Systematische Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten von Stahlbetonbauteilen in Bezug auf den Übergang von Bauteilen ohne zu Bauteilen mit Querkraftbewehrung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Josef Hegger
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420036878

Das Querkrafttragverhalten von Stahlbeton ist eine komplexe und wichtige Fragestellung, die seit mehr als 100 Jahren Gegenstand der Forschung ist. Trotz umfangreicher Untersuchungen bleibt nach wie vor eine Reihe offener Fragen. Aufgrund dieser Kenntnislücken ergeben sich z.B. bei der Nachrechnung von Brücken rechnerische Defizite in der Querkrafttragfähigkeit, obwohl sie keine Schäden aufweisenZiel dieses Forschungsvorhabens ist die Charakterisierung des Einflusses unterschiedlicher statischer Systeme und Belastungsarten auf das Querkrafttragverhalten von Stahlbetonbalken ohne und mit geringer Querkraftbewehrung. Dazu erfolgt eine systematische Untersuchung von Schubrissgeometrie und -wachstum, Verformungs¬entwicklung und Kraftfluss von Bauteilen mit unterschiedlichen Auflager¬bedingungen, Belastungsarten und Querkraftbeweh-rungs¬graden. Das Projekt schließt eine Lücke im Grundlagenwissen über den Übergang von Bauteilen ohne zu Bauteilen mit ausreichender Querkraftbewehrung zur vollständigen Ausbildung einer Fachwerktragwirkung.Das vorgeschlagene Versuchsprogramm umfasst 70 Versuche an Trägern mit unterschiedlichen statischen Systemen und systematisch variiertem Querkraft¬bewehrungsgrad durch stufenweise Vergrößerung des Stabdurchmessers der Bügel unter Beibehaltung des Bügelabstands. Der resultierende Kraftfluss wird durch innovative Messtechnik untersucht. Der Übergang des Querkrafttragverhaltens von Bauteilen ohne zu Bauteilen mit Querkraftbewehrung ist durch eine Veränderung der Gewichtung der Querkrafttraganteile, i.W. Druckstrebe sowie die Anteile aus Druckzone, Bruchprozesszone, Rissverzahnung, Dübelwirkung und Querkraftbewehrung, gekennzeichnet, was durch die Vielzahl an unterschiedlichen Querkraftmodellen verdeutlicht wird. Die Quantifizierung der verschiedenen Tragmechanismen im Verlauf des Übergangs ist immer noch Gegenstand der Fachdiskussion. Da diese Aspekte noch nicht hinreichend untersucht wurden, sind systematische Untersuchungen zum Einfluss des statischen Systems und kleiner Querkraftbewehrungsgrade auf den Kraftfluss und die Querkrafttragfähigkeit erforderlich. Auf Grundlage eines experimentellen und theoretischen Arbeitsprogramms werden Modelle mit physikalischer Grundlage zur Beschreibung des Querkrafttragverhaltens von Stahlbetonbauteilen entwickelt und erweitert. Diese Modelle schaffen die Basis für physikalisch konsistente und damit allgemeingültige Bemessungskonzepte für Stahlbeton-bauteile. Aufgrund einer ähnlichen Einstellung und sich ergänzenden Ansätzen bei der Modellentwicklung ist eine erfolgreiche Zusammenarbeit der Antragsteller zu erwarten, um einen tiefergehenden Erkenntnisgewinn bei dieser herausfordernden Thematik zu erhalten, die gleichermaßen von großer Bedeutung für die Grundlagenforschung und die praktische Anwendung ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Nguyen Viet Tue