessung massgeblich durch die Druckstrebentragfaehigkeit bestimmt wird. Zu diesem Themenkomplex werden die im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms SPP 1182 durchgefuehrten Untersuchungen und Ergebnisse an monolithischen und segmentaeren Spannbetonbalken mit duennwandigen Hohlkastenquerschnitten aus UHPFRC unter reiner Torsion beziehungsweise kombinierter Querkraft- und Torsionsbeanspruchung vorgestellt. Die Untersuchungen wurden am Institut fuer Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) des Fachgebiets Massivbau der technischen Universitaet Braunschweig durchgefuehrt. Alle experimentellen Untersuchungen erfolgten an 2,0 Meter langen bewehrten Versuchskoerpern aus UHPFRC mit Wanddicken von 5 Zentimetern im Versagensbereich. Die Einleitung des Torsionsmoments geschah an den beiden Balkenenden. Das Versuchsprogramm erstreckte sich auf zwei monolithische und einen segmentaeren Spannbetonbalken unter reiner Torsion sowie auf je einen monolithischen und segmentaeren Spannbetonbalken unter kombinierter Beanspruchung. Die Versuchskoerper waren so ausgelegt, dass immer das Druckstrebenversagen massgebend wurde. Versuchsaufbau und Versuchsdurchfuehrung werden im Einzelnen beschrieben. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass das Versagen, trotz des hohen Stahlfasergehalts, immer ohne Vorankuendigung explosionsartig erfolgte. Die zahlenmaessigen Versuchsergebnisse werden in Tabellen und Diagrammen angegeben und diskutiert. Auf der Grundlage der Versuchsergebnisse und unter Beachtung der Regelungen fuer normal- und hochfesten Beton wurden bestehende Bemessungsmodelle zur Beschreibung der Druckstrebentragfaehigkeit auf UHPFRC erweitert. Dazu wird zunaechst auf die relevanten Regelungen mit Angabe der massgebenden Bemessungsformeln bei reiner Torsionsbeanspruchung und bei kombinierter Torsions- und Querkraftbeanspruchung eingegangen. Es schliesst sich ein Vergleich der Versuchsergebnisse mit den vorhandenen Bemessungsansaetzen an. Dabei wird eingegangen auf den Abminderungswert fuer UHPFRC-Balken, die Interaktion zwischen Torsion und Querkraft sowie auf den Druckstrebenneigungswinkel. Der Vergleich der Traglasten zeigt, dass die Tragfaehigkeit bei einigen Balken bei Ansatz des rechnerischen Druckstrebenwinkels um bis zu 15 Prozent ueberschaetzt wird. Bei unguenstiger Wahl der frei waehlbaren Druckstrebenneigung kann sich somit eine zu hohe Tragfaehigkeit ergeben, sodass die Bemessung auf der unsicheren Seite liegt. Die Festlegung der ansetzbaren Druckstrebenneigung erfordert weitere Untersuchungen. ABSTRACT IN ENGLISH: Due to the high compressive strength of ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC) thin-walled and innovative components can be produced. In order to gain new fields of application for concrete elements it would be useful to prefabricate weight-optimized and transportable segments, which could be mounted to complex components such as segmental bridges, precast towers or precast poles directly on site. As such components are not only stressed by bending and shear, but also torsion, the iBMB, Department of Concrete Structures of the TU Braunschweig, has conducted experimental and theoretical research works on the bearing capacity of the concrete compression strut of monolithic and segmental externally prestressed UHPFRC box girders under torsion and combined loading of bending, shear and torsion. Based on the experimental results and the approaches of normal- and high-strength concrete the existing design models have been extended to describe the bearing capacity of UHPFRC compression struts. (A)

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01525465
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: May 27 2014 4:57PM