Innovativer Hochleistungsfaserbeton zur deutlichen Steigerung der Durchstanztragfähigkeit von Flachdecken

Das Forschungsvorhaben setzt sich zum Ziel, den Durchstanztragwiderstand von Stahlbetonflachdecken ohne Durchstanzbewehrung durch den Einsatz moderner Hochleistungsstahldrahtfasern zu verbessern und damit einen adäquaten Ersatz für die zeit- und kostenintensiven konventionellen Durchstanzbewehrungssysteme (z.B. Kopfbolzendübel) zu schaffen. Die praxisrelevante Anwendbarkeit von Stahlfaserbeton im Hoch- und Ingenieurbau soll dadurch weiter erschlossen und verbessert werden.

Das Konstruktionsprinzip von Stahlbetonflachdecken hat sich aufgrund seiner Vorzüge im Hoch- und Industriebau fest etabliert. Als kritischer Punkt in der Bemessung zeigt sich allerdings häufig der Knoten von Stütze und Decke, da in diesem Bereich i. d. R. eine Kombination von hohen Biegemomenten und Querkräften von der Decke in die Stütze zu übertragen sind. Häufig lässt sich dabei der Abtrag der stützennahen Querkräfte und die damit einhergehende Sicherheit gegen ein Durchstanzversagen nicht ohne zusätzliche Durchstanzbewehrung nachweisen.
In der Praxis haben sich in der Vergangenheit als Durchstanzbewehrung spezielle Bewehrungselemente (u.a. Doppelkopfanker, Dübelleisten) etabliert, welche neben erheblichen systembedingten auch ausführungsbedingte Defizite aufweisen. Beispielsweise sind an dieser Stelle spezielle Anforderungen hinsichtlich der Bemessung, der Mindestplattendicken sowie zur Einbaubarkeit zu nennen.

Die Zugabe von Stahlfasern zur Betonmatrix ermöglicht eine merkliche Steigerung der Zugfestigkeit des Betons bei nahezu gleicher Verarbeitbarkeit. Speziell im Bereich des Decken-Stützen-Knotens von Flachdecken lässt diese Verbesserung eine deutliche Steigerung der Durchstanztragfähigkeit ohne den Einsatz von Bewehrungselementen erwarten. Die Stahlfasern bewirken ein Vernähen der sich einstellenden Risse und führt daher zu einem duktileren Verhalten von Bauteilen. Aufgrund der genannten Eigenschaften sowie der vergleichsweise einfachen Einbaubarkeit und Verarbeitbarkeit von Stahlfaserbeton lässt dieser im Bereich des Decken-Stützenknotens im Vergleich zu konventioneller Durchstanzbewehrung beachtliche baubetriebliche und wirtschaftliche Vorteile erwarten.