Shear Strength Models for Reinforced and Prestressed Concrete Members: Sachstand und Szenarien für die Anwendung in Deutschland

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e._V.

doi:10.5771/9783410657866

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wird ein mechanisches Biegeschubmodell für Balken ohne Querkraftbewehrung hergeleitet, das die Tragwirkungen aus direkter Druckstrebe, Druckzone, Rissprozesszone, Rissreibung und Dübelwirkung berücksichtigt. Auf Grundlage des mechanischen Modells wird ein vereinfachtes, geschlossen lösbares Modell basierend auf einer kritischen Rissbreite abgeleitet. Durch die Kopplung der Biegeschubtragfähigkeit mit den Biegerissbreiten kann der Einfluss von Längskräften konsistent innerhalb des Modells berücksichtigt werden. Der Vergleich des Modells mit Querkraftversuchen an Stahlbetonbalken, Spannbetonbalken und Balken unter Zugbeanspruchung zeigte eine sehr gute Übereinstimmung, sodass davon ausgegangen werden kann, dass alle maßgebenden Einflussparameter zutreffend berücksichtigt werden. Darüber hinaus wurde die Querkrafttragfähigkeit von Balken mit Querkraftbewehrung untersucht. Das Tragverhalten von Balken mit geringer Querkraftbewehrung ähnelt dem Tragverhalten von Balken ohne Querkraftbewehrung, wobei ein zusätzlicher Bügeltraganteil existiert. Bei höheren Querkraftbewehrungsgraden verhält sich der Balken entsprechend den Fachwerkmodellen mit variabler Druckstrebenneigung. Um diese Versagensmodi konsistent zu unterscheiden, wurde ein auf dem mechanischen Schubbewehrungsgrad basierendes Kriterium hergeleitet. Auf dieser Basis werden Querkraftbemessungsansätze für Neubauten und zur wirtschaftlichen Nachrechnung von Bestandsbauwerken erarbeitet. Die Teilsicherheitsbeiwerte der vorgeschlagenen Modelle wurden durch probabilistische Untersuchungen nach EN 1990 bestimmt. In dieser Arbeit wird daher ein nachvollziehbares Verfahren zur Bemessung und Nachrechnung von Bauteilen unter Querkraftbeanspruchung präsentiert. Nach Versuchsauswertungen zu urteilen ist zu erwarten, dass die vorgestellten Ansätze insbesondere für die Beurteilung von Bestandsbauwerken wie Brücken von Vorteil sein werden.

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Bibliographische Angaben

Auflage: 1/2018
Copyrightjahr: 2018
ISBN-Print: 978-3-410-65785-9
ISBN-Online: 978-3-410-65786-6
Verlag: DIN Media, Berlin
Reihe: DAfStb-Heft
Sprache: Englisch
Seiten: 179
Produkttyp: Sammelband

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. Kurzfassung Kein Zugriff
2. Abstract Kein Zugriff
3. Preface Kein Zugriff
4. Table of contents Kein Zugriff
5. Notations Kein Zugriff
1. 1.1 Motivation Kein Zugriff
2. 1.2 Goals of this thesis Kein Zugriff
1. 2.1 General Kein Zugriff
2. 2.2 Shear Transfer Actions Kein Zugriff
3. 2.3 Failure Modes of Concrete Beams under Shear Loads Kein Zugriff
4. 1. 2.4.1 General Kein Zugriff
  2. 2.4.2 Empirical shear strength models Kein Zugriff
  3. 2.4.3 Tooth or comb models Kein Zugriff
  4. 2.4.4 Models based on the capacity of the compression zone Kein Zugriff
  5. 2.4.5 Models based on fracture mechanics Kein Zugriff
  6. 2.4.7 Models based on longitudinal strains Kein Zugriff
5. 1. 2.5.1 General Kein Zugriff
  2. 2.5.2 Models based on plasticity theory Kein Zugriff
  3. 2.5.3 Truss models with concrete contribution Kein Zugriff
  4. 2.5.4 Softened truss models Kein Zugriff
1. 3.1 General Kein Zugriff
2. 3.2 Model by TUE ET AL. Kein Zugriff
3. 1. 3.3.1 General Kein Zugriff
  2. 3.3.2 Contribution of the inclined compressive force Vcc Kein Zugriff
  3. 3.3.3 Shear in the compression zone Vcs Kein Zugriff
  4. 3.3.4 Residual tensile stresses at the crack tip Kein Zugriff
  5. 3.3.5 Aggregate interlock Kein Zugriff
  6. 3.3.6 Dowel Action Kein Zugriff
  7. 3.3.7 Crack widths and longitudinal reinforcement stresses Kein Zugriff
  8. 3.3.8 Control section Kein Zugriff
4. 1. 3.4.1 General Kein Zugriff
  2. 3.4.2 Evaluation of shear tests Kein Zugriff
  3. 3.4.3 Evaluation of influence factors Kein Zugriff
5. 1. 3.5.1 General Critical Crack Width Model Kein Zugriff
  2. 3.5.2 Simplified Critical Crack Width Model for RC beams without axial forces Kein Zugriff
  3. 3.5.3 Simplified Critical Crack Width Model for beams in compression Kein Zugriff
  4. 3.5.4 Simplified Critical Crack Width Model for beams in tension Kein Zugriff
  5. 3.5.5 Minimum flexural shear capacity for design according to the Critical Crack Width Model Kein Zugriff
  6. 3.5.6 Design equations based on the Simplified Critical Crack Width Model Kein Zugriff
6. 3.6 Mechanical Model for Prestressed I-Beams without Flexural Cracking Kein Zugriff
7. 3.7 Summary Kein Zugriff
1. 4.1 General Kein Zugriff
2. 4.2 Background Kein Zugriff
3. 1. 4.3.1 Influence of the concrete strength Kein Zugriff
  2. 4.3.2 Influence of the aggregate size Kein Zugriff
4. 1. 4.4.1 General approach Kein Zugriff
  2. 4.4.2 Approximation of ξ for members in compression (option 1) Kein Zugriff
  3. 4.4.3 Approximation of ξ for members in compression (option 2) Kein Zugriff
  4. 4.4.4 Approximation of ξ for members in tension Kein Zugriff
  5. 4.4.5 Summary Kein Zugriff
5. 4.5 Influence of the Size Effect Kein Zugriff
6. 4.6 Influence of the Shear Slenderness Kein Zugriff
7. 1. 4.7.1 General Kein Zugriff
  2. 4.7.2 Single span RC beams under UDL Kein Zugriff
  3. 4.7.3 Continuous RC beams under uniformly distributed loads Kein Zugriff
8. 4.8 Influence of the Cross-Section Geometry Kein Zugriff
9. 4.9 Compendium of Equations Kein Zugriff
10. 4.10 Summary Kein Zugriff
1. 5.1 General Kein Zugriff
2. 5.2 Theoretical Background Kein Zugriff
3. 5.3 Concrete Contribution Kein Zugriff
4. 1. 5.4.1 General Kein Zugriff
  2. 5.4.2 Definition of the shear crack angle βr for design Kein Zugriff
  3. 5.4.3 Definition of the shear crack angle βr for assessment Kein Zugriff
5. 5.5 Consistent Transition to a Truss Model with a Variable Strut Inclination Kein Zugriff
6. 5.6 Capacity of the Concrete Strut Kein Zugriff
7. 5.7 Minimum Shear Reinforcement Ratio Kein Zugriff
8. 1. 5.8.1 General Kein Zugriff
  2. 5.8.2 Procedure for the design of new structures Kein Zugriff
  3. 5.8.3 Procedure for the assessment of existing structures Kein Zugriff
9. 5.9 Summary and Conclusion Kein Zugriff
1. 6.1 General Kein Zugriff
2. 1. 6.2.1 Evaluation of tests on beams without shear reinforcement Kein Zugriff
  2. 6.2.2 Evaluation of tests on beams with shear reinforcement Kein Zugriff
3. 1. 6.3.1 Introduction Kein Zugriff
  2. 6.3.2 Simplified Critical Crack Width Model for beams without shear reinforcement Kein Zugriff
  3. 6.3.3 Semi empirical approach for beams without shear reinforcement Kein Zugriff
  4. 6.3.4 Partial safety factors for beams with shear reinforcement Kein Zugriff
4. 6.4 Summary and Conclusions Kein Zugriff
1. 7.1 Summary Kein Zugriff
2. 7.2 Future Work Kein Zugriff
References Kein Zugriff Seiten 149 - 160
Verzeichnis der in der Schriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton – DAfStb – seit 1945 erschienenen Hefte Kein Zugriff Seiten 161 - 176

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