Empirischer Ansatz zur Bestimmung der Nachrissbiegezugfestigkeit

Oettel, Vincent; Schulz, M.; Lanwer, Jan-Paul

doi:10.1002/best.202100002

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“…Since the individual literature references only contain information on the splitting tensile strengths of the steel fiber RC used, the mean value of the residual post-crack flexural tensile strengths was determined using the empirical approach according to Reference 11 (for the estimation of the residual post-crack flexural tensile strengths of unnotched four-point bending tests, see Reference 39 ):…”

Section: Residual Tensile Strength Of the Fibers Rcmentioning

confidence: 99%

“…Since the individual literature references only contain information on the splitting tensile strengths of the steel fiber RC used, the mean value of the residual post‐crack flexural tensile strengths was determined using the empirical approach according to Reference 11 (for the estimation of the residual post‐crack flexural tensile strengths of unnotched four‐point bending tests, see Reference 39 ):

f_{Rim} = \frac{1}{0.37} \cdot k \cdot V_{normalf} \cdot (1 - k \cdot V_{normalf}) \cdot \frac{f_{ctm, fl}}{0.39} \cdot ζ_{Li} \cdot η_{normalV},

where

k

is the factor that depends on the type of fibers with

k = l_{normalf} / d_{normalf} \cdot χ

for steel wire fibers;

χ

is the factor that depends on the anchoring of the fiber with

χ = 0.3

for endhooked steel fibers and

χ = 0.2

for straight steel fibers;

V_{normalf}

is the volumetric dosage of the fibers [−];

f_{ctm, fl}

is the flexural tensile strength of the concrete according to MC2010 2 [N/mm 2 ];

ζ_{normali}

is the coefficient for taking into account the fiber effect as a function of the length of the fibers and the CMOD considered with

ζ_{1} = 1.18 - \frac{7.5 \cdot l_{normalf}}{1000}

for

CMO D_{1} = 0.5 mm

and

ζ_{3} = 0.42 + \frac{7.5 \cdot l_{normalf}}{1000}

for

CMO D_{3} = 2.5 mm

;

…”

Section: Torsion Database “Steel Fibre Reinforced Concrete”mentioning

confidence: 99%

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Steel fiber reinforced RC beams in pure torsion—Load‐bearing behavior and modified space truss model

Oettel

2022

Structural Concrete

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Investigations on steel fiber reinforced concrete (RC) beams in torsion show, that the steel fibers positively influence the torsional load‐bearing behavior. Since a systematic evaluation of the previously known test results and the derivation of a generally valid design model were lacking until recently, current codes such as Model Code 2010 do not contain any design models for the consideration of the steel fiber load‐bearing effect in the torsion design. Due to this, the existing torsion tests on steel fiber RC were summarized in a database. Furthermore, on the basis of the test results and observations, the space truss model developed by Rausch and later refined by Lampert and Thürlimann, among others, was further developed and supplemented by additional longitudinal and transverse steel fiber tension struts. This modified space truss model was validated with the database and shows good to very good predictions to the torsion test data.

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Section: Residual Tensile Strength Of the Fibers Rcmentioning

confidence: 99%

f_{Rim} = \frac{1}{0.37} \cdot k \cdot V_{normalf} \cdot (1 - k \cdot V_{normalf}) \cdot \frac{f_{ctm, fl}}{0.39} \cdot ζ_{Li} \cdot η_{normalV},

where

k

is the factor that depends on the type of fibers with

k = l_{normalf} / d_{normalf} \cdot χ

for steel wire fibers;

χ

is the factor that depends on the anchoring of the fiber with

χ = 0.3

for endhooked steel fibers and

χ = 0.2

for straight steel fibers;

V_{normalf}

is the volumetric dosage of the fibers [−];

f_{ctm, fl}

is the flexural tensile strength of the concrete according to MC2010 2 [N/mm 2 ];

ζ_{normali}

is the coefficient for taking into account the fiber effect as a function of the length of the fibers and the CMOD considered with

ζ_{1} = 1.18 - \frac{7.5 \cdot l_{normalf}}{1000}

for

CMO D_{1} = 0.5 mm

and

ζ_{3} = 0.42 + \frac{7.5 \cdot l_{normalf}}{1000}

for

CMO D_{3} = 2.5 mm

;

…”

Section: Torsion Database “Steel Fibre Reinforced Concrete”mentioning

confidence: 99%

Steel fiber reinforced RC beams in pure torsion—Load‐bearing behavior and modified space truss model

Oettel

2022

Structural Concrete

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“…Aufgrund der stark eingeschränkten und nicht immer eindeutigen Datenlage dienen als maßgebende Nachrissbiegezugfestigkeiten die in den einzelnen Versuchen dokumentierten mittleren Minimalwerte, unabhängig von Rissbreite und Durchbiegung, bzw. die Ergebnisse cflm,L2 f f nach dem empirischen Näherungsansatz nach [43]. Die Überführung dieser Werte in zentrische Nachrisszugfestigkeiten basiert unabhängig vom Bemessungsregelwerk in Anlehnung an [12] auf einem einheitlichen Faktor β u = 0,37.…”

Section: Auswertekriterien Und Berechnungsgrundlagenunclassified

Datenbank zum Durchstanzen stahlfaserverstärkter Flachdecken ohne Durchstanzbewehrung

Landler

Fischer

2021

Beton und Stahlbetonbau

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Die Durchstanzbemessung stahlfaserverstärkter Flachdecken erfolgt derzeit in Deutschland anhand der bauaufsichtlich eingeführten Richtlinie „Stahlfaserbeton” des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb). Die Zugabe von Stahlfasern in den Beton ermöglicht nach dem Eintreten der Rissbildung eine effektive Zugkraftübertragung über den Riss hinweg und begrenzt die fortschreitende Rissöffnung, was sich für die Durchstanztragfähigkeit von Flachdecken als besonders günstig erweist. Zahlreiche Untersuchungen seit Mitte der 1970er Jahre bestätigten dies und ermöglichten die Ableitung empirischer und teils mechanisch basierter Ansätze zur rechnerischen Erfassung der Fasertragwirkung beim Nachweis einer ausreichenden Durchstanztragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung. Zur Bewertung und Weiterentwicklung dieser Ansätze wurde eine Datenbank zu Durchstanzversuchen an stahlfaserverstärkten Flachdecken ohne Durchstanzbewehrung aufgebaut. Unter Beachtung der zugrunde gelegten baupraktischen Anforderungen in Bezug auf die Plattendicke, den Längsbewehrungsgrad sowie die Betondruck‐ und die Nachrisszugfestigkeit konnten etwa 116 Versuche in die Durchstanz‐Datenbank „Stahlfaserbeton” aufgenommen werden. Dieser Beitrag stellt die Datenbank vor und diskutiert deren Auswertung hinsichtlich der Vorhersagegenauigkeit und des Sicherheitsniveaus der Bemessungsansätze nach der DAfStb‐Richtlinie „Stahlfaserbeton” sowie nach Model Code 2010.

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“…6.1 gegebenen Umrechnungsfaktoren auch aus den unteren und oberen Schranken der Dia-gend notwendige Ermittlung tatsächlicher Werte im konkret ausgeführten Bauvorhaben, helfen aber zur grundsätzlichen Einschätzung vorab. In[33] werden demgegenüber empirische Ansätze zur Bestimmung der Nachrissbiegezugfestigkeit auf Basis der vorgestellten Datenbank validiert.Für die Erstellung der Diagramme werden Kategorien praxistypischer Stahlfaserbetone definiert und anschließend ausgewertet, die sich im Wesentlichen durch die Faserschlankheit sowie den Fasergehalt unterscheiden. Aufgrund der begrenzten Datenbasis für 3-Punkt-Versuche wurden zur Gewährleistung repräsentativer Bandbreiten ausschließlich Ergebnisse aus 4-Punkt-Versuchen nach [4] berücksichtigt.…”

unclassified

Fasermengen und Leistungsklassen

Look

Landler

Mark

et al. 2021

Beton und Stahlbetonbau

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Wie sind Leistungsklassen mit Fasermengen und Faserarten verknüpft? Dieser Frage widmet sich der Beitrag anhand von Datenbanken. Ziel ist es, Hilfen für die Tragwerksplanung und die Kalkulation zu liefern, um Faserzugaben – also ein Mehr an Material und Kosten – Einsparungen an Stabbewehrung und Erleichterungen bei der Bewehrungsmontage gegenüberstellen zu können. Im Unterausschuss „Stahlfaserbeton” des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) wurde dazu eine umfassende Datenbank zu Biegebalkenprüfungen erstellt, die mit ca. 1100 Versuchsserien den für die heutige Baupraxis relevanten Bereich üblicher Stahlfaserbetone abdeckt. Die Erkenntnisse der Datenbank sind Bestandteil mehrerer Beiträge dieses Sonderheftes. Der vorliegende Beitrag stellt die Datenbank in ihren Grundzügen vor, behandelt ihre Auswertung hinsichtlich praxistypischer Stahlfaserbetonrezepturen, der Streuungen im Zugtragverhalten sowie den häufig diskutierten Zusammenhang zwischen Fasergehalt und Materialkennwerten des Stahlfaserbetons. Hierfür werden die Versuchsdaten anhand der kennzeichnenden Parameter Betondruckfestigkeit, Faserschlankheit, ‐zugfestigkeit und ‐gehalt in einzelnen Kategorien zusammengefasst. Für jede der Kategorien werden obere (95 %‐Quantil) und untere Grenzwerte (5 %‐Quantil) sowie die im Mittel erreichten Biegezugfestigkeiten bestimmt. Die aus den Werten ermittelten Bandbreiten können Planende (Leistungsklasse) sowie Kalkulatoren (Fasergehalt) zukünftig als Orientierungswerte nutzen.

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Empirischer Ansatz zur Bestimmung der Nachrissbiegezugfestigkeit

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Steel fiber reinforced RC beams in pure torsion—Load‐bearing behavior and modified space truss model

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