Monolithische Balken und vorgespannte Segmentbauteile aus UHPC unter Torsions- und kombinierter Biege- , Querkraft- und Torsionsbeanspruchung.

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Martin Empelmann
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2010 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 157210662

• Final Report Year: 2014

Final Report Abstract

Im Rahmen des Forschungsvorhabens zum Last-Verformungs-Verhalten von dünnwandigen monolithischen und segmentären Balken mit Hohlkastenquerschnitt aus UHPFRC unter Torsion sowie kombinierter Beanspruchung aus Vorspannung, Biegung, Querkraft und Torsion wurde zunächst die Zugstrebentragfähigkeit von monolithischen Balken mit Hohlkastenquerschnitt unter reiner Torsionsbeanspruchung untersucht (Versuchskörper V0 – V5). Auf Basis der erzielten Ergebnisse wurden für faser- und kombibewehrte Balken unter Torsionsbeanspruchung Bemessungsgleichungen, ein Ansatz zur Berücksichtigung des Stahlfasertraganteils bei der Mindesttorsionsbewehrung und Konstruktionsregeln entwickelt. Mit Hilfe der Untersuchungsergebnisse zur Druckstrebentragfähigkeit bei extern vorgespannten monolithischen und segmentären Balken mit Hohlkastenquerschnitt unter reiner Torsion (Versuchskörper V6 – V8) konnte für den verwendeten UHPFRC mit 1,25 Vol.-% Stahlfasern der Abminderungsfaktor v der einaxialen Druckfestigkeit abgeleitet und die Übertragbarkeit der Bemessungsgleichung für Hohlkastenquerschnitte mit einseitiger Wandbewehrung aus UHPFRC aufgezeigt werden. Ferner ergaben die Versuche zur Druckstrebentragfähigkeit bei kombinierter Beanspruchung aus Torsion, Biegung und Querkraft an extern vorgespannten monolithischen und segmentären Balken mit Hohlkastenquerschnitt (Versuchskörper V9 und V10), dass die lineare Interaktionsbedingung für die kombinierte Beanspruchung aus Querkraft und Torsion der DIN EN 1992-1-1 in guter Näherung auch für monolithische und segmentäre Balken mit Hohlkastenquerschnitt aus UHPFRC gilt.

Publications

• UHPFRC Box Girders under Torsion. In: Schmidt, M. et al. (Ed.): Ultra-High Performance Concrete and Nanotechnology in Construction. Proc. of Hipermat 2012 - 3rd International Symposium on UHPC and Nanotechnology for High Performance Construction Materials. University of Kassel, March 07-09, 2012 (Structural Materials and Engineering Series, 19), pp. 517–524, kassel university press, Kassel, 2012
  Empelmann, Martin; Oettel, Vincent
  
• Ultrahochfester Beton unter Torsionsbeanspruchung. In: iBMB Kurzbericht aus der Forschung, 2012
  Empelmann, Martin; Oettel, Vincent
  
• Faserbeton unter Torsionsbeanspruchung. In: Breitenbücher, R.; Mark, P. (Ed.): DAfStb-Forschungskolloquium. Beiträge zum 54. Forschungskolloquium, Doktorandensymposium. 1. DAfStb-Jahrestagung. Bochum, 07./08. November 2013, pp. 315–320, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V., Berlin, 2013
  Oettel, Vincent
  
• Feinprofilierte UHPFRC-Trockenfugen für Segmentbauteile. In: Beton- und Stahlbetonbau 108 (7), pp. 487–495, 2013
  Oettel, Vincent; Empelmann, Martin
  (See online at https://doi.org/10.1002/best.201300024)
• Druckstrebentragfähigkeit von vorgespannten UHPFRC-Hohlkästen unter Torsion und kombinierter Beanspruchung. In: Beton- und Stahlbetonbau 109 (3), pp. 182–192, 2014
  Oettel, Vincent; Empelmann, Martin
  (See online at https://doi.org/10.1002/best.201300061)
• UHPFRC-Balken mit Hohlkastenquerschnitt in monolithischer und segmentärer Bauweise. In: Kongressband 58. BetonTage, Ulm, 2014
  Empelmann, Martin; Oettel, Vincent