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Weiterentwicklung von Bemessungs- und Konstruktionsregeln bei großen Stabdurchmessern (> Ø32 mm, B500) - Tragverhalten von Druckgliedern

Die Verwendung von Betonstählen mit großen Durchmessern ≥ Φ32 mm kann in baupraktischer Hinsicht aus mehreren Gründen sinnvoll sein. So lassen sich bei hoch bewehrten Konstruktionen, wie z. B. stark beanspruchten Fundamentplatten oder Stützen, signifikante Vereinfachungen in der Bewehrungsführung erzielen. Die Verwendung größerer Stabdurchmesser verringert die Anzahl der Bewehrungslagen und damit den Arbeitsaufwand beim Verlegen, vergrößert die statische Nutzhöhe und vereinfacht wegen der größeren Stababstände das Betonieren.

Durch die mit großen Stabdurchmessern vereinfachten Bewehrungsführungen kann auch der Bewehrungsgrad von einzelnen Bauelementen erhöht werden, sodass sich größere Tragfähigkeiten bei gleichen Abmessungen realisieren lassen. Insgesamt ist durch die Anwendung von Stabdurchmessern ≥ Φ32 mm eine erhebliche Weiterentwicklung der Stahlbetonbauweise zu erwarten.

Bei der Bemessung und konstruktiven Durchbildung von Druckgliedern werden in DIN EN 1992-1-1 Vorgaben z. B. hinsichtlich der Stützengeometrie und des Bewehrungsgrades gemacht. Die Verwendung von großen Stabdurchmessern kann dabei zu wirtschaftlicheren und ausführungstechnisch günstigeren Lösungen führen (bessere Betonierbarkeit). Außerdem kann der Stahltraganteil einer Stütze (maximaler Bewehrungsgehalt) vergrößert werden. Des Weiteren ist eine Umschnürungsbewehrung in Form von Bügeln notwendig, um ein frühzeitiges, seitliches Ausknicken der Betonstähle bei größeren Bügelabständen zu verhindern. Hierbei sind Stabdurchmesser und Bewehrungsgrad der Längsbewehrung die maßgebenden Eingangsgrößen zur Bestimmung der erforderlichen Bügelbewehrungsmenge und der Bügelabstände. Bei einer Längsbewehrung aus großen Stäben (≥Φ 32) fehlt eine Absicherung dieser Zusammenhänge durch Bauteilversuche. Von besonderer Bedeutung ist auch die Ausbildung von Druckstößen.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Klärung der offenen Fragen zur Bewehrungsführung und zu den Bemessungsregeln bei großen Betonstahldurchmessern Ø32 mm bis Ø40 mm. Als Ergebnis sollen abgesicherte Bemessungs- und Konstruktionsregeln für große Betonstahldurchmesser zur Verfügung stehen, die zur technischen und wirtschaftlichen Weiterentwicklung der Stahlbetonbauweise ganz generell sowie der Bewehrungstechnik im Speziellen beitragen.

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Förderdauer/Laufzeit: 2012 - 2014

Projektträger:

Das IGF-Vorhaben (16992N/1) des Gemeinschaftsausschusses Kaltformgebung e.V. (GRK) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Projektbeteiligte Forschungseinrichtungen:
Technische Universität Braunschweig
Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz
Prof. Dr.-Ing Martin Empelmann

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Lehrstuhl und Institut für Massivbau
Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger

Technische Universität Kaiserslautern
Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schnell

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Vincent Oettel

Veröffentlichungen:

  • Schoening, J.; Oettel, V.: Überprüfung der zusätzlichen Regeln für große Stabdurchmesser nach EC2 - Biegebauteile und Stützen. In: Betonwerk + Fertigteil-Technik (BFT) International (2016), Heft 2, S. 185-187.
  • Oettel, V.; Empelmann, M.: Überprüfung der zusätzlichen Regeln für ∅40 mm nach EC2  -  Teil 3: Druckglieder. In: Beton- und Stahlbetonbau 110 (2015), Heft 9, S. 598-608.
  • Hegger, J,; Schoening, J.; Schnell, J.; Schäfer, M.; Empelmann, M.; Oettel, V.: Weiterentwicklung von Bemessungs- und Konstruktionsregeln bei großen Stabdurchmessern (> 32 mm, B500). Abschlussbericht zum  IGF-Vorhaben 16992N/1, 2015. (Link)
  • Oettel, V.; Empelmann, M.: Concrete Elements Reinforced with Large Diameters - Part 3: Columns. In: Tagungsband zum fib Symposium 2015 Copenhagen, S. 114-115 (bzw. Long Paper auf USB-Stick), Kopenhagen, 2015.
  • Empelmann, M.; Oettel, V.; Kim, S.: Innovative Stützen für den Hochhausbau. In: Massivbau im Wandel, Festschrift zum 60. Geburtstag von Josef Hegger. S. 123-134, Ernst & Sohn, Berlin, 2014.
  • Empelmann, M.; Oettel, V.: Bewehrungstechniken nach EC2. In: beton 63 (10/2013), S. 386-387.

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