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Detailergebnis zu DOK-Nr. 74649

Ermüdung von vorwiegend auf Biegung beanspruchter Fahrbahnplatten (Forschungsprojekt AGB 2010/001)

Autoren	K. Thoma A. Kenel G. Borkowski
Sachgebiete	15.1 Belastungen und Belastungsannahmen

Zürich: Schweizerischer Verband der Straßen- und Verkehrsfachleute (VSS), 2019, 217 S., 277 B, 15 T, 47 Q, Anhang (Bundesamt für Straßen (Bern) H. 695)

Druckmembranspannungszustände in Stahlbetonbauteilen sind in der Tragwerksanalyse schwierig zu erfassen, da sie durch eine Behinderung der Dilatanz des zu untersuchenden Stahlbetonbauteils hervorgerufen werden. Mit den Methoden der Elastizitätstheorie können Membranspannungen in Stahlbetonbauteilen nur schlecht bestimmt werden, da diese vom Verformungszustand abhängen. Zudem müssen die Biege- und Membranplattensteifigkeiten zuverlässig abgebildet werden können, was bei kombinierter Beanspruchung durch Biegung und Normalkraft schwierig ist. Um erste Hinweise über den Einfluss von Druckmembranspannungszuständen auf die Ermüdungsbeanspruchung der Bewehrung zu gewinnen, wurden im Rahmen des Forschungsprojekts ein Ermüdungsbauteilversuch durchgeführt und die Versuchsresultate mithilfe von nichtlinearen FEM-Berechnungen analysiert. Zudem wurde eine Parameterstudie an einem Fallbeispiel und am Modell des Versuchsträgers durchgeführt, um mögliche Tragreserven zu identifizieren und den Einfluss wichtiger Parameter auf die Stahlspannungen und Spannungsamplituden aufzuzeigen. Insgesamt zeigen die nichtlinearen FEM-Analysen und der Bauteilversuch, dass Druckmembranspannungszustände das Ermüdungsverhalten von Stahlbeton-Fahrbahnplatten erheblich verbessern können. Weil der Druckmembranspannungszustand vom Verformungszustand abhängt, ist die rechnerische Bestimmung schwierig. Zudem sind wichtige Einflussfaktoren wie Langzeitbeanspruchungen generell noch wenig untersucht. Weiterführende Forschungsarbeiten sind erforderlich, bevor Regeln zur Anwendung von Druckmembranspannungszuständen im Rahmen von statischen Überprüfungen erarbeitet werden können.