In this research project, a new type of fire resistant, stable and at the same time slender composite column is developed and analysed. For this purpose, a bunch of high‐strength reinforcing bars with a yield strength equal to 670 N/mm2 is inserted in a steel pipe and then grout injected.
Bar bundle columns are a new type of composite column. For this purpose, a bundle of highstrength reinforcing bars with a yield strength of 670 N/mm² is set in a steel tube and then grouted with mortar.Due to the lower cross-sectional thickness of the threaded bars, no strength reduction due to material thickness effects is required compared to a solid core cross-section. The bundling of the steel bars results in a high steel content in relation to the total cross-section; as a result, the novel composite column achieves load-bearing capacities that are usually typical for columns with significantly larger cross-sectional dimensions. In addition, bar bundle columns exhibit better heating behavior compared to composite columns with solid cross sections, as the bars only touch at certain points. As part of the AiF research project IGF-20352 N, 10 buckling tests with lengths between 3.5 m and 8 m were carried out. Cross sections with 1, 3, 7 and 19 bars as core were investigated. The experimental setup, the measurement technique and the results are shown here.
Im Hoch‐ und Industriebau werden zunehmend betongefüllte Hohlprofil‐Verbundstützen eingesetzt, da diese insbesondere unter Verwendung von Einstellprofilen hohe Tragkapazitäten bei gleichzeitig kleinen Querschnitten ermöglichen. Zudem zeichnen sich Verbundstützen durch hohe Feuerwiderstände ohne zusätzliche Brandschutzmaßnahmen aus. Die Verwendung von höherfesten Bau‐ und Werkstoffen für Verbundstützen ermöglicht es dabei zusätzlich, Stahl‐Beton‐Verbundkonstruktionen nachhaltiger, effizienter und wirtschaftlicher zu realisieren und so langfristig die Konkurrenzfähigkeit von Stahl‐Beton‐Verbundstützen zu erhalten. Der Einsatz hoch‐ bzw. höchstfester Bau‐ und Werkstoffe für Verbundstützen wird derzeit noch durch den Anwendungsbereich des Eurocode 4 begrenzt. Genau hier setzen die in diesem Heft der Stahlbau vorgestellten FOSTA‐Forschungsvorhaben des Forschungsverbunds HOCHFEST an. Der Forschungsverbund HOCHFEST umfasst insgesamt 15 Forschungsvorhaben, welche das vielfältige Anwendungspotenzial von hochfesten Stählen aufzeigen. Die hier vorgestellten Forschungsprojekte P 1287, P 1349, P 1500, P 1501 und P 1502 adressieren das Tragverhalten von Hochleistungsverbundstützen und das Werkstoffverhalten hochfesten Stahls bei Normaltemperatur sowie im Brandfall und bei Erdbebenbeanspruchung. Damit bilden die Erkenntnisse der Forschungsprojekte die wesentliche Grundlage für die zukünftige Weiterentwicklung von Bemessungsvorschriften für Hochleistungsverbundstützen.
Stabbündelstützen bestehen aus einem Bündel mit 1, 3, 7 oder 19 hochfesten Gewindestäben mit einer Streckgrenze von 670 MPa, das in ein Stahlrohr (S355 oder höher) eingestellt und anschließend mit Mörtel (CEM I 42,5 R (ep)) verpresst wird (Bild 1). Durch diese Konstruktionsart sind Stabbündelstützen eine neue Art von Verbundstützen. Die geringeren Querschnittsabmessungen der Gewindestäbe erfordern im Vergleich zu einem Vollkernstahlquerschnitt keine Festigkeitsreduzierung aufgrund von Materialdickeneinflüssen. Die Bündelung der Stahlstäbe ergibt einen hohen Stahlanteil bezogen auf den Gesamtquerschnitt. Dadurch erreicht die neuartige Verbundstütze Tragfähigkeiten, die üblicherweise für Stützen mit deutlich größeren Querschnittsabmessungen typisch sind. Darüber hinaus weisen Stabbündelstützen ein besseres Erwärmungsverhalten im Vergleich zu Verbundstützen mit Vollquerschnitt auf, da sich die Stäbe nur punktuell berühren [1-3].
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