Motiviert durch die ehrgeizigen Ziele der deutschen Bundesregierung zur Entwicklung der Offshore-Windenergie, wurden betontechnologische Einflüsse auf das Tragverhalten axial beanspruchter Grouted Joints für Offshore-Windenergieanlagen untersucht. Diese Untersuchungen waren Teil eines umfangreichen Forschungsprogramms zum Verhalten von Hochleistungsbeton unter statischer und Ermüdungsbeanspruchung. Hieraus ergab sich das Ziel dieser Arbeit, einen Beitrag zum Verständnis des grundsätzlichen Tragverhaltens mit Hochleistungsbeton vergossener Grouted Joints zu leisten. Die maßgebenden Einflussgrößen, die das Tragverhalten einaxial beanspruchter Grouted Joints bestimmen, wurden so eingegrenzt, dass gezielt betontechnotogische Einflüsse untersucht werden konnten. Die Druckfestigkeiten der verwendeten Vergussmörtel wurden zwischen ca. 60 N/mm² und ca. 190 N/mm² variiert. Außerdem wurden Stahlfaserverstärkungen und eine Epoxidharzmodifizierung einbezogen. Im Hinblick auf die konstruktive Durchbildung wurde die Höhe der Schubrippen, ausgedrückt durch das h/s-Verhältnis, variiert. Als Beanspruchungen wurden quasi-statische Versuche, Einstufen-Wöhlerversuche, Quasi-Wechselbeanspruchungen und Beanspruchungen während der Erhärtung des Vergussmörtels durchgeführt. Es wurde beobachtet, dass die Tragfähigkeiten der Grouted Joints mit steigender Vergussmörteldruckfestigkeit, dem Einsatz von Stahlfasern und höheren Schubrippen deutlich ansteigen. Durch eine Faserverstärkung werden zusätzlich die Duktilität und die Versagensverzerrung vergrößert. Es wurde beschrieben, dass die Wirkungen höherfester Vergussmörtel, der Faserverstärkungen und der erhöhten Schubrippen weitgehend unabhängig voneinander sind. Die entsprechenden Tragfähigkeitssteigerungen werden rechnerisch abgeschätzt. Unter Ermüdungsbeanspruchung zeigten sich bezogen auf die statische Tragfähigkeit bei den meisten Vergussmörteln vergleichbare Bruchlastwechselzahlen. Daraus ergibt sich, dass die unter statischer Beanspruchung ermittelten Tragfähigkeitssteigerungen in höhere Ermüdungslasten umgesetzt werden können. Der Einfluss von Beanspruchungen während der Erhärtung des Vergussmörtels war gering. Für die Schädigungs- und Rissentwicklung unter statischer Beanspruchung und Ermüdungsbeanspruchung wurden erweiterte Modellvorstellungen entwickelt, die die Wirkungen der Stahlfasern ebenso einbeziehen wie die geringe Duktilität der Hochleistungsvergussmörtel. Die durch den Einsatz von Hochleistungsbetonen erzielbaren großen Tragfähigkeitssteigerungen lassen eine Bemessung der Schubrippen und der umschnürenden Stahlrohre unumgänglich werden. Es wurde ein Modell entwickelt, mit dem die Schubrippen und die umschnürenden Stahlrohre in Abhängigkeit von der Druckfestigkeit des Vergussmörtels bemessen und optimiert werden können. Ebenso kann mit dem Modell der Hochleistungsbeton gezielt in Abhängigkeit von der Konstruktion gewählt werden. Das Modell ermöglicht weiterhin eine Abschätzung der Tragfähigkeit von Grouted Joints, abhängig von der Konstruktion und der Druckfestigkeit des Hochleistungsbetons. Darüber hinaus wurden weitere Anwendungsgebiete für mit Hochleistungsbeton vergossene Verbindungen, wie die Reparatur und Ertüchtigung von Offshore-Strukturen, Fügeverfahren für aufgelöste Stahlstrukturen in modularer Bauweise oder hybride Querschnitte für Drucktragglieder beschrieben.

Motivated by the ambitious aims of the german government concerning the development of the offshore wind-energy, effects of high-performance concrete on the load-bearing behaviour of axially loaded Grouted Joints for offshore-wind-energy-converters were investigated. The major objective was to provide a basic understanding of the load-bearing behaviour and the failure mechanisms of Grouted Joints with high-performance concrete. In order to especially investigate the effects of high-performance concrete on the load-bearing behaviour of Grouted Joints the most important parameters interacting with the grout material were selected. These parameters are namely the compressive strength, the shear-key height, the fibre-reinforcement and the type of loading. The compressive strength of the grout was varied from about 60 N/mm² to about 190 N/mm². In addition a polymer-modification using epoxy-resin was tested. Static loading, fatigue loading, quasi-reverse loading as well as early-age cycling were chosen as types of loading. The load-bearing capacity was significantly increased using either high-strength grout or higher shear-keys or fibre-reinforcement. Furthermore in the case of fibre-reinforcement a more ductile behaviour and higher deformations at the maximum load were found. It could be shown that all named means of enhancing the load-bearing capacity are independent. In the case of fatigue loading most of the grouts exhibited comparable numbers of cycles to failure if the stresses are normalized using the static load-bearing capacity. Therefore the increases in the static load-bearing capacity can be transferred to higher fatigue loads assuming comparable numbers of cycles to failure. The effects of early-age cycling seem to be limited. Concerning the damage- and crack- development of Grouted Joints subjected to static and fatigue loading extended models are presented which consider the effects of the fibre-reinforcement and the low ductility of high-performance concrete. Due to the significant increases in the load-bearing capacity of Grouted Joints using high-performance grout the shear-keys as well as the confining steel tubes must inevitably be designed against yielding and failure. Therefore a model was developed that allows the optimal design of the shear keys and the steel tubes depending on the compressive strength of the grout. On the other hand the high-performance concrete can specifically be chosen depending on the construction of the Grouted Joint. Furthermore other fields of application for Grouted Joints using high-performance grout are briefly discussed. Examples are repair and strengthening of ageing offshore-structures, new joint technologies for modular steel structures or hybrid cross-sections for compression members.