Vergleichsberechnungen zur Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetontragwerken nach Eurocode 2 und fib Model Code 2010

Abstract

Das neue Bemessungskonzept der Schubtragfähigkeit des fibModel Code 2010 weist dem Beton bei Bauteilen mit Querkraftbewehrung im Vergleich zum Eurocode 2, wie dies auch schon bei früheren Normen geschah, wieder einen gewissen Anteil des Querkraftwiderstands zu. So kann dem Beton in Abhängigkeit der Längsdehnung des Bauteils aufgrund der Rissverzahnung ein gewisser Anteil am Gesamtwiderstand zugesprochen werden. Im ersten Teil der Arbeit wurde das so entstehende Potential des fibModel Code 2010 gegenüber der aktuellen Stahlbetonnorm Eurocode 2 erörtert. Anschließend erfolgte die Nachrechnung der Querkrafttragfähigkeit einiger Eisenbahnbrücken in Stahlbetonbauweise im österreichischen Bestandsnetz. Über die Jahre haben sich nicht nur die theoretischen Grundlagen für den statischen Nachweis, sondern auch die anzusetzenden Einwirkungen auf solche Tragwerke teils erheblich geändert. Um auch in Zukunft einen sicheren Betrieb der Anlagen gewährleisten zu können, muss eine Bewertung nach dem heutigen Stand der Technik erfolgen. Im Zuge dessen bereitet unter anderem die Schubtragfähigkeit Probleme. Nach Eurocode 2 kann der rechnerische Nachweis der Schubtragfähigkeit oftmals nicht erbracht werden. Auch die konstruktive Durchbildung entspricht meist nicht den derzeit gültigen Erfordernissen. Es war zu klären, ob mit dem neuen mehrstufigen Verfahren des Model Code 2010 eine ausreichende Tragfähigkeit nachgewiesen werden kann.

A new document for the design of reinforced concrete structures, the fib Model Code 2010, has been released recently. It follows a different approach where shear resistance is defined as a function of longitudinal strain of the analyzed member. Based on this new design method, an assigned value of shear resistance can be attributed to the concrete due to the phenomenon of interlock between the aggregate particles. In the first part, this potential improvement of the concept Model Code 2010 in accordance with the current design method Eurocode 2 is discussed. The second part of this master thesis deals with the assessment of reinforced concrete bridges in the Austrian railway system. According to the calculative shear carrying capacity, both the theoretical background for design approaches as well as the loads which have to be applied on the structure due to a higher traffic volume have changed. Using state-of-the-art methods, a rating must be established to provide an adequate safety level for their use in the future. First and foremost, problems may occur in reaching a proper level of shear resistance. Regarding the Eurocode 2 design provisions, in many cases the shear strength is not sufficient. Moreover, the detailing provisions often do not fulfill the requirements of Eurocode 2. The aim was to determine whether or not an adequate safety level could be provided.