Fritz-Leonhardt-Kolloquium 1984 15. Forschungskolloquium des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton GaUus Rehm. Jörg Schlaich, Kurt Schäfer und Rolf Eligehausen")

D •• 15. FonctMmptoiloqulum des Deutechen Auuc:1'MtuH für SbihJ. beton land Im 5. und •• AptU 1114 In der UnI.,.Bltlt Stuttgart alIItl. Dort wureN Ober ArM"" des lnaUtub ror MaNlvbl"" cs..ln.tituts für Wertltofte Im &.UWHen, de, FMPA 8",,,,,Würa.mberg (Otto-GfI" lnatItut) und ein Instituts fOr Modellslatill berichtet. Schwerpunkt. der FONChung In Swtt;.rt liegen auf dem Geble. dea aemeueMi und Konstnd'''M mit SC.b.lt1Imodellen, der Traglastvl"lhren, der ae­fHtIgungat.ctlnllt, MUM W.rttstofle wie GI •• , ... rbeton. Ferrozement und GI • ., ... rtllbe .owll der AIBOlldung und der Korrosion.

Das IS. Forschungskolloquium des Deutschen Ausschusses rur Stahlbeton war FrilZ Leonhardt anläßlich seines 15. Geburtstages gewidmet. Damit wollten seine Nachfolger und Kollegen daran erinnern, was er für die Universität StUlIgart als ihr ehemaliger Rektor und für den deutschen und internationalen Massivbau getan hat. als Fachschrifisteller. als Forscher. als Lehrer und vor allem als der überaus kreative. praktizierende Ingenieur.

Auf dem von etwa 300 BauingenieUJ'C'n besuchten Kolloquium wurde eine Reihe von Forschungsarbeiten des Instituts für Mas­sivbau. des Instituts für Werkstoffe im Bauwesen. der FMPA Ba­den-Württernberg (Otto-Graf-lnstitul) und des Instituts für Mo­dellstatik in kurzen Vortrlgen vorgestellt und erörtert. Nachfol­gend wird eine nochmals stark gerame Fassung dieser Vorträge wiedergegeben. Dabei müssen aus Platzgriinden einige Beiträge [26 bis 30] übergangen werden. Wer sich rur einzelne Arbeiten nä­her interessiert. möge bei den genannten Instituten die Kurzfas­sung der Beilräge (IJ oder die ausführlichen Forschungsberichte anfordern.

Die Verfasser danken ihren Mitarbeitern. den Förderem und den Betreuern der Forschungsarbciten.

Die RoUe der Betonzugfe.tJgkelt bei der Beme .. ung')

Die häufig vertretene Auffassung. die Betonzugfestigkeit dürfe nicht zur Lastabtragung herangezogen werden. ist nicht haltbar. In Wirklichkeit ist die Betonzugfestigkeit in praktisch allen Stahl­betonbautdien für das Gleichgewicht erforderlich. Wichtige Bei-spiele bierfiir sind die Verbundwirkung zwischen Stahl und Be­ton, EinschnÜfUngszonen von Druckreidern. unbewehrte Funda­mente. Platten ohne Bügelbeweruung und die Tragwirkung in Detailbereichen.

Bei aUen genannten Beispielen ist der Verlauf der Zugspannun­gen nicht konstant; er hat mehr oder minder ausgeprägte Span­nungsgradienten. In Anlehnung an bruchmechanische Konze~

• ) Professor Dr.-Ing .• DrAng. E.h. Gallus Rehm, Institut für Werk­,toffe im Bauwesen; Professor DrAng. Jörg Schlaich, Institut für Massi\'bau; Professor DrAng. Kurt Schäfer, Institut für Massi\'bau. Professor DrAng. Rolf Eligchauscn, Institul für Werkstoffe im Bau­wesen; alle Unimsität Slultgan, Prarrc:nwaldring 4 (Wcrkstorre) bzw. Pfaffenwaldrinl 7 (Massivbau). 7000 Stuttgart BO.

t) Gd""otdc:rt vom Minister rlll Landc:f. und Stadtent ... icklWl, des Landes Nord· rhciD-Wc:str.1m.

The 151t1 A .... rdI Symposium cf IM Germ." Commlaee tor Ae. fon:ed Concrete (Oeubcher Auuchu8 für Stahlbeton) .a. hald •• IN Unl'l'ertlty cf Stutlgart on 5" end Ith AprU 1984. It ,."lewed Ind reported on 1M .ctI'I'iU •• of Ihe In,Utule for eoncrele Structur •• , a..1n­,titutalor eonalrudlon M,tarl,'., the OHo Graf Institute end the In.~ tut.,or ModetAnelYI's of Structur ••. Research ., Stung,rt I, focuMd more plrUalla,ly on design end analy.11 wlth the ekt oI.trut model .. the l08d ledo, (ullimet. loH) design method, fastenlng tec:hnlque, MlW mllerlel •• uch •• gl ••• ßbr8'-f'elnfon:ed concr.te, ferro-cement end gl • ..t'ibre rod., on probi.m. 01 cracklng end COtrOilon.

tionen , nach denen die Tragfähigkeit von Bauteilen aus der Ener· giebilanz im maßgebenden Bereich und nicht aus einem diskreten Spannungspunkt ermittelt wird, kann ein Bruchkriterium ent­wickelt werden. nach welchem Versagen dann eintritt, wenn die gemittelten Zugspannungen in der .. Repräsentativen Volumen· einheit" V.VE des Bauteits die mittige Betonzugfestigkeit Pu überschreiten. Die Ausdehnung der R VE, durch die die Intensi­tät der MikrostützwirkUl)g quantirmert wird, wird bei hinrei­chender BauIeilabmessung maßgeblich vom Größtkorn bcein­flußt .

Die in Bild I zusammengefaßten zahlreichen Versuchsergebnisse lassen eine unterlincar zunehmende Abhängigkeit zwischen der Kantenlänge der R VE und dem Größtkorndurchmesser erken· nen. Die große Kerbempfindlichkeit von Zementstein und Mör· tel mit einem Größtkorndurchmcsser maxD. _0 kommt in den zwar geringen. jedoch von Null verschiedenen Werten rur die Kanlenlänge der RVE zum Ausdruck.

8 16 31 torndurcllllesser 1101 D. in 11111

Bild I. Aus Versuchen ermiudler Zusammenhang zwixhen GröOtkom lllJd K .. tmlinaedcrRVEl'1I

Die Bedeutung von anderen Parametern ist in [1) untersucht. Dort sind zahlreiche Beispiele für die Anwendung in der Koo­struktionspraxis dargestellt. Damit kann auch die Tragfähigkeit von eingeschnürten Druckspannungsreldem bestimmt werden. welche für die konsistente Bemessung im Stahlbetonbau wichtig sind (2. 3( .

H.-G. Reinke.lnstitut für Massivbau

ElnhelUiche Berechnung der Verformungen und Risse aue last und Zwang mit elntachen Modellen

Ausgehend von einem einfachen Krif\emodell (Bild 2a) mit ei­nem vereinfachten StofTgesetz des Betons wird das Verbuodver-

158 (f;') Wilhe1m Ernst & Sohn Veri~ fUr ArdlitKtur und tKhniKhe WiNel'lKflafien. s.rUn. 1185 "3ETON- UND STAtf-BETONBAU 61_

,I bJ ,,,tU 1"Sl

Bikl2. a) Vn-bund~1I btstthtnd aus Ktgd und lUJrlng: b) anal)'UJI:h abcrlriltte5 VnbundgestU rur btlttblgc: Stabprolilia1ln,

halten zwischen Bclonslahl und Beton für beliebige Stabprotilie­rungen analytisch bestimmt . Dieses analytisch abgeleitete Ver­bundgeselZ (Bild 2b) bildet die Grundlage fürdie Ennittlung der Dehnungsverläufe im Stahl und im Beton zwischen den Rissen.

Um die Verfonnung und Rißbreite im gesamten Beanspru­chungsbereich ermitteln zu können. muß der mit wachsender Be­anspruchung sich verändernde Rißabstand bestimmt werden. Dies geschieht unter Berücksichtigung der Streuung der Beton­zugfestigkeit auf vereinfachtem wahrscheinlichkeitstheoreti­sehern Weg. Aus den Dehnungsverläufen zwischen den Rissen und den mittleren Rißabsländen werden mit Hilfe eines Rechen­programms die mittleren Dehnungen und die mittleren Rißb~­ten eines beliebig bewehrten Stabes für Last- und Zwangbean­spruchung ennittelt und in Diagrammen dargestellt (2). Es wer-den beliebige Stabprofilierungen berücksichtigt. so daß Beweh­rungen aus gerippten oder profilierten Stäben wie auch gemischte 8ewehrungen aus Spann- und Schlaffslählen unterschiedlicher Verbundgüte mit diesem allgemein gültigen Konzept berücksich­tigt .... 'Crden können. Es ist auch gelungen. Verfonnungen und Risse bei Last- und Zwangbeanspruchung nach einheitlichen Grundlagen zu ennitteln (8).

H. Schober, Institut für Massivbau

Versuche mit GlastaserbelonlJ

Stahlbetonbauteile können wegen der erforderlichen Betondek~

kung der Bewehrung in der Regel nicht dünner als 6 bis 8 cm sein. Glasfaserbeton. ein Werkstoff aus einer Bcton~ oder Mörtelma· trix und Glasfasern, kann diese Einschränkung überwinden und zu einem VerbundwerkstofffUhren. der eine gesicherte Zugfestig­keithat.

Der Anwendung nonnaler A- oder E-Glasfasern in einer Matrix, die Portlandzement enthält. stand der rasche Festigkeitsverlust dieser Fasern durch den Alkaliangriff entgegen. Heute werden er­heblich beständigere G lasfasern rur die technische Anwendung aus EngJand kommend weltweit unter dem Nanmen CemFil­Glas vertrieben. Der Einnuß des Alkaliangriffs auf diese Fasern wurde anband eigener Versuche und einer umfasst:nden Litera­turauswertung in (9, 101 aufgezeigt.

Im Gegensatz zu einer üblichen Stahlbewehrung haben die Glas­fasern infolge ihrer sehr großen rur den Verbund zur Verffigung stehenden Oberfläche einen sehr günstigen Einfluß auf das Mi­krorißwachstum im Zementstein. Der Widerstand gegenüber ei­ner Rißerweiterung wird durch die die Rißwurzel überbrücken­den Fasern (Bild 3) bis um das 20fache erhöht. Die analytische Ableitung dieses Rißwiderstands erfolgte in 111] mit den Mitteln der nichtlinearen Bruchmechanik unter Berücksichtigung eines stabilen Rißwachstums.

Durch die Zugabe von Glasfasern kann die Tragfähigkeit auf Zug allerdings nicht im gleichen Maße sinnvoll gesteigert werden wie durch das Einlegen von Stabstahl. Der Gedanke einer .. hy-

1) Gciordtn von; M ini5lcrium füt Wi.rtJ,;:luIfl. M ittdWlnd und Vtrlr.thr BadCII-Wtlnternbtra; Fonchunpcontinschaft BIIutfI und Wohnen. Stullptt; Pillina· toa Brothm Ln,. England. und HeidtIbtrp l.anml AG; Ikuucht For-lCbunpgc:mein.::haft.

BETOf+. UNO STAHLBETONBAU 1511985

G. Rehm I J . Schl.1eh I K. SChlief I R. EIigeha_' F,itz~rdI·I(QUQqulum 1984

I I I I I ! ! ! ! ! !"i

I I I I I I I I I I l"i PseudopiostisClltr

Bertich Anlongsriß

UnpstDrttr 9,,,ich

Bild 1. On RiO .. idtr-6land 'Wird durc:b die Fuenl inntf'o IIiIlb des p5otII~ plIIstischen Bcm­dies erhtblich er­höht.

briden Anwendung" von Glasfascrbeton. d. h. in Kombination mit Stahlbeton oder Stabstahlliegt daher nahe. Es wird hierbei an das Einlegen von Stabstahlbewehrung in Faserbetonbauteile an Stellen mit Zugkrolftkonzentration. aber auch an die Herstel­lung von Stahlbeton in verlorener Schalung aus Faserbeton ge­dacht. Hierzu wurden mehrere Versuchsreihen durchgeführt {91. Diese hybride Anwendung fUhrt zu so feinen und g1eich.maßigen Rißbildem. wie sie bisher ffir Stahlbetonbauteile unbekannt warrn.

Mit dem Bau einer großen Betonschale von 31 m Durchmesser und einer mittleren Schalendicke von 1.5 cm konnten die Herstel~ lungstechnologie und das Verhalten von Glasfaserbeton in natür­lichem Klima untersucht werden (IO}.

W. Afen=. Institut rur Massivbau

Versuche mll Ferrozement und Ferrozemenl-Schatungtk/H'. pem')

Die umfangreichen Versuche über Ferrozement haben dessen Verwendung als verlorene Schalung zum Ziel. Diese wirkt als Hautbewehrung für den Nonnalbeton und kann auch die auf­wendige Bügelbewehrung im Balken ersetzen. Zunächst wurde

Bild 4. FClTamntnt alt-.ulo-rmc: Sdullun, und Haut~nl

die Auswahl geeigneter Baustoffe und Herstell~rfahrtn für sol~ ehe Schalungsdemente untersucht. sodann die mechanischen Ei­genschaften des Ferrozements (unter Druck-, Zug- und Biegebc­anspruchung) bei unterschiedlichen Bewehrungen und schlie~ lich sein Zusammenwirken mit Normalbeton in Verbundversu~ ehen. in SandwK:h-Zugstäben und in Balken (Bild 4) (5).

H. DklerJe, FMPA Badco-Württemberg

PneumaUldte Schalungen für Schalen-)

1m Schalenbau wird werkstoffgcrechtes Bauen mit Beton in rein­ster Form praktiziert . Um so mehr ist zu bedauern, daß Schalen immer seltener gebaut werden. Der Grund sind die teuren Scha· lungen. die beim heutigen Verhältnis von Lohn· zu Stom.osten

') Gtfördtrt im R2hmm eines deulSCh.un.clischm BlIIufonchunppros:ramma und vom Bundesminbttr lÜr Raumordnuna. Bauwem und Stidtebflu..

') Gäordnt von der OtvtK:htn FOfJChunPJtlTlCindlaA. D:n lWImrD da So!w;kr. fonchunpbemclls 64.

157

G Rehm J J Sc:hlaoeh,' K Schaler R Ehgenausen Frtu-LeonharOl·K( XlLullm 1964

die S<.:halen uner-.clmll1gll<.:h m<ll.:h..:n Dc,halh \\Ird \cr~u(;hl.

ICLt~cmiilk I erll~un);:, l l'dlnl~en Ill":llI\\Ii:kdn und dil.' Ihnen /u­~chöng.cn Schaknformcn /u [1mkn. !-ine ;-" I öglich~ell :-.lIId di..: pm:uIl1.l1l ..... ·hen Sr.:halungen. L, ,md durdl Illnendnle~ ge,tüllll'. Ic,\ILlhc\\ ..:hl"\l." K un'htullllüul..: ... ut dcnen bc\\ ehr! und hetl)lIll."rt \\!nlund die man nach dcm J rhitrtl."l1 de, JklOrh \\lcdener\l..:n­den odcr ah ])al."hlwul aulkgen "'mn. Der Jnnendrud und eHl ~eclg.nc!1.:r lu ...... 1111111 hildell .. \\\11 ,llIcl11c·· I \)rml."ll. du,: 111 d..:r Selmll." dell ldc;lkn 'vll."lIlhran"p;lnnung'7u,land 'lcher,ldlcn Im Iki .. picl ( Bild~) l .. t die Sdwlung,halllmil allfgckgten Sl.'ilen ge­genliber der rClncn Kuppel "I ., tru~t uriert. daß 1\1(:hl nur dlc (;l'­'lall khcndlger \\ Int , 'l)ndcl"l1 \\ egen dl."r '\) I."rhöhtl'n K I'iimmun­gen und RIppen (1:" Ikukn \I."rtunderl und dil' 11InCnrallllla~u­,llk \crbL"~~cn "inl [6].

11 ,.,{/II{'~ , Jn'l!1ut tür \1.L" 1\hau

Turmartige Bauwerke

Bel turmarllgcn BaU\l l."rkL"n bcemtlußI dll.' ;-" Ilt\\lrkung dl" Ik-ton, auf Lug Illl gl.'ri~,enclI Lu .. t,lIld lhe Schni llkriiftc au~ der "I heoric I I. OrdnU1H! und tI;unit ;lUch die StarKhichl."rhell. :-'1l1 Ver~U(;hen \) an mnl~ Stahltx·wnrölHI."II \ 011 I ,lO m Durdlllll"'l."f \\tlf,kn da, \ l tlll1cntcn- K rü!l1mung" \ ' L"I"h:JII~'n tllll.! da, Rh~l."­

verhallen "(lleher blege- und liillg,~ranhcal1,prU\:hlcr 1-I \)1111..;i­~Ien crfor:.chl {Bild 6) 115]. b l:ißt .. idl lIlill'lIllgell \ 'Iodlfibtlo­nen au, dcm Verh .. 1tl."n \ on hewchrtcn Lug~tül"ll.:n .. hk1l1.:1),

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wenn man dIe Hohlkii,ll'n 1:llIldlcnarlig zerlegl . Auf dic.,em l\ 10-deli und auf Vcrbundgc~cl7l.:n aulbaucnd wurde dn wirklich­kcibnahe, l3cn.:chnungwcrfahrcll für Betonlürme entwickelt und programllliert: dabt:1 wUT<!e !luch auf \ lell' liblidll'T\\ el'l' \ crnach­lii!o. .. iglC' Ein!lü"l' l'Lngl'g;lngen 1161.

11. Sc/wher: 11, ,I f /'il'f, Institul für ;"Ia,sivbuu

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Fugen und Aussleifungen im Hochbau

Viek der heulc nach Erfahrung oder Tabd1cll\\erlcn angeonlne­tl'n I-ugen ~önnten cnlJ",dkn lldcr \\c!ll.'r aU"'ll1alldl."r liegen, 1\l."nn dil' \\edhchl lrkung I\\ischl'n -I r.lg\\ ~'r~ und b\ang\C'rfor, IllUlll!en bc~'iCr bekannl \\ (ire. D1l' dafür maßl!ebcnden Paranwtcr und lU\ilnllllellh:ingc \1 urdcn an II ,md dt'; beidelI \\ lehlig~tl'n l<il1c (Skl.'lcttba ulcn 1ll1l ('!tll."m h/\1 mdlfL"fl'n Kernen) 111 l'HlCr fi.irden cnh\crfcnom Ingl."llIcur illI\\l.'ndharen I-ornl au lbcrl'ilet~J [-lI. Danl gchören auch Ang,locn iiber repribl."ntali\c Au,gang~­\~crtc l"ür dIe 'In7u~·t/cndt'n T Cl1lrll,·r'IIUTl'n und \ ' erf'..1rnlll11gen. lthätlllCh \1 urde dil." \\ell \ I."r,trI."Ull· LLter;I!Ur tiber die F ugcnau~, hlldung. Fugcllah,tiindc und Fugen,dwde!l gl.'on.l nelund au~gc­\\Crlel

E Messungen r oer Oelln!ugenDreifen

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L- 15.00 _ J'ODm

BIIJ - I~Ulp,.:r,'Ll.Ir· und \ at"Mnlllfl!!"l1<"· 'un~~fl ,,,I ~n1"m

H",,;hNll

LIlr KOllIfOlk lkr Ans:il/.I." und thCl)fl'll,chl'lI ! . rgebni,~c 1\ ur<!cn ,Luß...'nkm Dl."dcntl."mper.Hurl."n. DCI."~cnbngcn lind l-ugl.'llbc\\e­gungell tn einl'm 13<lu\\erl.. \\iihrend \1."1",chlc,kncr Ballpha'm g\.' -1ll1.""CIl (Bild 7) ,0\\ k p,lr"lld da/u (tll." I clTl lx'raluren und Deh­nungl'n prhl1l,lll~ehcf \'crgkll·h~J..0rPL"r, die ,ihnhdK'n ~lllll;lti­~dlen Betlllll!Ulll!ell ;llhl!e,Clll \~,!ren

- - L IJ. /lo!"k. Irl'>tltut für ;-"l a~~l\bau

Nach Traglaslverfahren bemessene durchlaufende Plallenbalken1)

·1 ragla,t\l."rbhrcl1l'rm0glidll."lIl'il1l' \\lrkli<:h~l'il,niihl.'re Ermitt­lung lkr Tr:lgliihlgkl."u ,t:lll,ch unbc.'>tirnlllll.:r Trag\\er~e al, Ik· rechnungen nach def Ehl,tl/.1Iiihtho.:nnl'II::]: '11." ,md aht. ... in der Ilundc,rcpubl i~ Dl'ut-...:hland t"ür,he Schnltl~r:tfll'T1mllhl!lg !Hchl lugd;l~wn , jl.l!t 111)[;" \0n \l'l·h~ Vl,r..tldl~lriigl."rn (dun.:hl:ll1li." m!l­Plaucnhalkl."ll) \\ unk dcr I IIltluL\ der lkllll'"ung n;ldl T ragla~l­\crfahrl."n auf da .. T rag\crhallcn. \or allem IIll Gchraul'hvu· ,tand. Ullll."l"'lJCht [13] (Bild ii). Ver\tldhparamctl'r W;tr~'11 Jl'r ;-"1 ()m\.'l1t~'ndl'l·~ung .. grad iihcr (kr SI ütl': 'I = \ I lkm<""n~ ;"! .l..'l" .. b' lhe Größe der rechneri'\Chl.:n rragla~1 und die \ 'l:rteilung Jl'r StÜllllC\\ eh rung ü!x'r die Plattenbrcitc, Einer \ on /\\ ci \ öllig g1ci­dll."n B:I !kl'n I\urdl' I."lllcr IIL~iit.d1Chl.'n Z\\:lnght.'an'pruchung durch Stiit7l'n'l'n~L1l)gl."n unll'f\lorlcn

Iltld~ \ ·c"u<:h,tr.,!,~r"t, .\ u,· ....:h(111\ I'lne, Durchbuf· (r~!!,·"

Die RiUmes~unl!en 7eiglcn, daß a l1ch tx:i großen Be\\'chrung~ul1l­lagl.:rttngcn (,,; 0.5) ein noch tx:rriL'digcndc~ Vnhaltl.:n 1m Ge­brauch~/.usl;l1ld erreichl werden kanll , SchOll unter Gl."brauchs-1;1'>1 tratcn erh\.'hlichc ;vlolllCnlel\ullllagcrungen auf. Auch die b\,lllgbcanspruehungen waren .'>ChOll unler Gcbrauchslaq I.:r-

') Gdurdcn "lnl lI11fldc,mUll,tn hu H,JUnlordnung, 1I,'U"~<i;n und SLadlcl,;,u

.) (iclord~rl ,om In 'lU1l1 für !bllH.'.::hl1lL

BETON- UND STAHLBETONBAU 611985

heblich kleiner als für den Zustand I; sie nahmen mit weiter stei­gender Last bis zur Bedeutungslosigkeit ab. Alle Träger wiesen so große plastische Rotationsfähigkeiten auf, daß die Versuche bei 1,10- bis 1.19fachen rechnerischen Traglasten vordem Trägerver­sagen wegen sehr großer Verformungen abgebrochen werden mußten.

Die Umlagerung der inneren Schnittkrifie wurde auch theore­tisch verfolgt; dafür wurde ein sehr einfaches Berechnungsverfah­ren vorgeschlagen.

E. O. Woide/ka, Institut für Massivbau

Slützen mit groBem Zwang

In Geschoßbauten werden die Stützen durch unterschiedliche Längenänderungen der Decken verbogen. Solche langenände­rungen entstehen z_ B. im Brandfall oder durch die Sonnenein­strahlung auf die Dachdecke. Die dabei maßgebenden Parameter wurden in einer theoretischen Arbeit über Fugen und Aussteifun­gen analysiert (4).

Mit Versuchen an sechs Stützen') (Bild 9) wurden das Verhalten von längskrafibeanspruchten Stäben mit großem zusätzlichem Biegezwang geprüft und Möglichkeiten zur Erhöhung des Ver­formungsvermögens durch eine geeignete Verbügelung erkundet. Die Normalkraft N wurde jeweils zu Versuchsbeginn aufge­bracht und bis zum Versagen der Stützen infolge einer zusätz­lichen. schrittweise gesteigerten Zwangverformung v gleich gehal­ten.

Die ertragenen Stützendurchbiegungen von 13 bis 113 mm sind wesentlich größer, als sie sich mit den Annahmen der DIN 1045 ergeben, besonders bei enger Verbügelung. Ist Versagen des Be­tons auf Druck maßgebend. so können Zwangverformungen ei­nen erheblichen Teil der Tragfähigkeit aufzehren - in den Versu­chen 35 bzw. 65% der Tragfähigkeit rur mittige Langskraft. Bei geeigneter Verbügelung der hochbeanspruchten Stützenbereiche tritt Versagen jedoch erst bei größeren als im üblichen Skelettbau vorkommenden Stützenkopfverschiebungen ein.

Das in diesem und im vorhergehenden Beitrag festgestellte Ver­halten läßt sich mit den bestehenden Nonnen weder erklären noch ausnutzen. Man sollte deshalb auch bei uns von der Forde­rung nach linear-elastischer Schnittkraftennittlung abgehen und nicht lineare Berechnungen alternativ zulassen. Neben anderen Verbesserungen häUe dies vor allem den Vorteil, daß gleiche Stoffgesetze ffir die Bemessung der Querschnitte und die Berech­nung der Schnittgrößen sowohl rur Last- und Zwangheanspru­chungen verwendet werden können .

P. Sreidle, Institut ffir Massivbau

Versuche an Stahlbetonschalen für Offlhore.Bauten

Das günstige Tragverhalten der Schalen (Bild lOa). die Lasten vorwiegend über Membrankräfte abtragen. wird in den Randbe­reichen durch hohe Biegemomente und Querkräfie beeinträch­tigt. die häufig maßgebend für die Bemessung sind.

Die Bemessung für große Querkräfte bei gleichzeitig wirkenden Biegemomenten und Längsdruckkräften wurde experimentell an Balken untersucht, deren Schnittgrößenverteilungen denen in Randstörbereichen von Schalen ähnlich waren (Bild tOb). Diese Versuchskörper können als aus der Schale herausgetrennte Meri-

") GefOrdert vom Deutscben AusscbllB rur Stahlbeton.

BETON- UND STAtUlETONBAU 611985

G. Rahm 1.1 Schl.lchl K. SchileI" I R. Eligehl.usen· Fritr:-l.eonhIIrdl-KoIloquiIa'n 1iII4

., 1'11i1trr~Oec'eI sclJiJ.l~ ... YlJ 8eniillf':f" Meridian-~ :tr~ilen

ro:tt:N. •

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Bild 10 .• ) Unterwasserbeb.i1ter. bl VeRud"balken. cl venuctwchalc

dianstreifen angesehen werden. Je nach Bewehrungsgrad. Größe der Längsdruckkraft und insbesondere Schnittgrößenverteilung lag die Tragfähigkeit teilweise erheblich über den aus den be­kannten Fonneln ffir Bruchschubspannungen von Balken ohne Bügel errechneten Werten. weil diese Formeln nur für Einfeldbal­ken mit EinzelJasten abgcleitet wurden .

Das Zusammenwirken der Meridian- mit der Ringrichtung im Randstörbereich wurde an zwei Stahlbetonzylinderschalen mit rotationssymmetrisch verteilten Momenten. Querkräfien und Längsdruckkräfien als Belastung am freien. nicht ausgesteiften Rand untersucht . Versuchsparameter rur heide Versuchskörper war der Bewehrungsgrdd der Meridianbewehrung. Mit einem sehr umfangreichen Meßprogramm wurden die Änderungen der Schniugrößen nach der Rißbildung verfolgt und konnten dann mit den Schnittgrößen nach der Elastizitätstheorie verglichen werden. Beim Bruchversuch wurde das Randmoment MI kon­stant unterhalb des Fließmoments gehalten. um keinen Biege­bruch herheizuffihren; die Randquerkraft Q .• wurde in Stufen bis zum Bruch gesteigert.

Mit einem Großversuch an einem zusanunengesetzten Schalcn~ tragwerk (Bild IOc) sollten Kenntnisse über wirklichkeitsnahe Schnittw=rteilungen im Zustand JI und bis zum Bruch gewonnen werden. Es sollte gezeigt werden. daß ein günstiges Tragverhalten auch dann erreicht wird, wenn die Bemessung sich nicht an den Schnittgrößen der Elastizitätstheorie. sondern an Traglasrverfah-ren orientiert.

K..H. Reinf'ck, Institut für Massivbau

MIkrobeion zur Untersuchung des RIß- und Bruchverhalten. von Slahlbetontragwerken

Dieser von R. K. Müller , Institut für Modellstatik, gehaltene Vor­trag ist auf den Seiten 153 bis 155 abgedruckt.

Mögliche Momentenumlagerungen Im Stahlbelonbau unter Berücksichtigung der Stahleigenschaften

Momentenumlagerungen erfordern Rotationsvennögen der hoch beanspruchten Zonen im Tragwerk. Das Rotationsvermä­gen plastischer Stahlbetongelenke ist jedoch nicht beliebig groß.

Zur Berechnung des Rotationsvermögens plastischer Stahlbeton­gelenke wurde auf der Grundlage von (17, 18] ein Rechenpro­gramm erstellt, in dem alle Einflußparameter (u. a_ StofTkenn­werte rur Beton und Stahl. Verbundeigenschaften, statisches Sy­stem) wirklichkeitsnah erfaßt werden. Das rechnerisch ermittelte Rotationsvermögen stimmt gut mit den in etwa 50 Versuchen (durchgeführt an verschiedenen Instituten) gemessenen Werten überein.

Die Bilder I t und 12 zeigen den EinIluß der Stahleigenschaft.en auf die mögliche MomentenwnJagerung. Aufgetragen sind rur eine fiber unendlich viele Felder dutcblaufende Platte ohne Schubbewehrung. belastet durch Gleichlast, die erforderlichen und möglichen Rotationen über der Stütze in Abhängigkeit vom Grad der MomentenumIagerung. Die möglichen Rotationen

'59

UmIQ~UI/f} t in S

Bild 11. MOJIicbe und o:rfordt1hdw Rotation In Abhing;gknl 'IOn dem Grad da Momcn­lC'I1uml'&nunl- StlIhl A

, 6 ~s in S

8

~" 511 Um{Q!JNUIIfJ! in :r;

Bild 12. Mötlicbe und afordcrhc:he ROIllUon in AbhoinJipell von dtm Grad d« M omtfI -tmumllgaunJ. Slahl 8

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BIld 1), Anamommene Stahl-ktnnlinim ruf dlC Un­ItTSl.IChungen nxh den Bildern I1 und 12

wurden mit dem o. g. Rechenprogramm ennittell; dabei berück· sichtigt der schraffiert dargestellte Bereich das stark streuende Verbundverhalten obenliegender Bewehrungssläbe. Die erfor­derlichen Rotationen wurden in Anlehnung an (19J wirklichkeits-­nah berechnet. Die angenommenen Stahlkennlinien für kaltver­fonnten Bctonstahl sind Bild 13 zu entnehmen. Die Kennlinie des Stahln; A ergibt sich bei normaler. die des Stahles B bei sehr starker Kaltverformung.

Eine bestimmte Momenlenumlagerung ist möglich. wenn die er­forderliche Rotation kleiner ist als der mögliche Wert. Man er­kennt, daß bei Verwendung von Stahl A (Bild 11) Momenten­umlagerungen von 40% bis 50'10 möglich sind. Dagegen sind bei Verwendung von Stahl B (Bild 12) Momentenumlagerungen um über etwa IS';' als problemalisch anzusehen.

Oie Richtigkeit der theoretischen Überlegungen wurde zwischen­zeitlich durch zwei durchgeführte Versuche bestätigt.

P. Langer: H. Kreller, Institut für WerkstotTe im Bauwesen

GI .. , ... ,..lIbe (HLV) el. zukünftige Be.ehrung Im $po ..... 'onbou?

Die hohe Zugfestigkeit dünner Glasfasern wird in vielen Berei­chen der Technik genutzt. Der Gedanke. kunstharzgebundene Glasfasern auch als Bewehrung im Betonbau zu verwenden, lag deshalb nahe. Wegen ihres vergleichsweise geringen Elastizitäts­moduls lind Glasfascrstäbe in erster Linie als Spannbewehrung geeignet; sie versprechen bei gleich hoher Zugfestigkeit folgende Vorteile gegenüber dem Stahl: bessere Korrosionsbeständigkeit. weniger Spannk.raftverlust durch BauteilverkÜfZungen und Ver­ankerungs.schlupf infolge des geringeren Elastizitätsmoduls. we­sentlich geringeres Eigengewicht.

Die als Hoch1eistungsverbund(HLV}Elemente bezeichneten Glasfascrstäbe sind unidirtktionale Glasfascrverbunde mit einer Verbundmatrix aus ungesättigtem Polyesterharz. Das derzeit ver· wendete Material erreicht bei kurz:zeitiger Beanspruchung Zugfe­stigkeiteD von etwa 1600 N/mm2, Sein Elastizitätsmodul liegt bei

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SI 500 N/mm2; bis in hohe Lastbereiche besteht ein linearer Ver­lauf der a - e-ünie. Eine Erhöhung der Belastungsdauer hat er­wartungsgemäß ein Absinken der aufnehmbaren Lasten ZUr Folge. Die Untersuchungen zu diesem Punkt sind jedoch noch nicht abgeschlossen.

Bei der Einwirkung erhöhter Temperaturen ist erst ab etwa 300 ~C mit einer signifikanten Änderung der Stotreigenschafteu (Kurzzeitfestigkeit. Elastizitätsmodul) zu rechnen.

Die bei der Verankerung der HLV-Elcmente wegen ihres aniso­tropen SlofTaufbaus. ihrer unregelmäßigen Oberfläche und ihrer vergleichsweise hohen Querdruckempfindlichkeit vorhandenen Probleme sind insoweit gelöst, daß bei ruhender Belastung die volle Ausnutzung der WerkstotTestigkeit möglich ist. Für die bei Dauerschwi ngbeanspruchungen auftretenden Probleme zc:ichneu sich Lösungswege ab.

Im Jahr 1986 soll ein mit HL V -Elementen vorgespanntes größe­res BTÜckenbauwerk erstell I werden .

B. Schlortkt': M. Faoro , Institut für WerkstotTe im Bauwesen

(Fortsetzung folgt)

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