Trag- und Nachbruchverhalten von Stützen aus ultrahochfestem Beton mit hochfester Längsbewehrung

Mit Ultra High Performance Concrete werden Stützen möglich, deren Tragfähigkeit mit Stahl- und Stahlverbundstützen vergleichbar ist. Ohne besondere Maßnahmen versagen UHPC-Stützen deutlich spröder als konventionelle Stahlbetonstützen. Das Nachbruchverhalten kann durch eine Stahlfaserzugabe, die Erhöhung der Stahlfestigkeit und/oder des Bewehrungsgehaltes von Bügel- und Längsbewehrung verbessert werden. Um diese Maßnahmen an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung anpassen zu können, ist eine rechnerische Beschreibung des Trag- und Nachbruchverhaltens notwendig. In der Fachliteratur wird über unterschiedliche Modelle zur Bestimmung der Tragfähigkeit von Stahlbetonstützen berichtet. Ein Modell, das das Tragverhalten bügelbewehrter UHPFRC-Stützen mit hochfester Längsbewehrung einschließlich des Nachbruchbereiches wirklichkeitsnah beschreibt, existiert aber noch nicht. Die eigenen Untersuchungen konzentrieren sich auf die Tragfähigkeit und das Nachbruchverhalten von Stützen mit Schlankheiten bis 70. Als experimentelle Basis wurde ein Versuchsprogramm mit 17 Stützenversuchen durchgeführt und im Detail analysiert. Die Auswertung ergab, dass die für konventionelle Stahlbetonstützen eingesetzten Modelle zur Bestimmung der Querschnitts- und Systemtragfähigkeit auf UHPFRC-Stützen übertragbar sind. Aufbauend auf den Versuchsergebnissen wurde ein Ingenieurmodell für UHPFRC-Stützen und ein numerisches Modell entwickelt. Mit diesen Modellen können die Kraft-Verschiebungsbeziehungen von UHPFRC-Stützen einschließlich des Nachbruchbereiches wirklichkeitsnah bestimmt werden. Mit den an Versuchen validierten Modellen wurde in Parameterstudien die Wirksamkeit der Maßnahmen zur Verbesserung der Tragfähigkeit und des Nachbruchverhaltens rechnerisch untersucht. Auf dieser Grundlage konnten Vorschläge zur Bemessung und konstruktiven Durchbildung formuliert werden, die eine sichere Bestimmung der Tragfähigkeit und gezielte Anpassung des Nachbruchverhaltens an die jeweiligen Anforderungen ermöglichen.