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Querkrafttragverhalten schubschlanker Stahlbetonbauteile ohne Querkraftbewehrung mit geringem Längsbewehrungsgrad

Forschungsschwerpunkt

Querkrafttragverhalten von Stahlbetonbauteilen

Bearbeiter

Philipp Riedel, M.Sc.

Projektbeschreibung

Der rechnerische Querkraftwiderstand von Stahlbetonbauteilen ohne Querkraftbewehrung nach Eurocode 2 (EC 2) basiert auf empirischen Ansätzen ohne mechanischen Hintergrund. Sowohl der vom Längsbewehrungsgrad abhängige Querkraftwiderstand als auch der vom Längsbewehrungsgrad unabhängige Mindestquerkraftwiderstand wurde durch die statistische Auswertung einer umfangreichen Querkraftdatenbank abgeleitet.

Die Querkraftdatenbank enthält die verfügbaren Ergebnisse von Querkraftversuchen, die weltweit i. d. R. in 3- oder 4-Punkt-Versuchen an Balken gewonnen wurden. Allerdings liegt die Anzahl von Datensätzen für geometrische Längsbewehrungsgrade ρ_l ≤ 0,5 % im niedrigen zweistelligen Bereich (ca. 3 % der Gesamtdatenbasis für Bauteile ohne Querkraftbewehrung). Auf dieser Grundlage erscheint der vom Längsbewehrungsgrad unabhängige Mindestquerkraftwiderstand V_Rd,c nach Gleichung (6.2b) in EC 2 kaum ausreichend empirisch abgesichert. Der Mindestquerkraftwiderstand ist jedoch für Bauteile mit geringem Längsbewehrungsgrad, wie z. B. Platten, bei der Bemessung maßgebend.

Für das Studium des Querkrafttragverhaltens gering längsbewehrter Bauteile wurde ein Versuchsprogramm konzipiert, in dem Balken aus Beton der Festigkeitsklasse C20/25 mit Rechteckquerschnitt b/h/d = 32 cm/23 cm/20 cm und geometrischen Längsbewehrungsgraden im Bereich 0,22 % ≤ ρ_l ≤ 3,34 % untersucht werden.

Neben der Erweiterung der bestehenden Datenbasis sollen die Versuche helfen, die maßgeblichen Mechanismen für das Querkrafttragverhalten und -versagen gering längsbewehrter Bauteile ohne Querkraftbewehrung zu identifizieren. Numerische Untersuchungen mittels nichtlinearer FEM begleiten die Versuche. Ziel ist die Entwicklung eines mechanisch konsistenten Tragmodells für die Querkraftbemessung.

Publikationen

RIEDEL, P.; LEUTBECHER, T., 2017. Experimentelle Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit gering längsbewehrter Stahlbetonbauteile ohne Querkraftbewehrung. In: BREIT, W.; KURZ, W. et al., Hrsg. Beton - weiter denken... Beiträge zur 5. DAfStb-Jahrestagung mit 58. Forschungskolloquium. Kaiserslautern, 20. und 21. September 2017. Kaiserslautern: Technische Universität, Forschungskolloquium Band 2, S. 201-212. ISBN 978-3-00-057267-8
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RIEDEL, P.; LEUTBECHER, T., 2017. Shear Bearing Behavior of Slender Reinforced Concrete Members without Shear Reinforcement Containing a Low Ratio of Longitudinal Reinforcement. In: HORDIJK, D.A.; LUKOVIC, M., eds. High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet: Proceedings of the 2017 fib Symposium, held in Maastricht, The Netherlands, June 12-14, 2017. Cham: Springer International Publishing, pp. 710-718. ISBN 978-3-319-59470-5. doi:10.1007/978-3-319-59471-2_84