Frühzeitiges Versagen bei hochfesten Stahlbetonstützen mit großen Stabdurchmessern

Der Einsatz hochfester Materialien im Stahlbetonbau ermöglicht die Herstellung schlanker Bauteile. Vor allem im Hochhausbau kann dadurch die Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes gesteigert werden, etwa durch die Erhöhung der Nutzflächen aufgrund schlanker Stützen. Untersuchungen aus der Vergangenheit dokumentierten hingegen ein frühzeitiges Bauteilversagen beim Einsatz von hochfestem Beton in Stahlbetonstützen. Vor allem bei zentrischem Druck kann die rechnerische Querschnittstragfähigkeit des Druckglieds aufgrund der Abplatzung der Betondeckung nicht erreicht werden. Diese Untersuchungen waren jedoch vom Bewehrungsgrad (≤ 6 %) und den verwendeten Stabdurchmessern (≤ 25 mm) stark begrenzt. Aus diesem Grund wurden an der TU Wien experimentelle Untersuchungen an hochfesten Stützen durchgeführt, welche in diesem Beitrag beschrieben werden. In zwei Versuchsserien wurde der Einfluss unterschiedlicher Stabdurchmesser (bis 63,5 mm), verschiedener Stahlgüten (B 550 und SAS 670/800) und der Einfluss der Dicke der Betondeckung untersucht. Des Weiteren beinhalten die Versuchsserien Untersuchungen an Stoßausführungen bei Ortbetonstützen und bei Fertigsteilstützen.

Early failure of high-strength concrete columns with large bar diameters
The use of high-strength materials in reinforced concrete constructions enables the manufacture of slender elements. This can increase the economic efficiency of a building, especially in high-rise construction, for example by increasing the usable living space due to slender columns. Studies from the past documented early component failure when using high-strength concrete in reinforced concrete columns. In the case of centrically compression the calculated cross-sectional load-bearing capacity of these compression member cannot be achieved due to the spalling of the concrete cover. However, these investigations were severely limited by the degree of reinforcement (≤ 6 %) and the bar diameters used (≤ 25 mm). For this reason, experimental investigations were carried out on high-strength columns at the TU Wien, which are described in this article. The influence of different bar diameters (up to 63.5 mm), different steel quality (B 550 and SAS 670/800) and the influence of the thickness of the concrete cover were examined in two test series. Furthermore, the test series includes investigations of joints from in-situ concrete columns as well as in precast columns.