Bemessung von Stahlfaserbeton und stahlfaserbewehrtem Stahlbeton

Abstract

Die Bemessung von Stahlfaserbeton mit und ohne zusätzliche Betonstahlbewehrung ist in Deutschland durch die bauaufsichtlich eingeführte Richtlinie „Stahlfaserbeton” des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) verbindlich geregelt. Gemäß der Richtlinie wird die rissüberbrückende Wirkung der Stahlfasern auf experimenteller Basis mittels standardisierter 4‐Punkt‐Biegezugversuche ermittelt, als Nachrissbiegezugfestigkeit idealisiert und in Form von Leistungsklassen quantifiziert bzw. klassifiziert. Zur Bemessung in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit dienen Spannungs‐Dehnungs‐Beziehungen des Stahlfaserbetons für die gezogenen Querschnittsbereiche, welche die bekannten, für Stahlbeton bestehenden Widerstandsgleichungen additiv um die Stahlfaserwirkung erweitern. Der Beitrag erläutert die Ermittlung von Rechen‐ und Bemessungswerten zentrischer Nachrisszugfestigkeiten anhand von Nachrissbiegezugfestigkeiten und stellt die zugehörigen Spannungs‐Dehnungs‐Beziehungen dar. Hierauf aufbauend wird die Bemessung in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit beschrieben. Insgesamt wird eine kompakte Übersicht über das Funktionsprinzip und die Bemessung von Stahlfaserbeton gegeben.

Fasermengen und Leistungsklassen

“…In allen Diagrammen kann nach Erreichen der Biegezugfestigkeit des Betons ein abfallender Kurvenverlauf beobachtet werden. Mit normalfesten Makrostahlfasern lassen sich daher erwartungsgemäß auch bei sehr hohen Fasergehalten kaum Nachrisszugfestigkeiten im Bereich der Biegezugfestigkeit des Betons ("kritisches Nachrisszugtragverhalten" [18]) erzielen. Das Bauteil darf in diesem Fall nur dann ohne zusätzlichen Betonstahl ausgeführt werden, wenn Redundanzen die weitere Tragfähigkeit durch ein Gleichgewicht am Gesamtsystem gewährleisten [18].…”

Empirischer Ansatz zur Bestimmung der Nachrissbiegezugfestigkeit

“…Der Ansatz nach Teutsch/Falkner/Klinkert wurde von Teutsch [10] auf Basis eines empirischen Ansatzes zur näherungsweisen Bestimmung der Nachrisszugfestigkeit von Stahlfaserbeton für die Bemessung von Stahlfaserbetonrohren nach Schnütgen [13] entwickelt und anhand von zahlreichen 4-Punkt-Biegezugversuchen validiert [11,12]. Mit dem Ansatz kann die charakteristische äquivalente Nachrissbiegezugfestigkeit f eqk,II (GZT) nach DBV-Merkblatt "Stahlfaserbeton" [2] rechnerisch abgeschätzt werden:…”

“…Bei der Bemessung von Stahlfaserbeton wird nach der DAfStb-Richtlinie "Stahlfaserbeton" [1] die rissüberbrückende Wirkung der Stahlfasern als Nachrisszugfestigkeit angesetzt [2,3]. Da die Nachrisszugfestigkeit neben den verwendeten Stahlfasern und dem Fasergehalt auch von der Betonzusammensetzung abhängig ist (vgl.…”

Study on Crack Resistance of Hydraulic Roller Compacted Concrete Dam with Fly Ash Admixture

“…However, the weakness of low tensile strength and poor crack resistance of concrete has not been improved [5] . In addition, compared with the low strength concrete, the hydration of high strength concrete consumes more water, and the water diffusion coefficient is smaller, so the internal humidity is more uniform, and the degree of uneven shrinkage is smaller [6] . C30, C50 and C80 are selected as the research objects, which represent ordinary concrete, medium high strength concrete and high strength concrete respectively.…”