Methodik zur Untersuchung der Fasertragwirkung in querkraftbeanspruchten UHFB‐Biegeträgern

Abstrakt In dieser Arbeit wird eine neuartige, mechanisch begründete und experimentell validierte Methodik zur Bestimmung des Fasertraganteils in kritischen Schubrissen von UHFB‐Biegeträgern vorgestellt und die Anwendung anhand eigener Querkraftversuche an vorgespannten UHFB‐Balken mit Kompaktquerschnitt demonstriert. Mittels dreidimensionaler digitaler Bildkorrelation und „Automated Crack Detection and Measurement“ (ACDM) werden die Schubrissentwicklung erfasst und die Risskinematik bestimmt. Die lokale Rissöffnung, ermittelt aus Rissbreite und ‐gleitung, dient in Verbindung mit der invers bestimmten Nachrisszugspannungs‐Rissöffnungs‐Beziehung zur Berechnung der über den Riss übertragbaren Zugspannungen. Erstmals werden zusätzlich explizit die lokal verfügbaren, rissüberbrückenden Fasern über optoanalytisch bestimmte Fasergehalte und Faserorientierungsbeiwerte berücksichtigt. Die Auswertung eigener Querkraftversuche zeigt eine infolge Vorspannung verzögerte, mit steigender Belastung zunehmende Faseraktivierung. Die maximale Fasertragwirkung tritt bei ähnlicher Durchbiegung wie die Querkrafttragfähigkeit auf und wird für Versuche mit gleichem nominellen Fasergehalt in gleicher Größe ermittelt, was insbesondere die Plausibiltät der Methodik bestätigt. Die Methodik kann die Grundlage für eine mechanisch fundierte Weiterentwicklung der Querkraftbemessung von UHFB‐Biegeträgern bilden und ist prinzipiell auf andere faserverstärkte Betonbauteile und risserzeugende Beanspruchungszustände übertragbar.