A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Ein mechanisches Modell zur Beschreibung des Verbundverhaltens zwischen Stahl und Beton im Gebrauchs- und Bruchzustand
Es wird ein Modell des Verbundverhaltens zwischen Stahl und Beton beschrieben. Die Kraftübertragung erfolgt dadurch, daß ein durch Zugkraft beanspruchter Stahlstab im Beton durch den Verbund einen Teil der Kraft in den Beton überträgt. Dabei ist folgendes wirksam: Haftung zwischen Stahloberfläche und Zementmörtel, Reibung zwischen Stahl und Beton sowie Verzahnung der Rippen aus Stahl mit dem umschließenden Beton. Vor der Rippe erfolgt ein Plastizieren des Betons. Die Verbundkraft breitet sich von den Rippen nach außen aus. Das Verhalten des Zugringes hängt von dem des Betons unter Zugbeanspruchung ab. Ein Verbundversagen kommt durch ein Versagen der Betonkonsole vor den Rippen oder Aufspalten des Zugringes. Die Zonen sind geometrisch dargestellt. In der plastischen Zone vor der Rippe ist die Betonspannung größer als die einachsige Druckfestigkeit des Betons, da der Beton durch die Betondeckung und den Stahlstab umschnürt wird. Weiter wird der elastische Verformungsanteil, der Zugring und der Einfluß der Querverformung des Stahls berücksichtigt. Die Stahldehung führt zur Verkleinerung des Stabradius. Zusammen mit einer Vergrößerung des Zugringradius führt dies zu einer Loslösung von dem Beton. Der Verbund wird mit steigender Stahldehnung weicher. Die Verbundeigenschaften verschlechtern sich in der Nähe von Querrissen, da dies die Kraftübertragung negativ beeinflußt. Die Länge der internen Risse ist dabei wichtig. In vielen Graphiken sind Vergleiche zwischen Versuch und Nachrechnung verschiedener Forscher dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Anwendung des Modells korrekt ist. Es ist möglich, das Modell auf das Stahlfließen zu erweitern, wenn folgendes berücksichtigt wird: Verminderung der bezogenen Rippenfläche, wegen der Zunahme der Querdehnung und des Umschnüreffektes des Beton in der plastischen Zone sowie Erhöhung der Zugringbeanspruchung wegen der Verschiebung des zerstörten Betonvolumens vor der Rippe. Betonstahl neigt oft im Gebrauchszustand bei Stabdurchmessern mit mehr als 16 mm zur Längsrißbildung. Dies gilt besonders für Betone mit höherer Festigkeit (größer als B45). Die bezogene Rippenfläche sollte daher auf 0,04 bis 0,06 beschränkt werden.
Ein mechanisches Modell zur Beschreibung des Verbundverhaltens zwischen Stahl und Beton im Gebrauchs- und Bruchzustand
Es wird ein Modell des Verbundverhaltens zwischen Stahl und Beton beschrieben. Die Kraftübertragung erfolgt dadurch, daß ein durch Zugkraft beanspruchter Stahlstab im Beton durch den Verbund einen Teil der Kraft in den Beton überträgt. Dabei ist folgendes wirksam: Haftung zwischen Stahloberfläche und Zementmörtel, Reibung zwischen Stahl und Beton sowie Verzahnung der Rippen aus Stahl mit dem umschließenden Beton. Vor der Rippe erfolgt ein Plastizieren des Betons. Die Verbundkraft breitet sich von den Rippen nach außen aus. Das Verhalten des Zugringes hängt von dem des Betons unter Zugbeanspruchung ab. Ein Verbundversagen kommt durch ein Versagen der Betonkonsole vor den Rippen oder Aufspalten des Zugringes. Die Zonen sind geometrisch dargestellt. In der plastischen Zone vor der Rippe ist die Betonspannung größer als die einachsige Druckfestigkeit des Betons, da der Beton durch die Betondeckung und den Stahlstab umschnürt wird. Weiter wird der elastische Verformungsanteil, der Zugring und der Einfluß der Querverformung des Stahls berücksichtigt. Die Stahldehung führt zur Verkleinerung des Stabradius. Zusammen mit einer Vergrößerung des Zugringradius führt dies zu einer Loslösung von dem Beton. Der Verbund wird mit steigender Stahldehnung weicher. Die Verbundeigenschaften verschlechtern sich in der Nähe von Querrissen, da dies die Kraftübertragung negativ beeinflußt. Die Länge der internen Risse ist dabei wichtig. In vielen Graphiken sind Vergleiche zwischen Versuch und Nachrechnung verschiedener Forscher dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Anwendung des Modells korrekt ist. Es ist möglich, das Modell auf das Stahlfließen zu erweitern, wenn folgendes berücksichtigt wird: Verminderung der bezogenen Rippenfläche, wegen der Zunahme der Querdehnung und des Umschnüreffektes des Beton in der plastischen Zone sowie Erhöhung der Zugringbeanspruchung wegen der Verschiebung des zerstörten Betonvolumens vor der Rippe. Betonstahl neigt oft im Gebrauchszustand bei Stabdurchmessern mit mehr als 16 mm zur Längsrißbildung. Dies gilt besonders für Betone mit höherer Festigkeit (größer als B45). Die bezogene Rippenfläche sollte daher auf 0,04 bis 0,06 beschränkt werden.
Ein mechanisches Modell zur Beschreibung des Verbundverhaltens zwischen Stahl und Beton im Gebrauchs- und Bruchzustand
A mechanical model for the description of the bond between reinforcing steel and concrete in serviceability limit state and ultimate limit state
Nguyen Tue (author) / Kurz, W. (author) / König, G. (author)
Bautechnik ; 74 ; 381-394
1997
14 Seiten, 31 Bilder, 25 Quellen
Article (Journal)
German
Ein mechanisches Modell zur Beschreibung des Verbundes zwischen Stahl und Beton
| UB Braunschweig | 1997