Hochtemperaturverhalten von Beton- und Spannstählen

Einleitung und Problemstellung: Wesentliches Ziel der Forschung über das Brandverhalten von Bauwerken aus Stahlbeton und Spannbeton ist die zuverlässige Vorhersage der Tragfähigkeit. Diesem Ziel entsprechend wurde in den vergangenen Jahren das Verhalten der Werkstoffe Stahl und Beton unter hohen Temperaturen eingehend erforscht. Gemessen am Kenntnisstand über das Verhalten von Stahl und Beton ist das Wissen über das Zusammenwirken der beiden im Verbund bei hohen Temperaturen als gering zu bezeichnen. Aus der Literatur sind im wesentlichen nur Aussagen über die temperaturabhängige Entwicklung der Versagenslasten des Verbundes bekannt. Diese Ergebnisse stützen sich zumeist auf Versuchsdaten, die im wiedererkalteten Zustand gewonnen wurden. Will man jedoch das Verbundverhalten bei der Bemessung brandbeanspruchter Bauteile berücksichtigen, so sind hierfür Stoffgesetze erforderlich. Das Teilprojekt B 5 des Sonderforschungsbereichs 148 "Brandverhalten von Bauteilen" hatte zum Ziel, das Verbundverhalten einbetonierter Bewehrungsstäbe unter hohen Temperaturen systematisch zu untersuchen. Im ersten Untersuchungsabschnitt wurde anhand von zentrischen Ausziehversuchen das grundsätzliche Last-Verschiebungs-Verhalten von Betonrippenstählen untersucht. Anschließend wurden exzentrische Ausziehversuche durchgeführt, um die Grenzen zwischen Gleit- und Sprengbruch durch Veränderung zu studieren. Zusätzliche Untersuchungen an im Stahlbetonbau üblichen Verankerungsarten ergänzten diese Erkenntntsse. Aus diesen Versuchsergebnissen wurden dann Stoffgesetze abgeleitet, die als Grundlage zur rechnerischen Erfassung des temperaturabhängigen Verbundverhaltens dienen können. Parallel zu den Untersuchungen im Ausziehversuch wurden stationäre und instationäre Verbundkriechuntersuchungen durchgeführt.