Zum Tragverhalten von Rahmenknoten mit Stahlfaserbeton unter seismischer Belastung

Im Rahmen eines indisch-deutschen Kooperationsprojekts wurde das Tragverhalten von außen liegenden Rahmenknoten aus Stahlfaserbeton (SFB) unter zyklischer Belastung untersucht. Das Potenzial von SFB sollte zum einen genutzt werden, um zu hohe Bewehrungsgrade im Knoten zu verhindern und damit die Ausführung zu vereinfachen. Zum andern sollte die Umschnürungswirkung der Fasern für die Tragfähigkeit, Energiedissipation und Knotenintegrität herangezogen werden und eine alternative Bewehrungsführung zur Verschiebung des plastischen Gelenks in den Balken entwickelt werden.
Nach einer allgemeinen Einführung zum Knotentragverhalten und den Vorteilen der Verwendung von SFB werden einige der experimentellen Untersuchungen vorgestellt. Dabei wurde zunächst die Knotentragfähigkeit mit SFB untersucht, um darauf aufbauend den Knoten so auszulegen, dass ein Biegeversagen im Balken in einem bestimmten Abstand zum Stützenanschnitt erzielt wird. Die Versuchsergebnisse zeigen die günstige Auswirkung der Stahlfasern auf die Energiedissipation und die Knotenintegrität. Nachrechnungen der Versuche anhand numerischer Untersuchungen sowie einem Stabwerkmodell unter Ansatz der Restzugfestigkeit des Stahlfaserbetons zeigen eine gute Übereinstimmung im Hinblick auf Traglasten und Versagensmechanismen. Der Beitrag endet mit Empfehlungen zur Auslegung eines Rahmenknotens zur Verschiebung des plastischen Gelenks in den Balken.

Behaviour of FRC beam column joints under seismic loading
The present paper discusses the behaviour of fibre reinforced concrete (FRC) beam column joints under cyclic loading carried out as an Indian-German collaborative research project. To avoid reinforcement congestion in the joint region without compromising performance, FRC is found to be extremely potential. Addition of steel fibres would lead to improved strength, energy dissipation capacity and integrity inside the joint. Moreover an alternate reinforcement detailing has been developed to move the plastic hinge in the beam region. First, the positive effects of using FRC are discussed followed by the experimental studies. Strength of beam column joints using FRC was experimentally evaluated to ensure that they are strong enough to produce a failure in the beam at a predetermined distance away from the column face. The test results showed the beneficial effect of FRC on energy dissipation and joint integrity. Further, the results obtained from both numerical and analytical studies in terms of strength and failure mechanism are in good aggreement with those obtained from the experimental studies. The paper concludes with recommendations to design the beam column joint and to shift the plastic hinge in the beam region.