496 © 2010 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 105 (2010), Heft 8 Fachthemen Julien Michels Stefan Maas Arno Zürbes Danièle Waldmann DOI: 10.1002/best.201000022 Der vorliegende Artikel befasst sich mit dem Tragverhalten von Flachdecken aus Stahlfaserbeton im negativen Momentenbe- reich. Zugkräfte werden allein von den in der Betonmatrix einge- betteten Stahlfasern aufgenommen, letztere ermöglichen in einer Dosierung von 100 kg/m 3 (1.3% des Volumens) eine hohe Rota- tionsfähigkeit bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit. In einer ersten Phase kann anhand von Laborversuchen an Deckenausschnitten gezeigt werden, dass bei Flachdecken mit reiner Faserbeweh- rung und unter rotationssymetrischer Belastung kein Durchstan- zen auftritt und sich Biegeversagen mit deutlicher Bruchlinien- bildung einstellt. Neben den erhaltenen Informationen über Versagensart und -last konnte ebenfalls eine abfallende Faser- wirksamkeit mit steigender Plattendicke festgestellt werden. Kombiniert mit den experimentellen Untersuchungen kann an- hand nichtlinearer FE-Simulationen der Einfluss von Aussparun- gen bei lokalem Plattenversagen im Stützenbereich auf die Trag- last beschrieben werden. Anhand der Festigkeitsstreuungen und einem semi-probabilistischen Sicherheitskonzept wird ein Si- cherheitsfaktor hergeleitet, welcher es ermöglicht, einen Bemes- sungswert der Querschnittstragfähigkeit zu berechnen. Wegen dem experimentell festgestellten Biegeversagen wird die Bruch- linientheorie als Rechenmodell angewendet. Bearing Capacity of Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) Flat Slabs in the Negative Bending Moment Area and Design Model for the Complete System The present paper deals with the bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) flat slabs in the negative bending mo- ment area. Tensile forces are carried only by steel fibers. The lat- ter allow, due to a dosage of 100 kg/m 3 (1.3 % in volume), a high rotation capacity with simultaneously high bearing capacities. In a first step experimental analysis showed that under symmetrical loading no punching shear failure occurred. A bending behaviour with creation of yield lines was observed for all test specimens. Furthermore, a decreasing fibre orientation with growing plate height could be noticed. The effect of openings in the column area on the bearing capacity loss in a local failure were evaluat- ed with the use of non-linear finite element software. Scatter in bending tensile strengths was used to calculate a safety factor by the means of a semi-probabilistic safety concept. Eventually, slab design is performed by using yield line theory. 1 Einleitung Das vorliegende Projekt kann in eine Reihe von früheren Untersuchungen eingegliedert werden [1],[2]. Ziel der Ar- beit ist es, Informationen über die Versagensart sowie die Tragfähigkeiten von Flachdecken aus Stahlfaserbeton mit rotationssymmetrischer Belastung im negativen Momen- tenbereich zu untersuchen. Neben den Laboruntersu- chungen wird anhand nichtlinearer Finite-Elemente-Si- mulationen der Einfluss von Aussparungen im Stützenbe- reich auf die Tragfähigkeit bei lokalem Plattenversagen er- fasst. Zusammenfassend werden die experimentellen und numerischen Ergebnisse in ein auf der Bruchlinientheorie basierendes Bemessungsmodell eingebunden. Um Bemes- sungswerte für eine praktische Anwendung bestimmen zu können, wird ein Sicherheitsfaktor für Zugfestigkeiten im Nachrissbereich auf Zug hergeleitet. 2 Experimentelle Untersuchungen 2.1. Betonrezeptur und Stahlfasern Für sämtliche experimentellen Untersuchungen wird die in Tabelle 1 zusammengefasste Betonrezeptur verwendet. Die verwendeten Fasern sind gewellt und haben eine Län- ge l f von 50 mm sowie einen Durchmesser d f von 1.3 mm. Die Faserschlankheit beträgt somit 39. Für die gesamte Versuchsreihe ist ein Fasergehalt von 100 kg/m 3 (1.3% des gesamten Volumens) verwendet worden. 2.2 Probekörper Für die vorliegenden Untersuchungen wurden ingesamt sechs achteckige Probekörper hergestellt. Das Mischen des Stahlfaserbetons erfolgte im Betonwerk und die Anlie- ferung mit einem Betonmischfahrzeug. Der Durchmesser Tragverhalten von Flachdecken aus Stahlfaserbeton im negativen Momentenbereich und Bemessungsmodell für das Gesamtsystem Tabelle 1. Betonrezeptur Table 1. Concrete mixture proportions Sand 700 kg/m 3 Zuschlag 4/8 500 kg/m 3 Zuschlag 8/16 550 kg/m 3 Zement CEM I 42.5 R 350 kg/m 3 Flugasche 120 kg/m 3 w/z 0.5 Fließmittel 1.26% Fasergehalt 100 kg/m 3 Luftgehalt 3.5%