Eigenschaften, Einsatzgebiete und Anwendungen - -- DAfStb€¦ · High Performance Compression Members (HPCM) Hohe Festigkeit und geringere Kosten • Hochfeste Bewehrung • Normalfester

Hochfeste Bewehrung SAS 670Eigenschaften, Einsatzgebiete und Anwendungen

57. Forschungskolloquium des DAfStb

16.11.2016

Komplizierter/unmöglicherEinbau der Bewehrung

Arbeitsintensiv

Hochfeste Bewehrung SAS 670 - Florian Hude 214.12.2016

Herkömmliche Bewehrung BSt 500:

• Günstig

• Gute mechanische Eigenschaften

• Bieg- und schweißbar

• geringe Spannungsrisskorrosionsgefahr

14.12.2016 Hochfeste Bewehrung SAS 670 - Florian Hude 3

• DIBt-Zulassung

• Verwendet für die gesamte Konstruktion des Deutschen KKW Isar II

(am Netz seit 1988, app. 2400 MW)

• “Dual-design”: Gewöhnliche Lastfälle: Design Festigkeit = 500 N/mm²

Außergew. Lastfälle: Design Festigkeit = 1100 N/mm²

Reaktorstahl BSt 1100:

HSR (S 670) Anforderungen

Kombiniert Vorteile von normaler Bewehrung und Reaktorstahl:

• Hohe Streck- und Zugfestigkeit

• Gute Verbundeigenschaften

• Bieg- und schweißbar

• Hohe Duktilität

• Kein Spannungsrisskorrosionsrisiko


Spannstahl

Herkömmliche Bewehrung

Hochfeste Bewehrung

Definition von hochfester Bewehrung


Anwendungsbereiche

• Bewehrung im Zugbereich (Volle Ausnutzung möglich)

– Normal- und hoch bewehrte Bereiche– Gebrauchstauglichkeit maßgebend (EBSt 500 / ES 670 ≈ 1)

• Bewehrung im Druckbereich (Volle Ausnutzung möglich)

– Normal- und hoch bewehrte Bereiche – Bei Druck: ec2 = -2,0 ‰ (-2,2 ‰) → Erhöhung notwendig!

– Bei Biegedruckbeanspruchung: ecu = -3,5 ‰

• Schubbeanspruchung (Ausnutzung eingeschränkt)

– Schubbewehrung: event. Begrenzung von fywk auf 500 N/mm²

– ohne Schubbewehrung: Begrenzung der Schubschlankheiten

• Außergewöhnliche Lastfälle (Volle Ausnutzung möglich)

– Verringerte Sicherheiten– kein Gebrauchstauglichkeitsnachweis


Zulassungen SAS 670


Bewehrungsstäbe bis Ø43mm und C80/95

Druckbewehrung bis Ø63.5mm und C60/75

ETA-13/0840 DIBt Z-1.5-268 DIBt Z-1.1-267

Zubehör: Muffen, Ankerstücke

High Performance Compression Members (HPCM)

Hohe Festigkeit und geringere Kosten

• Hochfeste Bewehrung

• Normalfester Beton

Optimierte Querschnitte

• Geringerer Bewehrungsgrad

• Kleinere Querschnitte / Abmessungen

• Größere Geschoßflächen

• Konstante Stützengeometrien

Einsparungen in

• Bewehrungsmenge

• Lohnkosten

• Betonmenge


Dimension: 32 x 32 [cm]

Betongüte: C 35/45

Bewehrungsgrad: m = 9%

Stahlgüte: BSt 5004 Ø 322 Ø 40

3000 kN


Betongüte: C 35/45

Bewehrungsgrad: m = 3.9%

Stahlgüte: SAS 670 4 Ø 35

Substitution

3000 kN


Betongüte: C 35/45

Bewehrungsgrad: m = 17%

Stahlgüte: SAS 6704 Ø 43

Minimierung

3000 kN

Warum hochfeste Bewehrung?


Warum hochfeste Bewehrung?

2.5 t/Geschoss

Vergleich einer Stütze 1.2m x 1.2m

1.8 t/Geschoss 1.2 t/Geschoss

SAS 670 spart 1.3 tons (52% Reduktion)

gegenüber S 420 je Stütze und Geschoss!

64 Ø 35mm, S 420 48 Ø 35mm, S 550 12 Ø 63mm, SAS 670


Parameter HSR S 670 EC 2, Duktilitätskl. B

Geometrie

Streckgrenze fyk [N/mm²] 670 < 600

Bruchfestigkeit ftk [N/mm²] 800

k = (ft/fy)k [-] > 1.10 ≥ 1.08

Gleichmaßdehnung euk [%] > 5 ≥ 5

Biegefähigkeit Biege- und Rückbiegetest

Dauerfestigkeit σfat [N/mm²] 150 150

Bez. Rippfenfläche fR [-] > 0.07 > 0.056

Verbundfestigkeit fbk [N/mm²] 7.2 (test) 5.6 (calc – EC 2)

Bewehrungsgrad < 20% < 4%/8%

Stauchung bei fyd 0.291% 0.217% bzw. 0.239%


Parameter HSR S 670 EC 2, Duktilitätskl. B

Geometrie

Streckgrenze fyk [N/mm²] 670 < 600

Bruchfestigkeit ftk [N/mm²] 800

k = (ft/fy)k [-] > 1.10 ≥ 1.08

Gleichmaßdehnung euk [%] > 5 ≥ 5

Biegefähigkeit Biege- und Rückbiegetest

Dauerfestigkeit σfat [N/mm²] 150 150

Bez. Rippfenfläche fR [-] > 0.07 > 0.056

Verbundfestigkeit fbk [N/mm²] 7.2 (test) 5.6 (calc – EC 2)

Bewehrungsgrad < 20% < 4%/8%

Stauchung bei fyd 0.291% 0.217% bzw. 0.239%


Tragfähigkeit einer Stütze A = 1m²

14.12.2016 Florian Hude: S 670 - Der neue Weg im Betonbau? 13

Umlagerung für volle Ausnutzung


e

fcd

ec2=2,0‰*)

fyd =583 N/mm²

eyd=2,84‰

fyd =400 N/mm²

+45%

‰92.2000.200

583

S

yd

ydE

fe

c

ckcd

ff

z.B. für C 30/37:

²/205.1

30mmN

ff

c

ckcd

²/58315.1

670mmN

ff

S

yk

yd

ecu2=3,5‰**)

Abhängig von der Betongüte (hier für fck ≤ 50 N/mm²):*) Maximale zentrische Betonstauchung**) Maximale Betonstauchung***) Stauchung zufolge Schwinden und Kriechen

Dec+s***)

s

ecu2=3,5‰ + Dec+s

Silesian Museum, Katowice


http://www.google.at/url?sa=i&rct=j&q=flag+poland&source=images&cd=&cad=rja&docid=yQ81FJ31TOMsDM&tbnid=w-fxMfZH-is_uM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.mega-flags.com/Poland-Flag-Polish-Flag.html&ei=gW3xUdGuK9HD4APnqIDYBw&bvm=bv.49784469,d.dmg&psig=AFQjCNFq3eQKU3M8ita5FskWZj2-DBNP0g&ust=1374863100737217

Dimension: Ø 90 [cm]

Betongüte: C 40/50

Stahlgüte: BSt 50054 Ø 40

Bars have to be replaced!

Silesian Museum, Katowice


Betongüte: C 40/50

Stahlgüte: BSt 50054 Ø 40

NOT all Bars can be replaced!


Betongüte: C 40/50

Stahlgüte: SAS 67020 Ø 63.5

Bars can easily be installed


http://www.google.at/url?sa=i&rct=j&q=flag+poland&source=images&cd=&cad=rja&docid=yQ81FJ31TOMsDM&tbnid=w-fxMfZH-is_uM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.mega-flags.com/Poland-Flag-Polish-Flag.html&ei=gW3xUdGuK9HD4APnqIDYBw&bvm=bv.49784469,d.dmg&psig=AFQjCNFq3eQKU3M8ita5FskWZj2-DBNP0g&ust=1374863100737217

HSR in DeutschlandOpernturm, Tanzende Türme, Taunusturm, 50hertz


HSR in DeutschlandOpernturm, Tanzende Türme, Taunusturm, 50hertz


Tanzende Türme, Hamburg


Tanzende Türme, Hamburg

14.12.2016 20Hochfeste Bewehrung SAS 670 - Florian Hude

HSR in USA432 Park Avenue, MoMA, 520 Park Avenue


HSR in USA432 Park Avenue, MoMA, 520 Park Avenue


MoMA, New York City


MoMA, New York City


MoMA, New York City


MoMA, New York City


Zusammenfassung

Eigenschaften

Gewindestahl

Hochfeste Bewehrung ist Bewehrung

Einsatzgebiete

Optimal als Druckbewehrung

Zugbewehrung wenn ULS maßgebend

Anwendungen

Deutschland, USA, Polen, Korea usw.

2714.12.2016 Hochfeste Bewehrung SAS 670 - Florian Hude

Und nun?

Balkenversuche

0

5

10

15

20

0,00 0,05 0,10 0,15

am

[cm

]

relative rib area fR [-]

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,00 0,05 0,10 0,15

wm

[mm

]

relative rib area fR [-]


Rissbreitenberechnung

• Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung

Allgemein τb x = A + C ∙ s x α

König, Tue τb x = 0.310 ∙ fcm ∙ s x 0.30

Eigene Versuche 𝜏𝑏 𝑥 = 0.375 ∙ 𝑓𝑐𝑚 ∙ 𝑠 𝑥 0.27

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

Bo

nd

stre

ss [

N/m

m²]

Slip[mm]

test

according paper

according [8]

PO 19

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

Bo

nd

stre

ss [

N/m

m²]

Slip [mm]

test

according paper

according [8]

PO 20


Rissbreitenbeschränkung


[email protected]

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