Zur plastischen Bemessung hochfester kammerbetonierter Verbundträger: Fid-Bau Portal

Zur plastischen Bemessung hochfester kammerbetonierter Verbundträger

Hegger, Josef / Goralski, Claus

Die traglaststeigernde Wirkung des Kammerbetons wurde bisher im Verbundträgerbau aufgrund fehlender mechanischer Modelle und Bemessungsregeln insbesondere bei hochfesten Baustoffen häufig nicht genutzt. Der Beitrag gibt einen Einblick in die Lastabtragungsmechanismen kammerbetonierter Verbundträger und beschreibt Bemessungsansätze zum wirtschaftlichen und sicheren Einsatz von hochfesten Baustoffen. Anhand einer Parameteruntersuchung zum Einfluss von hochfestem Kammerbeton und hochfestem Stahl auf die Querschnittstragfähigkeit des Verbundträgers wird ein plastisches Bemessungsverfahren für kammerbetonierte Verbundträger im positiven und negativen Momentenbereich hergeleitet. Die vorgestellten Ergebnisse sind Teil eines DFG-Forschungsvorhabens. Mit Hilfe von experimentellen Untersuchungen und numerischen Parameterstudien zum Einfluss der nichtlinearen Spannungs-Dehnungslinien der hochfesten Baustoffe konnten folgende Erkenntnisse gewonnen werden: (1) Unter positiver Momentenbeanspruchung wird bei hochfesten kammerbetonierten Verbundträgern die Randfaser der Betondruckzone aufgrund der tiefer im Querschnitt liegenden Nulllinie stärker beansprucht. Bei der plastischen Bemessung mit rechteckigen Spannungsblöcken müssen Korrekturwerte eingeführt werden, damit die Tragfähigkeit nicht überschätzt wird. (2) Unter negativer Momentenbeanspruchung darf der Kammerbeton die Bruchstauchung nicht überschreiten, bevor das Stahlprofil vollständig plastiziert. Bei der plastischen Bemessung sind insbesondere für hochfeste Materialien Beiwerte erforderlich, mit denen die nach dem Gesamtquerschnittsverfahren berechneten Momententragfähigkeiten angepasst werden. (3) Im umschnürten Bereich des Kammerbetons entsteht unter Druckbeanspruchung ein mehraxialer Spannungszustand, der die aufnehmbare Spannung und Betonstauchung erhöht.