Stumpfstöße von Stahlbetonstützen mit hochfestem Betonstahl und großen Bewehrungsgraden

Im Hochhausbau stellen Stahlbetonstützen mit hohem Bewehrungsgrad und hochfesten Betonstählen aufgrund von wesentlichen Vorteilen in Herstellung und Kosten eine gute Alternative zu Stahl‐ und Verbundstützen dar. Ein bedeutendes Konstruktionselement dieses Stützentyps ist der Stumpfstoß aus Stahlplatte und Mörtelfuge, da gewöhnliche Übergreifungen der Bewehrungsstäbe oder Muffenstöße wegen hoher einhergehender Spaltzugkräfte nicht geeignet sind. Zur Untersuchung des Einflusses des Stumpfstoßes auf die Traglast der hochfesten Stahlbetonstützen wurde eine Versuchsserie mit 16 Prüfkörpern durchgeführt. Es zeigt sich, dass durch den Kontaktstoß der Bemessungswert der Streckgrenze des hochfesten Betonstahls überwunden werden kann, sofern der verwendete Beton eine ausreichende Verformungsfähigkeit aufweist. Bei einer Ausführung mit hoher Genauigkeit des Bewehrungskorbs sind kaum Lastumlagerungen zwischen Längsbewehrung und Beton im unmittelbaren Bereich des Stumpfstoßes zu erwarten. Insgesamt konnten entgegen vorangegangener Forschungsergebnisse keine negativen Auswirkungen aufgrund von Stumpfstößen festgestellt werden. Die bei hohen Bewehrungsgraden beobachteten frühzeitig auftretenden lokalen Abplatzungen der Betondeckung konnten auf die Verformung der angrenzenden Stahlplatten gegenüber der Prüfmaschine zurückgeführt werden.

In high‐rise construction, reinforced concrete columns with large reinforcement ratios and high‐strength reinforcing steels are a viable alternative to steel and composite columns due to their significant advantages in terms of production and costs. A key structural element of this type of column is the butt joint consisting of a steel plate and mortar layer, as conventional overlaps of the reinforcing bars or coupling splices are not suitable due to the high transverse tensile forces. To investigate the influence of the butt joint on the load‐bearing capacity of high‐strength reinforced concrete columns, a series of experiments was conducted using 16 test specimens. The results show that the design value of the yield strength of the high‐strength reinforcing steel can be exceeded through the contact joint, provided the concrete used has sufficient deformability. If the reinforcement cage is manufactured with high accuracy, hardly any redistribution between the longitudinal reinforcement and concrete in the immediate area of the butt joint is to be expected. Overall, contrary to previous research results, no negative effects due to butt joints were observed. Early occurrences of local spalling of the concrete cover observed at high reinforcement ratios could be attributed to the deformation of the steel plates adjacent to the testing machine.