Bemessung von bewehrten Betonbauteilen bei Teilflächenbelastung unter Berücksichtigung der Rissbildung

Zur Bemessung und konstruktiven Auslegung von teilflächenbelasteten Betonbauteilen stehen in der Fachliteratur unterschiedliche Modellansätze und Empfehlungen zur Verfügung. Diese basieren überwiegend auf Ergebnissen von Untersuchungen an ungerissenen bzw. unbewehrten Körpern. Eine detaillierte Untersuchung teilflächenbelasteter Stahlbetonbauteile erfordert die Betrachtung im gerissenen Zustand. Die angestellten Untersuchungen konzentrieren sich daher auf die Einflüsse der Rissbildung und konstruktiven Durchbildung auf die Spaltzugbeanspruchungen sowie die erreichbaren Grenztragfähigkeiten. Im Rahmen der Analysen werden ebene und räumliche Fälle der Teilflächenbelastung von Bauteilen aus bewehrtem Normalbeton betrachtet. Hierzu werden experimentelle Untersuchungsergebnisse aus der Fachliteratur in einer Versuchsdatenbank zusammengefasst und analysiert. Darauf aufbauend erfolgen vertiefende Untersuchungen zur Erstrissbildung in teilflächenbelasteten Bauteilen, durch die eine Mindest-Spaltzugbewehrung abgeleitet wird. Zur Analyse der Auswirkungen der Spaltrissbildung auf die Spaltzugbeanspruchungen in gerissenen Bauteilen werden numerische Berechungen durchgeführt. Hierzu kommen Finite-Elemente-Modelle zur Anwendung, mit denen verschiedene Steifigkeitszustände im Krafteinleitungsbereich abgebildet werden. Die Ergebnisse ermöglichen die Ableitung von Ansätzen zur Bestimmung der steifigkeitsbezogenen Spaltzugkraft. Zur Bewertung verschiedener konstruktiver Durchbildungen werden nichtlineare numerische Berechnungen genutzt. Nach der Zusammenstellung der Grundlagen und der Kalibrierung der Modelle erfolgt eine Parameterstudie an Scheiben und Prismen unterschiedlicher Ausbildung. Die Berechnungsergebnisse münden in einen Vorschlag für eine verbesserte Bewehrungsanordnung im Krafteinleitungsbereich. Abschließend werden die Ergebnisse der Untersuchungen in Vorschlägen zur Bemessung und konstruktiven Durchbildung zusammengefasst.