Ermüdung von profilierten Spannbetonträgern mit Bügelbewehrung unter Querkraftbeanspruchung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Josef Hegger
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271387314

Die Querkrafttragfähigkeit von Spannbetonträgern mit Querkraftbewehrung setzt sich aus einem Betontraganteil und einem Fachwerktraganteil zusammen und ist unter Ermüdungsbeanspruchung noch weitgehend ungeklärt. Dies betrifft insbesondere das Ermüdungsverhalten von Bauteilen mit mittleren bis höheren Querkraftbewehrungsgraden, da sich mit zunehmendem Querkraftbewehrungsgrad die Aufteilung in Fachwerk- und Betontraganteil verändert. Darüber hinaus liegen keine systematischen Untersuchungen zum Einfluss der Rissbildung (Biegeschubriss, Schubzugriss) auf die Querkrafttraganteile vor. Da die Schädigung und die hieraus folgende Änderung der Traganteile durch Umlagerungen im Bauteil während der zyklischen Belastung bisher nicht quantifiziert sind, können die Parameter der bekannten Modelle zur Querkrafttragfähigkeit nicht so modifiziert werden, dass der Ermüdungsnachweis unter Querkraftbeanspruchung sichere und trotzdem wirtschaftliche Ergebnisse liefert. Ebenfalls erfassen die bekannten Modelle nicht den in Versuchen des Antragstellers beobachteten Einfluss des Spannungsniveaus während der Ermüdungsbeanspruchung.Ziel des Forschungsvorhabens ist die Beschreibung des Tragverhaltens von profilierten Spannbetonträgern beim Ermüdungsversagen der Querkraftbewehrung unter zyklischer Beanspruchung. Hierbei sind die Aufteilung der Querkrafttraganteile und deren Umlagerung mit zunehmender Lastspielzahl von besonderem Interesse. Zur Lösung der offenen Fragen sind Bauteilversuche an 24 Spannbetonträgern (T- und Doppel-T-Querschnitt) mit mittleren bis höheren Querkraftbewehrungsgraden und numerische Simulationen vorgesehen. Die numerischen Simulationen erfolgen mit dem nichtlinearen FE-Programm Abaqus unter Verwendung des vom Antragsteller implementierten Microplane-Modells mit anisotroper Schädigung. Sie dienen der Bewertung der Ansätze zur statischen Querkrafttragfähigkeit und der genaueren Untersuchung der Spannungsverhältnisse unter Ermüdungslasten im gerissenen Zustand. Im Rahmen der experimentellen und theoretischen Untersuchungen sollen die Einflüsse aus Schubrissbildung, Querkraftbewehrungsgrad, Vorspannung, Oberlast und Schwingbreite quantifiziert werden. Aufbauend auf den Untersuchungen wird auf Basis der bekannten Modelle zur Querkrafttragfähigkeit ein Ingenieurmodell hergeleitet, das die Schädigung der verschiedenen Querkrafttraganteile zutreffend erfasst.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen