Versuchsreihe P04 – Versuche mit Übergreifungsstoß im Eck

Für die Versuchskörper der Versuchsreihe P04 wurden die Stäbe der Biegezugbeweh-rung direkt im Eck gestoßen. Die BewehBiegezugbeweh-rungsplanung ist in Abbildung 115 und Abbildung 116 dargestellt.

In Abbildung 360 sind die Pressenkraft und das Anschnittsmoment der drei Versuche aus Serie P04 über der Verschiebung des Seilwegaufnehmers aufgetragen. Die detaillierte Beschreibung der einzelnen Versuche erfolgt in den drei nachfolgenden Unterkapiteln.

Aus den beiden Darstellungen ist ersichtlich, dass die jeweiligen Belastungskurven der drei Versuche sehr ähnlich verlaufen und die Ergebnisse daher wenig streuen. Die Höchstlasten liegen mit 119.2 kN (P04-01), 119.9 kN (P04-02) und 121.1 kN (P04-03) sehr nahe beieinander. Die detaillierten Ergebnisse der Versuchsserie sind in Tabelle 29 zusammengefasst.

Abbildung 360: Kraft-Verschiebungs-Kurve (links) und Momenten-Verschiebungs-Kurve (rechts) der Versuche aus Serie P04.

309 InnovREckBew Versuch P04-01

Abbildung 361 zeigt links den Verlauf der Kraft-Verschiebungs-Kurve von Versuch P04-01 und rechts den Verlauf des Momentes über dem Weg des Seilwegaufnehmers.

Abbildung 361: Kraft-Verschiebungs-Kurve (links) und Momenten-Verschiebungs-Kurve (rechts) von Versuch P04-01.

Bei diesem Versuch begann ab einer Last von etwa 10 kN der Übergang der Kraft-Verschiebungs-Kurve in den gerissenen Zustand. Bei der ersten Laststufe von 30 kN stellte sich der größte Riss auf der Tragwerkseite mit einer maximalen Rissweite von 0.083 mm ein. Auf der Lagerseite wurde der größte Riss mit 0.162 mm Rissweite im Bereich der Arbeitsfuge gemessen. Auf der Laststufe 2 wurden bei 60 kN auf der Trag-werkseite Risse mit bis zu 0.280 mm dokumentiert, siehe Abbildung 362 und Abbildung 370. Die größte Rissweite auf der Lagerseite stellte sich auf dieser Laststufe mit 0.254 mm ein. Damit wurden bis zur zweiten Laststufe die größten Risse auf der Tragwerkseite dokumentiert. Abbildung 363 und Abbildung 370 zeigen das Rissbild der Lagerseite. Bis zu einer Last von etwa 105 kN blieb die Steifigkeit annähernd konstant, bis die Beweh-rung zu fließen begann. Anschließend nahm die Steifigkeit ab, was jeweils mit einer star-ken Öffnung eines konzentrierten Biegerisses am Stoßende einherging, siehe Abbildung 371. Mit einer Last von 119.2 kN wurde bei einem Weg von 61.3 mm die maximale Belas-tung erreicht. Nach dem Überschreiten der Maximallast schnürte sich parallel zur stetigen Öffnung der Biegerisse die Druckzone zusehends ein, bis sie schließlich versagte. Dieses sekundäre Biegedruckversagen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung ins Fließen gerät, bevor die Druckzone versagt. Das beginnende Druckzonenversagen ist in Abbildung 364 dokumentiert, Abbildung 365 zeigt die Druckzone nach dem Versagen.

Das Versagen ging mit der Bildung eines maßgebenden Biegerisses ausgehend vom Stoßende einher. Die Stöße öffneten sich und zwischen den ursprünglich parallel

gesto-310 InnovREckBew ßenen Bewehrungsstäben entstand die in Abbildung 366 und Abbildung 367 dargestellte Winkelöffnung. Im Verlauf der weiteren Verformungszunahme wurde am Stoßende die Betondeckung abgesprengt. Die Verformung nahm dann bis zu einem Weg von 225.1 mm kontinuierlich zu.

Abbildung 362: P04-01 Rissbild Tragwerksei-te (F = 60 kN).

Abbildung 363: P04-01 Rissbild Lagerseite (F = 60 kN).

Abbildung 364: P04-01 Druckzone kurz vor dem Versagen.

Abbildung 365: P04-01 Druckzone nach dem Versagen.

Abbildung 366: P04-01 Biegezugbereich nach dem Versagen.

Abbildung 367: P04-01 Verdrehung des Bewehrungsstoßes.

Wie Abbildung 361 zeigt, kam die Bewehrung auf der Tragwerkseite vor dem Erreichen der Maximallast ins Fließen. Der Fließeintritt ist durch den Neigungswechsel der Deh-nungs-Verschiebungs-Kurven gekennzeichnet. Die Dehnungsmessstreifen auf der Trag-werkseite lieferten bis nach dem Erreichen der Maximallast sinnvolle Ergebnisse. Die Bewehrung auf der Lagerseite kam nicht ins Fließen. Vorher öffneten sich die Risse auf der Tragwerkseite überproportional. Die größten Dehnungen wurden von DMS 1 und DMS 2 auf der Tragwerkseite gemessen.

Die maßgebenden Steifigkeiten der Versuchskurve sind in Abbildung 368 links dargestellt.

Die Steifigkeit im ungerissenen Zustand betrug dabei etwa 14.16 kN/mm. Im gerissenen Zustand stellte sich die Steifigkeit mit etwa 3.63 kN/mm ein und fiel im Nachbruch auf etwa -0.07 kN/mm ab.

311 InnovREckBew Abbildung 368: Steifigkeiten (links) und Rissweiten (rechts) von Versuch P04-01.

In Abbildung 368 wird in der rechten Darstellung die Entwicklung der Rissweiten der Last-Verschiebungskurve gegenübergestellt. Die aus den Messungen des optischen Systems ARAMIS gewonnen Daten sind in der Bildserie von Abbildung 369 bis Abbildung 373 dargestellt. Dabei ist die Entwicklung der Rissweiten bei Laststufe 1, Laststufe 2, beim Erreichen der Höchstlast, während des Versagens und am Versuchsende dargestellt. Die größte Rissweite erreichte Riss 2, welcher sich auf der Tragwerkseite ausgehend von der Zugzone zum Anschnitt hin ausbildete. Bei Höchstlast war Riss 2 2.664 mm geöffnet. Auf der Lagerseite erreichte der im Bereich des Stoßendes lokalisierte Riss 7 bei Höchstlast eine Rissweite von 2.637 mm. Bis zur zweiten Laststufe entstanden ausgehend von der Zugzone Biegerisse mit gleichmäßiger Verteilung entlang beider Schenkel. Die Dehnun-gen konzentrierten sich von Beginn der Belastung an im Bereich der Stoßenden des Übergreifungsstoßes. Die größten Dehnungen traten dabei auf der Lagerseite im Bereich des Stoßendes in den Rissen 6 und 7 auf. Auf der Tragwerkseite traten die größten Deh-nungen in den Rissen 1 und 2 auf, welche ebenfalls am Ende des Stoßes lokalisiert wa-ren. Mit fortschreitendem Pressenweg öffneten sich die Risse weiter. Ausgehend von der Zugzone entwickelte sich Riss 1 in Richtung einspringender Ecke und führte zur fort-schreitenden Einschnürung der Druckzone. Gleichzeitig wurde durch das Öffnen des Übergreifungsstoßes die Betondeckung im Bereich des Stoßendes abgesprengt. Die Risse 2 und 3 vereinigten sich mit Riss 1 und führten schließlich zum Versagen. Nach dem Überschreiten der Höchstlast versagte die Druckzone tragwerkseitig und es entwi-ckelte sich auch hier ein Delaminationsriss entlang der Bewehrung auf der Druckseite der Tragwerkseite. Die Rissverläufe auf der Lagerseite waren analog zur Tragwerkseite, jedoch trat das Versagen schließlich tragwerkseitig ein. Abbildung 368 zeigt, dass sich vor allem Riss 1 und mit fortscheitendem Pressenweg auch Riss 2 stark öffneten.

312 InnovREckBew Abbildung 369: P04-01 ARAMIS-Rissbild bei Laststufe 1 (F = 30 kN).

Abbildung 370: P04-01 ARAMIS-Rissbild bei Laststufe 2 (F = 60 kN).

Abbildung 371: P04-01 ARAMIS-Rissbild bei Höchstlast.

313 InnovREckBew Abbildung 372: P04-01 ARAMIS-Rissbild während des Versagens.

Abbildung 373: P04-01 ARAMIS-Rissbild am Versuchsende.

Versuch P04-02

Abbildung 374 zeigt links den Verlauf der Kraft-Verschiebungs-Kurve von Versuch P04-02 und rechts den Verlauf des Momentes über dem Weg des Seilwegaufnehmers.

Bei diesem Versuch begann ab einer Last von etwa 10 kN der Übergang der Kraft-Verschiebungs-Kurve in den gerissenen Zustand. Bei der ersten Laststufe von 30 kN stellte sich der größte Riss auf der Tragwerkseite mit einer maximalen Rissweite von 0.093 mm am Stoßende ein. Auf der Lagerseite wurde der größte Riss mit 0.096 mm Rissweite im Bereich des Stoßendes gemessen. Auf der Laststufe 2 wurden bei 60 kN auf der Tragwerkseite Risse mit bis zu 0.288 mm dokumentiert, siehe Abbildung 375 und Abbildung 383. Die größte Rissweite auf der Lagerseite stellte sich auf dieser Laststufe mit 0.281 mm ein. Damit wurden bis zur zweiten Laststufe die größten Risse auf der

314 InnovREckBew Tragwerkseite dokumentiert. Abbildung 376 und Abbildung 383 zeigen das Rissbild der Lagerseite. Bis zu einer Last von etwa 105 kN blieb die Steifigkeit annähernd konstant, bis die Bewehrung zu fließen begann. Anschließend nahm die Steifigkeit ab, was jeweils mit einer starken Öffnung eines konzentrierten Biegerisses am Stoßende einherging, siehe Abbildung 384. Mit einer Last von 119.9 kN wurde bei einem Weg von 63.3 mm die ma-ximale Belastung erreicht. Nach dem Überschreiten der Maximallast schnürte sich parallel zur stetigen Öffnung der Biegerisse die Druckzone zusehends ein, bis sie schließlich versagte. Dieses sekundäre Biegedruckversagen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung ins Fließen gerät, bevor die Druckzone versagt.

Abbildung 374: Kraft-Verschiebungs-Kurve (links) und Momenten-Verschiebungs-Kurve (rechts) von Versuch P04-02.

Das beginnende Druckzonenversagen ist in Abbildung 377 dokumentiert, Abbildung 378 zeigt die Druckzone nach dem Versagen. Das Versagen ging mit der Bildung eines maß-gebenden Biegerisses ausgehend vom Stoßende einher. Die Stöße öffneten sich und zwischen den ursprünglich parallel gestoßenen Bewehrungsstäben entstand die in Abbil-dung 380 und AbbilAbbil-dung 386 dargestellte Winkelöffnung. Im Verlauf der weiteren Verfor-mungszunahme wurde am Stoßende die Betondeckung abgesprengt. Die Verformung nahm bis zu einem Weg von 196.3 mm kontinuierlich zu.

Abbildung 375: P04-02 Rissbild Tragwerksei-te (F = 60 kN).

Abbildung 376: P04-02 Rissbild Lagerseite (F = 60 kN).

Wie Abbildung 374 zeigt, kam die Bewehrung auf der Tragwerkseite vor dem Erreichen der Maximallast ins Fließen. Der Fließeintritt ist durch den Neigungswechsel der

Deh-315 InnovREckBew nungs-Verschiebungs-Kurven gekennzeichnet. Die Dehnungsmessstreifen auf der Trag-werkseite lieferten bis nach dem Fließentritt sinnvolle Ergebnisse. Die Bewehrung auf der Lagerseite kam nicht ins Fließen. Vorher öffneten sich die Risse auf der Tragwerkseite überproportional. Die größten Dehnungen wurden von DMS 1 und DMS 2 auf der Trag-werkseite gemessen.

Abbildung 377: P04-02 Druckzone beim Versagen.

Abbildung 378: P04-02 Druckzone nach dem Versagen.

Abbildung 379: P04-02 Verdrehung des Übergreifungsstoßes.

Abbildung 380: P04-02 Biegeriss nach dem Versagen.

Die maßgebenden Steifigkeiten der Versuchskurve sind in Abbildung 381 links dargestellt.

Die Steifigkeit im ungerissenen Zustand betrug dabei etwa 14.42 kN/mm. Im gerissenen Zustand stellte sich die Steifigkeit mit etwa 3.63 kN/mm ein und fiel im Nachbruch auf etwa -0.04 kN/mm ab.

In Abbildung 381 wird in der rechten Darstellung die Entwicklung der Rissweiten der Last-Verschiebungskurve gegenübergestellt. Die aus den Messungen des optischen Systems

316 InnovREckBew ARAMIS gewonnen Daten sind in der Bildserie von Abbildung 382 bis Abbildung 386 dargestellt. Dabei ist die Entwicklung der Rissweiten bei Laststufe 1, Laststufe 2, beim Erreichen der Höchstlast, während des Versagens und am Versuchsende dargestellt. Die größte Rissweite erreichte dabei Riss 3, welcher sich auf der Tragwerkseite vom Stoßen-de zum Anschnitt hin ausbilStoßen-dete. Bei Höchstlast war Riss 3 4.571 mm geöffnet. Auf Stoßen-der Lagerseite erreichte der im Bereich des Stoßendes lokalisierte Riss 7 bei Höchstlast eine Rissweite von 2.920 mm. Bis zur zweiten Laststufe entstanden ausgehend von der Zug-zone Biegerisse mit gleichmäßiger Verteilung entlang beider Schenkel. Die Dehnungen konzentrierten sich von Beginn der Belastung an im Bereich der Stoßenden des Übergrei-fungsstoßes. Die größten Dehnungen traten dabei auf der Lagerseite im Bereich des Stoßendes in Riss 8 auf. Auf der Tragwerkseite traten die größten Dehnungen in den Rissen 2 und 3 auf, welche ebenfalls am Ende des Stoßes lokalisiert waren. Mit fort-schreitendem Pressenweg öffneten sich die Risse weiter. Ausgehend von der Zugzone entwickelte sich Riss 3 in Richtung einspringender Ecke und führte zur fortschreitenden Einschnürung der Druckzone. Gleichzeitig wurde durch das Öffnen des Übergreifungs-stoßes die Betondeckung im Bereich des Stoßendes abgesprengt und es kam zu einem sichtlichen Versatz zwischen den Rissufern. Riss 2 vereinigte sich mit Riss 3 und führte schließlich zum Versagen. Nach dem Überschreiten der Höchstlast versagte die Druckzo-ne tragwerkseitig und es entwickelte sich auch hier ein Delaminationsriss entlang der Bewehrung auf der Druckseite der Tragwerkseite. Die Rissverläufe auf der Lagerseite waren analog zu jenen der Tragwerkseite, jedoch trat das Versagen schließlich trag-werkseitig ein. Abbildung 381 zeigt, dass sich vor allem Riss 3 und mit fortscheitendem Pressenweg auch Riss 7 stark öffneten.

Abbildung 381: Steifigkeiten (links) und Rissweiten (rechts) von Versuch P04-02.

317 InnovREckBew Abbildung 382: P04-02 ARAMIS-Rissbild bei Laststufe 1 (F = 30 kN).

Abbildung 383: P04-02 ARAMIS-Rissbild bei Laststufe 2 (F = 60 kN).

Abbildung 384: P04-02 ARAMIS-Rissbild bei Höchstlast.

318 InnovREckBew Abbildung 385: P04-02 ARAMIS-Rissbild während des Versagens.

Abbildung 386: P04-02 ARAMIS-Rissbild am Versuchsende.

Versuch P04-03

Abbildung 387 zeigt links den Verlauf der Kraft-Verschiebungs-Kurve von Versuch P04-03 und rechts den Verlauf des Momentes über dem Weg des Seilwegaufnehmers.

Im Versuch begann ab einer Last von etwa 10 kN der Übergang der Kraft-Verschiebungs-Kurve in den Zustand II. Bei der ersten Laststufe von 30 kN stellte sich der größte Riss auf der Tragwerkseite mit einer maximalen Rissweite von 0.103 mm am Stoßende ein.

Auf der Lagerseite wurde der größte Riss mit 0.119 mm Rissweite im Bereich des Sto-ßendes gemessen. Auf der Laststufe 2 wurden bei 60 kN auf der Tragwerkseite Risse mit bis zu 0.265 mm dokumentiert, siehe Abbildung 388 und Abbildung 397. Die größte Riss-weite auf der Lagerseite stellte sich auf dieser Laststufe mit 0.281 mm ein. Damit wurden bis zur zweiten Laststufe die größten Risse auf der Lagerseite dokumentiert. Abbildung

319 InnovREckBew 389 und Abbildung 397 zeigen das Rissbild der Lagerseite. Bis zu einer Last von etwa 105 kN

Abbildung 387: Kraft-Verschiebungs-Kurve (links) und Momenten-Verschiebungs-Kurve (rechts) von Versuch P04-03.

blieb die Steifigkeit annähernd konstant, bis die Bewehrung zu fließen begann. Anschlie-ßend nahm die Steifigkeit ab, was jeweils mit einer starken Öffnung eines konzentrierten Biegerisses am Stoßende einherging, siehe Abbildung 398. Mit einer Last von 121.1 kN wurde bei einem Weg von 51.3 mm die maximale Belastung erreicht. Nach dem Über-schreiten der Maximallast schnürte sich parallel zur stetigen Öffnung der Biegerisse die Druckzone zusehends ein, bis sie schließlich versagte. Dieses sekundäre Biegedruckver-sagen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung ins Fließen gerät, bevor die Druckzone versagt. Das Druckzonenversagen ist in Abbildung 390 dokumentiert, Abbil-dung 391 zeigt die Druckzone nach dem Versagen. Das Versagen ging mit der BilAbbil-dung

Abbildung 388: P04-03 Rissbild Tragwerksei-te (F = 60 kN).

Abbildung 389: P04-03 Rissbild Lagerseite (F = 60 kN).

Abbildung 390: P04-03 Druckzone beim Ver-sagen.

Abbildung 391: P04-03 Druckzone nach dem Versagen.

320 InnovREckBew eines maßgebenden Biegerisses ausgehend vom Stoßende einher. Die Stöße öffneten sich und zwischen den ursprünglich parallel gestoßenen Bewehrungsstäben entstand die in Abbildung 394 und Abbildung 400 dargestellte Winkelöffnung. Im Verlauf der weiteren Verformungszunahme wich die Bewehrung auf der Druckseite im Bereich der versagen-den Druckzone aus und sprengte die Betondeckung ab, siehe Abbildung 393. Die Verfor-mung nahm kontinuierlich bis zu einem Weg von 237.1 mm zu.

Abbildung 392: P04-03 Biegezugbereich nach dem Versagen.

Abbildung 393: P04-03 Ausgeknickte Druck-bewehrung.

Abbildung 394: P04-03 Aufgebogenes Bü-gelschloss und Biegebewehrung nach dem Versagen.

Wie Abbildung 387 zeigt, kam die Bewehrung auf der Tragwerkseite vor dem Erreichen der Maximallast ins Fließen. Der Fließeintritt ist durch den Neigungswechsel der Deh-nungs-Verschiebungs-Kurven gekennzeichnet. Die Dehnungsmessstreifen scheinen sich im Zuge des Fließeintritts abgelöst zu haben und so wurde nach dem Fließeintritt keine Zunahme der Dehnung mehr verzeichnet.

Die maßgebenden Steifigkeiten der Versuchskurve sind in Abbildung 395 links dargestellt.

Die Steifigkeit im ungerissenen Zustand betrug dabei etwa 13.73 kN/mm. Im gerissenen Zustand stellte sich die Steifigkeit mit etwa 3.61 kN/mm ein und fiel im Nachbruch auf etwa -0.10 kN/mm ab.

321 InnovREckBew Abbildung 395: Steifigkeiten (links) und Rissweiten (rechts) von Versuch P04-03.

In Abbildung 395 wird in der rechten Darstellung die Entwicklung der Rissweiten der Last-Verschiebungskurve gegenübergestellt. Die aus den Messungen des optischen Systems ARAMIS gewonnen Daten sind in der Bildserie von Abbildung 396 bis Abbildung 400 dargestellt. Dabei ist die Entwicklung der Rissweiten bei Laststufe 1, Laststufe 2, beim Erreichen der Höchstlast, während des Versagens und am Versuchsende dargestellt. Die größte Rissweite erreichte Riss 7, welcher sich auf der Lagerseite vom Stoßende zum Anschnitt hin ausbildete. Bei Höchstlast war Riss 7 2.912 mm geöffnet. Auf der Trag-werkseite erreichte der im Bereich des Stoßendes lokalisierte Riss 4 bei Höchstlast eine Rissweite von 1.392 mm. Das Versagen trat auf der Lagerseite ein. Bis zur zweiten Last-stufe entstanden ausgehend von der Zugzone Biegerisse mit gleichmäßiger Verteilung entlang beider Schenkel. Die Dehnungen konzentrierten sich von Beginn der Belastung an im Bereich der Stoßenden des Übergreifungsstoßes. Die größten Dehnungen traten auf der Lagerseite im Bereich des Stoßendes in Riss 7 auf. Auf der Tragwerkseite traten die größten Dehnungen in den Rissen 2 und 4 auf, welche ebenfalls am Ende des Stoßes lokalisiert waren. Mit fortschreitendem Pressenweg öffneten sich die Risse weiter. Ausge-hend von der Zugzone entwickelten sich Riss 7 und 8 lagerseitig in Richtung einspringen-der Ecke und führten zur fortschreitenden Einschnürung einspringen-der Druckzone. Nach dem Über-schreiten der Höchstlast versagte die Druckzone lagerseitig und es entwickelte sich auch hier ein Delaminationsriss entlang der Bewehrung auf der Druckseite der Lagerseite. Die Rissverläufe auf der Lagerseite waren analog zur Tragwerkseite, jedoch trat das Versa-gen schließlich tragwerkseitig ein. Abbildung 395 zeigt, dass sich vor allem Riss 7 stark öffnete.

322 InnovREckBew Abbildung 396: P04-03 ARAMIS-Rissbild bei Laststufe 1 (F = 30 kN).

Abbildung 397: P04-03 ARAMIS-Rissbild bei Laststufe 2 (F = 60 kN).

Abbildung 398: P04-03 ARAMIS-Rissbild bei Höchstlast.

323 InnovREckBew Abbildung 399: P04-02 ARAMIS-Rissbild während des Versagens.

Abbildung 400: P04-03 ARAMIS-Rissbild am Versuchsende.

Im Dokument C. ANHANG: ENTWICKLUNG DER BEWERTUNGSMATRIX (Seite 87-102)