Tragverhalten und Sicherheit betonstahlbewehrter Stahlfaserbetonbauteile

Von Ulrich Gossla: Stahlfaserbeton wird als Beton mit besonderen Eigenschaften bezeichnet. In Abhängigkeit von der Faserart und Fasermenge ändern sich die mechanischen Eigenschaften des Betons, insbesondere unter Zugbeanspruchung. Stahlfaserbeton ist in der Lage, im gerissenen Zustand Kräfte zu übertragen. Ein direkter Vergleich mit Stahlbeton ist nicht möglich. Stahlfaserbeton kann als bewehrter Beton angesehen werden, wenn im gerissenen Zustand bei zunehmender Rißbreite die übertragbare Last nicht abnimmt. In dieser Arbeit werden Wege aufgezeigt, Stahlfaserbeton so zu beschreiben, daß die Wirkung der Stahlfaser im zugbeanspruchten Beton grundsätzlich für den Nachweis der Tragfähigkeit herangezogen werden kann. Der rechnerische Bruchzustand von Stahlfaserbeton wird hier nicht wie bei Stahlbeton über eine Grenzdehnung sondern über die Rißbreite definiert. Ein Verfahren zur sicherheitsorientierten Bemessung von Stahlfaserbetonbauteilen mit und ohne zusätzlicher Bewehrung wird vorgestellt. Der Einfluß der Kombination von Stahlfaser und Betonstahlbewehrung auf die Tragfähigkeit und die Bauteilsicherheit wird rechnerisch und experimentell an Balken und Platten untersucht. Auf Basis der Sicherheitstheorie erster Ordnung wird das operative Zuverlässigkeitsniveau von Stahlfaserbetonbauteilen mit Stahlbetonbauteilen sowie kombiniert bewehrten Bauteilen verglichen. Aufgrund der Streuungen der Festigkeitsparameter ergeben sich hohe Teilsicherheitsfaktoren für Faserbeton, wenn die Tragfähigkeit maßgebend von der Wirkung der Stahlfasern abhängig ist. Auch wenn mit dieser Arbeit ein allgemeingültiges sicherheitsorientiertes Bemessungsverfahren für Stahlfaserbeton vorliegt, kann der Einsatz von Stahlfaserbeton derzeit nur für bestimmte Sonderfälle empfohlen werden.