Zum Verbund von Stahlbeton und Stahlfaserbeton bei Beachtung des Arbeitsprinzips

Lorenz, Paul

dc.date.accessioned	2022-06-01T12:59:21Z
dc.date.available	2022-06-01T12:59:21Z
dc.date.issued	2022
dc.identifier	doi:10.17170/kobra-202204266094
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/123456789/13887
dc.description	Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2022	ger
dc.language.iso	ger	ger
dc.publisher	kassel university press
dc.rights	Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/	*
dc.subject	Verbund	ger
dc.subject	Stahlbeton	ger
dc.subject	Stahlfaserbeton	ger
dc.subject	Energie	ger
dc.subject	Rissbreite	ger
dc.subject.ddc	660
dc.title	Zum Verbund von Stahlbeton und Stahlfaserbeton bei Beachtung des Arbeitsprinzips	ger
dc.type	Buch
dcterms.abstract	Das Verbundverhalten zwischen Beton und Betonstahl hat einen maßgebenden Einfluss auf das Tragverhaltens von Stahlbeton. Ein grundlegender Schritt hierzu gelang seinerzeit mit der Formulierung der Differentialgleichung des verschieblichen Verbundes (DGL). Diese erfordert eine Beziehung zwischen der ertragbaren lokalen Verbundspannung bei stattfindender Relativbewegung (Schlupf) zwischen Stahl und Beton. Diese Beziehung ist von geometrischen und materialbehafteten Faktoren abhängig. Somit werden zunächst grundlegende Zusammenhänge zu Stahl und Beton sowie dem Verbundverhalten zwischen beiden zusammengetragen und die Einflüsse einzelner Parameter dargestellt. Zur Auflösung der DGL werden analytische Lösungen von trivialen Verbundspannung-Schlupf-Beziehungen dargestellt. Unter Nutzung einer energiebasierten Erweiterung der DGL wird ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Verbundspannung-Schlupf-Beziehung und dem Schlupf (bzw. Rissbreite) sowie der Kraft an der Lasteinleitung (bzw. in der Bewehrung im Riss) hergestellt. Es wird gezeigt, dass diese Erweiterung zur Beschreibung des Erstrisses und des abgeschlossenen Rissbildes für Stahlbeton und Stahlfaserbeton unabhängig von der Festigkeitsklasse angewendet werden kann und dass nicht nur die Form der Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung, sondern das Integral unterhalb dieser Beziehung also eine Einheitsverbundarbeit maßgeblich den Schlupf und die Kraft an der Lasteinleitung beeinflussen. Zur Beschreibung der Zusammenhänge entlang der Verbundlänge ist es aber weiterhin erforderlich die Differentialgleichung zu lösen. Weiterhin werden Versuche zum Verbundverhalten von stahlfaserverstärktem Ultrahochleistungsbeton (UHPC) bei diversen Betondeckungen, Verbundlängen sowie Versagensformen dargestellt. Es zeigt sich, dass aktuell nur eine sehr begrenzte verwertbare Datenmenge zur Verfügung steht. Mit Hilfe einer numerischen Inverssuche wird gezeigt, dass es möglich ist eine gültige Verbundspannung-Schlupf-Beziehung aus Versuchsdaten zu ermitteln, wenn hierfür der energetische Verbundansatz genutzt wird. Dafür sind Schlupf und Dehnungswerte an der Lasteinleitung ausreichend. Da Spalten eine dominante Rolle beim Stabstahlverbund einnimmt, wird ein analytisches Modell vorgestellt, welches Zugspannungen und Rissöffnung im Spaltriss zur Herleitung einer Verbundspannung-Schlupf-Beziehung berücksichtigt. Abschließend werden Empfehlungen für die Bemessungspraxis für stahlfaserbewehrten Ultrahochleistungsbeton vorgestellt.	ger
dcterms.abstract	The bond behavior between steel and concrete has a massive impact on the loadbearing behavior of reinforced concrete structures. A fundamental step was done in finding the differential equation of bond (DGL) according to local bond stress and slip. It needs a bond stress-slip behavior which is a relationship between the local bond stress and the slip between steel and concrete. It is important to consider that this relationship is highly affected by geometrical and material parameters. Therefore, basic parameters and their influence on bond behavior are presented. Some solutions of the DGL for trivial relevant bond stress-slip functions are shown. Using an energy-based extension of the DGL it is clearly shown that there is an explicit relationship between the bond stress-slip behavior and the slip and force at the point of load transfer at the rebar or the crack. It is clearly shown that the energy-based extension can be used to describe the formation of first cracks and in the final crack state for reinforced concrete structures with or without steel fibers and even for different strength classes of concrete. To describe the relationship between the force and the slip (crack opening) not only the shape of the bond stress-slip function is important, it’s the integral of the area below the curve. To describe the bond behavior among the bond length, it is still important to solve the DGL of bond. Experiments for steel fiber reinforced ultra-high-performance concrete according to combinations of concrete cover, bond length and failure type are presented. Obviously, there is still a gap of significant experimental data. Using the energy-based extensions and a numerical reverse search the author could find some bond stress-slip behaviors which were valid for specific combinations of concrete cover and bond length. As measured values only the slips and the strains at the load transferring point (beginning of bond length) where sufficient. Due to the fact, that splitting of concrete cover has a huge impact on the bond behavior an analytical model is presented. It can be used to find a local bond stress-slip curve considering the crack opening and the stress inside a splitting crack Finally, suggestions were given for determining the anchorage length and lap length of rebars used in steel fiber reinforced ultra-high-performance concrete.	eng
dcterms.accessRights	open access
dcterms.creator	Lorenz, Paul
dcterms.dateAccepted	2022-02-18
dcterms.extent	XIII, 172, A1-62, A2-2, A3-4; A4-24, A5-4 Seiten
dc.contributor.corporatename	Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen
dc.contributor.referee	Fehling, Ekkehard (Prof. Dr.)
dc.contributor.referee	Leutbecher, Thorsten (Prof. Dr.)
dc.publisher.place	Kassel
dc.relation.isbn	978-3-7376-1047-6
dc.subject.swd	Verbundverhalten	ger
dc.subject.swd	Stahlbeton	ger
dc.subject.swd	Stahlfaserbeton	ger
dc.subject.swd	Energie	ger
dc.subject.swd	Rissausbreitung	ger
dc.type.version	publishedVersion
dcterms.source.series	Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau - Structural Materials and Engineering Series
dcterms.source.volume	Heft 37
kup.iskup	true
kup.price	49,00
kup.series	Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau - Structural Materials and Engineering Series
kup.subject	Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin
kup.typ	Dissertation
kup.institution	FB 14 / Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen
kup.binding	Softcover
kup.size	DIN A4
ubks.epflicht	true