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

Gedrungene Stuetzen aus UHPFRC mit hochfester Laengsbewehrung / UHPFRC-columns with high-strength longitudinal reinforcement

Ultrahochleistungsbeton (Ultra High Performance Concrete, UHPC) eignet sich wegen seiner hohen Druckfestigkeit insbesondere fuer hochbeanspruchte Druckglieder, zum Beispiel Stuetzen. Die gegenueber Normalbeton enorm gesteigerte Druckfestigkeit ist allerdings mit einem sehr sproeden Bruchverhalten verbunden, das zu einem explosionsartigen Versagen fuehren kann. Eine moegliche Abhilfemassnahme ist die Zugabe von Stahlfasern und die Bewehrung des Bauteils. Bei Zugabe von Stahlfasern entsteht der UHPFRC (Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete). Vorgestellt werden Versuche mit gedrungenen Stuetzen aus UHPFRC und Laengsbewehrung sowohl aus normalfestem als auch aus hochfestem Betonstahl. Die Versuche wurden im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms SPP 1182 am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig gefahren. Experimentell bestimmt und theoretisch untersucht wurde dabei sowohl das Tragverhalten als auch das Nachbruchverhalten der Probekoerper unter zentrischer und exzentrischer Belastung. Aufbau, Durchfuehrung und Ergebnisse der Versuche werden eingehend dargestellt. Variiert wurde im Wesentlichen der Fasergehalt und die Festigkeit der Laengsbewehrung. Die Versuchsergebnisse sind anschaulich in Tabellen und durch Grafiken der Kraft-Verschiebungsbeziehungen sowie durch Bilder der Probekoerper nach den Versuchen dargestellt. Aus den Ergebnissen werden Bemessungsvorschlaege sowohl fuer die Belastung durch zentrische als auch durch exzentrische Normalkraft abgeleitet. Die maximal ermittelte Betonstauchung der Probekoerper lag zwischen 3,0 und 3,3 Promille. Diese hohen Werte fuehren dazu, dass der Einsatz einer hochfesten Bewehrung sehr wirksam ist. Eine normale Betonstahlbewehrung waere bei diesen Stauchungen deutlich ueber die rechnerische Streckgrenze hinaus beansprucht. Mit den Versuchsergebnissen lassen sich fuer eine einfache Bemessung Interaktionsdiagramme fuer Druckglieder aus UHPFRC entwickeln. Fuer die Beurteilung des Versagens von UHPFRC-Bauteilen in Konstruktionen sind neben der Tragfaehigkeit auch Kenntnisse ueber das Nachbruchverhalten beziehungsweise die Resttragfaehigkeit wesentlich. Das Verformungsverhalten der Versuchsstuetzen laesst sich in einen progressiven und einen degressiven Verlauf unterteilen. Die Versuche zeigen, dass die Nachbruchfestigkeit beziehungsweise Resttragfaehigkeit von UHPFRC-Stuetzen durch eine Kombination des Laengsbewehrungsgrades, der Buegelbewehrung und in - begrenztem Masse - durch den Stahlfasergehalt eingestellt werden koennen. Zur Quantifizierung des Nachbruchverhaltens wird ein Robustheitsindex eingefuehrt, der fuer eine vorher festgelegte Resttragfaehigkeit die Groesse der zugehoerigen Verkuerzung der Stuetze angibt. ABSTRACT IN ENGLISH: The bearing capacity of reinforced compression members can be significantly increased by the use of ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) and high-strength longitudinal reinforcement. To develop this potential for reinforced concrete columns the bearing behaviour under axial force and bending must be known. The iBMB, Department of Massive Construction of the Technical University Braunschweig, has conducted experimental and theoretical research works on the bearing and post-fracture behaviour of UHPFRC-columns with high-strength longitudinal reinforcement under centric and eccentric loads within the priority program SPP 1182, which was funded by the German Research Foundation (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG). The paper presents the results of the investigations and a proposal for the dimensioning of short UHPFRC-columns in dependence on EC2 and recommendations for a structural design in order to avoid a progressive collapse. (A)

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01530080
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jul 3 2014 3:23PM