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Entwicklung von Bemessungshilfen für bestehende Stahlbetonkragarme auf Basis nichtlinearer Berechnungen

Development of design tools for existing reinforced concrete cantilever slabs based on non-linear analysis

  • Für den Nachweis der Tragfähigkeit von bestehenden Stahlbetonkragarmen infolge geänderter Belastungen durch Erneuerung des Fahrzeug-Rückhaltesystems sowie der Brückenkappe stehen in den Einsatzempfehlungen der BASt vereinfachte Bemessungshilfen zur Ermittlung der Beanspruchungen und Beanspruchbarkeiten am Kragarmanschnitt zur Verfügung. Diese Bemessungshilfen sind auf Grundlage eines linear-elastischen Materialverhaltens entwickelt worden. Zur Untersuchung des Einflusses eines nichtlinearen Materialverhaltens auf die Tragfähigkeit der Stahlbetonkragarme werden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens mit Hilfe von FE-Berechnungen diverse Parameterstudien durchgeführt. Diese dienen zunächst der Identifizierung bemessungsrelevanter Parameter. Einen maßgeblichen Einfluss hat dabei das Verhältnis von Querschnittshöhe am Kragarmende zu Querschnittshöhe am Kragarmanschnitt. Ausgehend von einer Kragplatte mit konstanter Querschnittshöhe werden in einem zweiten Schritt für ausgewählte Fälle einer veränderten Plattengeometrie weitere FE-Berechnungen zur Untersuchung des nichtlinearen Materialverhaltens durchgeführt. Auf Grundlage der Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen wird abschließend eine vereinfachte Bemessungshilfe zur Abschätzung des Einflusses des nichtlinearen Materialverhaltens auf die Größe der erforderlichen Biegebewehrung im Anschnitt des Stahlbetonkragarmes entwickelt. Die Bemessungshilfe kann in Kombination mit den bekannten Bemessungshilfen aus den Einsatzempfehlungen für Fahrzeug-Rückhaltesysteme verwendet werden.
  • For the verification of the load bearing capacity of existing reinforced concrete cantilever slabs due to modified loads as a result of replacing vehicle restraint systems or bridge caps, the recommendations for the use of vehicle restraint systems published by the German Federal Highway Research Institute (BASt) provide several simplified design tools for determining the internal forces and the load capacities at the restraint of the cantilever. These design tools have been developed on the basis of linear-elastic material behaviour. Within the scope of the research project, several numerical studies are carried out in order to investigate the influence of non-linear material behaviour on the load bearing capacity of reinforced concrete cantilever slabs. The results of the studies allow an identification of relevant parameters for design. It turned out that the ratio of cross-section height at the end to cross-section height at the restraint of the cantilever has a decisive influence. Based on a cantilever slab with a constant cross-section height, in a second step, further FEM-cal-culations to investigate non-linear material behavior are conducted for special cases with a different slab height ratio. Finally, on basis of the results of the investigations carried out, a simplified design tool for estimating the influence of the non-linear material behaviour on the size of the required reinforcement at the restraint of the reinforced concrete cantilever slab is developed. The design tool can be used in combination with the well-known design tools according to the recommendations for the use of vehicle restraint systems.

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Metadaten
Author:Winfried Neumann, Armin Brauer
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-25295
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (B 169)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Report
Language:German
Date of Publication (online):2021/07/14
Date of first publication:2021/07/14
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Corporative Author:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2021/07/14
Tag:Stahlbetonkragarme; Tragfähigkeit; load bearing capacity; reinforced concrete cantilever slabs
Number of pages:31
Comment:
Bericht zum Forschungsprojekt 89.0323
Entwicklung von Bemessungshilfen
für bestehende Stahlbetonkragarme auf Basis nichtlinearer Berechnungen

Fachbetreuung
Thomas Mayer

Referat
Stahlbau,Korrosionsschutz,Brückenausstattung
Institutes:Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt

$Rev: 13581 $