Shear tests on uniformly loaded RC beams without stirrups
Autor: Daniel Konradi
Sprache: Englisch
Kurzfassung
Obwohl in der Vergangenheit schon hunderte von theoretischen und experimentellen Arbeiten zum Schubtragverhalten von Stahlbeton erstellt wurden, fehlt es nach wie vor an einem allgemein akzeptierten mechanischen Modell zur Beschreibung desselben für Bauteile ohne Querkraftbewehrung. Die vorhandenen Modelle basieren auf einer limitierten Versuchsbasis, weil die meisten Versuche, die in der Literatur gefunden werden können, relativ klein und im allgemeinen einfache Balken mit Einzellasten sind. Dies widerspiegelt in keinster Weise die bestehenden Strukturen. Trotzdem haben die vorhanden Modelle Eingang in die Normen gefunden und werden auch zur Berechnung von grossen Bauwerken mit komplizierten Lastkombinationen verwendet. Ein Vergleich von Versuchsergebnissen mit theoretischen Modellen zeigt dann auch eine Diskrepanz zwischen experimentellen und theoretischen Bruchlasten und das Fehlen einer ausreichend grossen Versuchsbasis, insbesondere von grossen Versuchskörpern unter Gleichlast. Im Zuge dieser Masterarbeit werden deshalb zwei Gleichlastversuche an einfach gelagerten, zehn Meter langen Stahlbetonbalken ohne Querkraftbewehrung durchgeführt. Die beiden Versuchskörper unterschieden sich ausschliesslich im Bewehrungsgehalt und der Betoncharge. Eine detaillierte Beschreibung des Versuchsaufbaus, der Versuchskörper, des Versuchsablaufs und der Versuchsergebnisse sind ebenfalls Bestandteil der Arbeit, wie auch theoretische Untersuchungen bezüglich des Schubwiderstandes von einfach gelagerten Balken unter Gleichlast. Dafür werden diverse Modellvorstellungen zur Schubkraftübertragung und deren Implementierung in Normen angewandt, verglichen und interpretiert. Zudem werden die Versuchskörper mit der kommerziellen Finiten Elemente Software ATENA modelliert und berechnet. Es kann gezeigt werden, dass eine gute Übereinstimmung zwischen den durchgeführten Versuchen und einer kürzlich veröffentlichten Modellvorstellung besteht, welche die Schubübertragung mit Betonzähnen modelliert. Alle theoretisch ermittelten Bruchlasten sowie die Bruchlasten aus den FEM Analysen sind höher als die experimentell ermittelten Bruchlasten. Die Abweichungen der Bruchlasten liegen jedoch alle in einem Bereich von ca. 20 %.
