Erweiterte Konstruktionsregeln für robuste Stahlbetonstützen

Der Trend zu “leichten”, filigranen und ressourceneffizienten Tragwerken führt zu einer zunehmenden Struktur- und Materialoptimierung im Bauwesen. Parallel dazu gibt es eine Zunahme von Naturgefahren und sonstigen Bedrohungssituationen. Die verminderten Umlagerungsmöglichkeiten in Kombination mit der steigenden Gefahr von unplanmäßigen Einwirkungen können zu einer unzureichenden Tragwerksrobustheit führen. Ein Versagen des Gesamttragwerks aufgrund von Teilschäden muss verhindert werden. Die Robustheit der maßgebenden Einzelbauteile ist dabei von wesentlicher Bedeutung. Bei Stahlbetonstützen kann besonders bei Einsatz hochfester Betone trotz Einhaltung derzeitiger Regelungen zur konstruktiven Durchbildung ein robustes Verhalten nicht in jedem Fall sichergestellt werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt zunächst unter Zuhilfenahme eines numerischen Stützenmodells das Tragverhalten sowie charakteristische Traganteile von Stahlbetonstützen. Ein praxisgerechtes mechanisches Modell wird vorgestellt, mit dem das Nachbruchverhalten von Stahlbetonstützen berechnet und die Robustheit bewertet werden kann. Anschließende Parameterstudien zeigen den Einfluss verschiedener Konstruktionsparameter auf die Robustheit und sind die Basis eines Diskussionsbeitrags für erste erweiterte Konstruktionsregeln für robuste Stahlbetonstützen.

Extended design rules for robust reinforced concrete columns
The trend towards lightweight, filigree and resource-efficient structures is leading to increasing structural and material optimization in civil engineering. Simultaneously, there is an increase of natural hazards and other threat situations. The reduced possibility of load redistribution in combination with the increasing risk of unplanned actions can lead to insufficient structural robustness. A failure of the entire structure due to partial failure must be prevented. The robustness of the decisive components is of major importance. For reinforced concrete columns, especially when using high-strength concrete, robust behaviour cannot be guaranteed in any case despite compliance with current regulations on structural design. This article describes the load-bearing behaviour and the load-bearing parts of reinforced concrete columns using a numerical model. A practical mechanical model is presented which allows the calculation of the post-cracking behaviour and thus the robustness of reinforced concrete columns. Following parameter studies show the influence of different parameters on the robustness and are the basis for the discussion of first extended design rules for robust reinforced concrete columns.