Tragverhalten von Stahlfaserbeton

Von Yong-zhi Lin: In der vorliegenden Arbeit wurden zunächst experimentelle Untersuchungen an Stahlfaserbeton mit einem Fasergehalt von 0; 0,6 und 1,2 Vol.-% Stahlfasern (Wirex 0,6/40 und Dramix 0,8/60) unter zentrischer Druck-, Zug- und exzentrischer Druck- bzw. Biegebeanspruchung durchgeführt. Die Anisotropie von Stahlfaserbeton und die Festigkeits- und Verformungseigenschaften als Folge der Faserorientierung und der Herstellungsrichtung waren der Hauptgegenstand der experimentellen Untersuchungen. Auf der Grundlage einer wirklichkeitsnahen Verbundspannungs-Schlupfbeziehung für eine in die Matrix eingebettete Stahlfaser wurden Zugspannungs-Rißöffnungsbeziehungen von Stahlfaserbeton in Abhängigkeit von Fasergehalt und Faserorientierung berechnet, die dann in einer vereinfachten trilinearen Form zur Voraussage der maßabhängigen Biegezugfestigkeit und Bruchenergie von Biegebalken aus Stahlfaserbeton angesetzt wurden. Schließlich wurde ein Bemessungsverfahren für Stahlfaserbeton unter Berücksichtigung des Dauerstandsverhaltens entwickelt. Dazu wurden Druckspannungs-Dehnungsbeziehungen für die Biegedruckzone von Stahlfaserbeton unter Dauerstandbelastung näherungsweise aus den entsprechenden Verhalten von unbewehrtem Beton und aus den in statischen Druckversuchen erzielten Druckspannungs-Dehnungsbeziehungen von Stahlfaserbeton bei sehr langsamen Dehnungsraten abgeleitet und dann mit einer Parabel-Rechteck-Funktion in Anlehnung an DIN 1045 angenähert. Für das Dauerstandsverhalten in der Biegezugzone wurde eine trilineare Zugspannungs-Rißöffnungsbeziehung von Stahlfaserbeton mit dem Abminderungsfaktor 0,85 angesetzt. Darauf aufbauend wurden m-n-Interaktionsdiagramme für die Bemessung von Stahlfaserbeton in Abhängigkeit von Fasergehalt und Faserorientierung bzw. Bauteildicke berechnet.