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Schlanke vorgespannte Stützen aus UHPC – Experimentelle Untersuchung und Nachrechnung

Illich, Günther / Tue, Nguyen Viet / Freytag, Bernhard

Ultrahochfester Faserbeton ist aufgrund seiner hohen Druckfestigkeit und seiner Duktilität für den Einsatz in Druckgliedern besonders gut geeignet. Auch bei stark stabilitätsgefährdeten Stützen bringt UHPC große Vorteile, die durch zentrisches Vorspannen der Stützen nutzbar gemacht werden. Die Schlankheit solcher “Architekturstützen” kann bei gleichbleibender Traglast stark angehoben werden, was jedoch sehr bald mit dem Verlassen des normativ geregelten Bereichs einhergeht. Aus diesem Grund müssen die geltenden Bemessungsregeln auf deren Gültigkeit für solche Bauteile überprüft bzw. adaptiert werden. Der hier vorgestellte Beitrag zielt darauf ab, die grundlegenden Zusammenhänge des Tragverhaltens von im Spannbett vorgespannten Stützen aus UHPC mit unveränderlicher Lastausmitte umfassend darzulegen. Dies erfolgt über Bauteilversuche und deren nichtlineare Nachrechnung. Um die Bauteilduktilität beurteilen zu können, wird eine spezielle Regelungstechnik entwickelt, mit deren Hilfe die Versuche weit über die Traglast gefahren werden können. Die Nachrechnung erfolgt einerseits mit kommerzieller Software und andererseits mithilfe von eigenen Programmen, die auch die Simulation der Schwind‐ und Kriecheffekte zufriedenstellend ermöglichen.

Slender, prestressed high performance concrete columns – experimental investigation and calculation

The outstanding compression strength of Ultra high performance concrete makes this material perfectly apt for struts. Even columns with a high risk of buckling will benefit from UHPC, especially if they are centrically prestressed. The slenderness of such “Architectural Columns” can considerably increase without loss of load carrying capacity. Since that extended slenderness is far from fitting into the application field of the current design regulations, those have to be evaluated with respect to their suitability for such novel members. If required they should also be adapted.

This paper aims at the fundamental understanding of the load carrying behaviour of pre‐tensioned columns made of fibre reinforced UHPC under compression with the same load eccentricity at both ends. Therefore, full‐scale experiments and their recalculation are carried out. A reliable evaluation of the ductility of columns needs sufficient experimental results beyond the ultimate load. For this reason a special method of loading control was developed and applied. The recalculations are carried out by the use of commercial software and also with own software which makes sure that the consideration of creep and shrinkage works as desired.