Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Wirtschaftliche Bemessungsansätze für Betonstahlverbundverankerungen und Übergreifungsstöße auf der Grundlage von faseroptisch instrumentierten Bauteilversuchen

Für die in Stahlbetonbauwerken erforderlichen Verankerungen und Übergreifungen der Bewehrung werden in der Baupraxis kurze Verankerungs- und Übergreifungslängen bevorzugt. Nach den aktuellen Regelwerken für Stahlbetontragwerke ergeben sich dagegen meist große Verankerungs- und Übergreifungslängen, die zu hohem Materialbedarf sowie zu einem erschwerten Einbringen und Verdichten des Betons führen. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von verbesserten Bemessungskonzepten für Verankerungen und Übergreifungen, die alle Anforderungen an die Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Wirtschaftlichkeit erfüllen. Im Rahmen des Forschungsprojektes sollen Tragreserven untersucht werden, die sich durch große Verankerungslängen, Teilstöße und statisch unbestimmte Lagerung ergeben. Zur Erarbeitung eines verbesserten Bemessungsansatzes für Verankerungen werden kontinuierliche Dehnungsmessungen mit faseroptischen Sensoren an Dehnkörpern durchgeführt. Parallel dazu werden Biegeversuche getestet, in denen die Unterschiede und die Tragreserven von Verankerungen und Übergreifungen untersucht werden. Die Versuchsergebnisse sollen anschließend eine vorhandene Datenbank ergänzen, die zur Überprüfung der bekannten Bemessungsansätze in den aktuellen Regelwerken genutzt wird. Aus den Ergebnissen der experimentellen und theoretischen Parameterstudien wird im Anschluss ein Vorschlag für die Bemessung reduzierter Verankerungs- und Übergreifungslängen abgeleitet. Die Ausführung der Verankerungen und Übergreifungen soll baupraktisch verbessert werden, sodass die Bewehrungskosten sowie der Ressourcenverbrauch gleichermaßen reduziert werden. Dadurch ergeben sich günstigere Randbedingungen für die im Bereich des Stahl- und Spannbetonbaus vorwiegend mittelständisch organisierte Bauwirtschaft. So stellt sich ein wirtschaftlicher Nutzen für zahlreiche am Bau beteiligte kleine und mittlere Unternehmen wie den Bauausführenden, den Tragwerksplanern und auch den Bauherren ein.

Ergebniszusammenfassung:

Mit faseroptischer Messtechnik, die seit Kurzem für Versuche an Stahlbetonbauteilen verfügbar ist, wurde überprüft inwieweit die Verankerungs- und Übergreifungslängen bei vollständiger Aktivierung ihrer Tragreserven beim Lastabtrag mitwirken, beziehungsweise inwieweit sie sich reduzieren lassen. Kürzere Verankerungs- und Übergreifungslängen bei einem höheren Stoßanteil ergeben Vorteile für Tragwerksplaner und Bauunternehmen sowohl bei der Planung als auch der Bauausführung. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden insgesamt 43 materialwissenschaftliche Versuche (TUM) sowie einfache Auszugversuche und 26 großformatige Bauteilversuche (RWTH) durchgeführt.

Der Ergebnistransfer in die Wirtschaft wird durch geplante Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, Vorstellung der Ergebnisse auf Fachkonferenzen und die Veröffentlichung im Internet auf den Webseiten der Institute sichergestellt. Auch eine Integration der Projektinhalte in die Lehre durch die Vergabe von Abschlussarbeiten war bereits wesentlicher Bestanteil des Ergebnistransfers. Die erweiterten Bemessungsmodelle gestatten es den KMU, bessere und wirtschaftlichere Lösungen für die verschiedensten Anwendungsgebiete anzubieten, wodurch zum einen die Wettbewerbsfähigkeit der KMUs gesteigert wird, zum anderen aber auch die Nachhaltigkeitsleistung der Stahlbetonbauweise verbessert wird.

Beide Antragsteller sind Mitglieder verschiedener Normenausschüsse und Herr Professor Hegger ist sowohl Obmann des Normenausschusses „Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton“ im DIN als auch Mitglied im europäischen Normgremium CEN/SC2/WG1. Eine direkte Ergebnisverwertung auf nationaler und europäischer Ebene ist somit sichergestellt, da die Ergebnisse unmittelbar in die Beratungen zum neuen Eurocode 2 eingebracht werden. Dadurch ist eine direkte Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis gegeben.