Im ersten Teil des Vorhabens erfolgte die Untersuchung des Verbundverhaltens von Betonstahl infolge einer Querzugbelastung an würfelförmigen Ausziehversuchen mit kurzer Verbundlänge. Insgesamt wurden zwei verschiedene Betonsorten, drei Stabdurchmesser und vier verschiedene Querzugniveaus unterhalb der Risslast geprüft. Anhand der Versuchsergebnisse konnte abgeleitet werden, dass eine Querzugbelastung keinen signifikanten Einfluss auf den Verlauf der Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung hat. Jedoch wird der Zeitpunkt und die Versagensart des Verbundes maßgeblich von einer Querzugbelastung beeinflusst. In Abhängigkeit der Betondeckung schlägt mit steigender Querzugbelastung das Ausziehversagen in ein Spaltbruchversagen um bzw. tritt das Spaltbruchversagen bei immer geringeren Schlupfwerten ein. Für die geprüfte Verbundlänge wurde ein Verbundgesetz abgeleitet, welches die Haupteinflussparameter Stabgeometrie und Betonfestigkeitsklasse berücksichtigt. Weiterhin konnte in Abhängigkeit der Betondeckung und der Höhe der Querzugbelastung ein Versagenskriterium für das Verbundversagen formuliert werden, welches die Versagensart und den Versagenszeitpunkt angibt. Somit ist es möglich, für eine Vielzahl von Parameterkombinationen lokale Verbundspannungs-Schlupf-Beziehungen aufzustellen, die für die Bemessung von realen Bauteilen verwendet werden können. Im zweiten Teil des Vorhabens wurde der Frage nachgegangen, inwieweit sich die zweiaxiale Zugfestigkeit des reinen Betons von dessen einaxialer Zugfestigkeit unterscheidet. Dies ist zum einen bei der Beschreibung des Verbundverhaltens zwischen Bewehrung und Beton von Interesse und zum anderen bei der Vorhersage der Erstrisslasten, Rissbreiten und Rissabstände von Bedeutung. An scheibenförmigen Probekörpern wurde das Zugtragverhalten des unbewehrten Betons für zwei Betonfestigkeitsklassen und vier Zugspannungsverhältnisse untersucht. Die Versuchsergebnisse zeigten, dass keine pauschale Aussage zur zweiaxialen Zugfestigkeit möglich ist. Vielmehr stellte sich die Notwendigkeit heraus, ein Bruchkriterium in Abhängigkeit der Betonfestigkeitsklasse zu formulieren. Zwölf Bauteilversuche dienten im letzten Teil des Vorhabens dazu, dass Zusammenwirken der Einzelkomponenten zu untersuchen. Es wurden großformatige Stahlbetonscheiben geprüft, in die neben einem orthogonalen Bewehrungsnetz aus Betonstahl drei nachträglich verpresste Spannglieder eingebaut waren. Neben einer einaxialen Zugbelastung als Referenzversuch wurden die Scheiben einer zweiaxialen Zugbelastung im Verhältnis 2:1 bzw. einer Vorschädigung durch querzuginduzierte Längsrisse ausgesetzt, um die Verhältnisse in der Containmentwand abzubilden. Um den Einfluss einer Querzugbelastung auf das Last- Verformungs-Verhalten und das Verbundverhalten zu ermitteln, wurden an den Versuchskörpern neben den lokalen Verformungen auf der Betonoberfläche, dem Betonstahl und dem Spannstahl auch globale Verformungen, Rissbreiten und Rissabstände aufgezeichnet. Mit Hilfe der Scheiben war es möglich, eine detaillierte Dokumentation des Rissbildungsprozesses vorzunehmen. Es konnte festgestellt werden, dass sich eine Querzugbelastung auf das mittlere Last-Verformungs-Verhalten auswirkt. Neben der Dehnsteifigkeit im ungerissenen Zustand und den Erstrisslasten ist auch die gesamte Rissbildungsphase betroffen.

The first part of this project included the investigation of the bond behaviour of reinforcing steel due to transverse tensile loads on cubic-shaped specimens by means of pullout tests with a short bond length. Altogether, two concrete types, three bar diameters and four load levels below the cracking load of concrete had been tested. Based on the test results, it was possible deducing that transverse tension has no relevance on the shape of the bond stress-slip relationship. However, the bond failure mode and the point of failure are significantly influenced by the transverse tension level. Depending on the concrete cover, the pullout failure changes with increasing transverse tension into splitting failure, which occurs at decreasing slip values. A bond law for the tested bond length has been developed, which considers the main influencing parameters like geometry and concrete strength. Furthermore, a failure criterion depending on the concrete cover and the transverse tension could be expressed, which indicates the failure mode and point of failure. Thus, for a number of parameter combinations it is possible setting up local bond stress-slip relationships that can be applied for the calculation of real structural elements. In the second part of the project it was studied to what extent the biaxial tensile strength of plain concrete differs from the uniaxial concrete tensile strength. On the one hand, this is of interest when describing the bond behaviour between reinforcing steel and concrete and on the other hand when predicting initial cracking loads, crack widths and spacing. The tensile strength of plain concrete was investigated on plate specimens for two concrete strength classes and four tensile stress ratios. The test results showed that no general statement can be made about the biaxial tensile strength. In fact, it turned out the necessity to express a failure criterion in dependency of the concrete strength. Twelve structural element tests were conducted within the last part of this project in order to investigate the interaction of the individual components. Large-size reinforced concrete panels were tested, which contained an orthogonal net of reinforcing steel and three post-tensioned tendons. Besides the uniaxial tension tests as reference, the panels were exposed to a biaxial tension with a load ratio of 2:1 as well as a pre-damage due to transverse tension-induced longitudinal cracks in order to display the stress states of the containment wall. To be able to determine the influence of transverse tension on the load-deformation and bond behaviour, also global deformations, crack widths and spacings were recorded additionally to local deformations on the concrete surface, the reinforcing steel and the tendons. It could be observed that transverse tension influences the global load-deformation behaviour. Besides the extensional stiffness in uncracked stress states and the initial cracking loads, also the entire cracking phase is affected. Just as the cracking and the deformation behaviour, the bond behaviour of the reinforcing steel and the post-tensioned tendons is influenced. The states of strain of the reinforcement are affected by the initial cracking load, the crack pattern and existing longitudinal cracks. In general, the measured strains of the tendons are lower than the strains of the reinforcing steel and decrease with increasing longitudinal crack width.