Bestimmung der zentrischen Nachrisszugfestigkeit von Stahlfaserbetonen aus Biegezugversuchen unter Anwendung von B-Splines/Derivation of the centric tensile stress-crack width relationship of steel fiber reinforced concrete from flexural tensile tests using B-Splines

Grundlage realitätsnaher numerischer Berechnungen ist die Kenntnis des Betontragverhaltens unter einaxialer Druck- und Zugbeanspruchung. Insbesondere das Verhalten unter Zugbeanspruchung ist bei Stahlfaserbetonen gegenüber unbewehrtem Beton aufgrund seiner ausgeprägten Nachrisszugfestigkeit von besonderer Bedeutung. Im vorliegenden Beitrag wird ein Algorithmus zur Ermittlung der zentrischen Zugspannungs-Rissöffnungs-Beziehung von Stahlfaserbeton vorgestellt. Als Eingangswert dient eine aus Biegezugversuchen erhaltene Kraft-Rissöffnungs-Kurve. Im Rahmen einer inversen Analyse wird das Zugtragverhalten unter Anwendung von B-Splines bestimmt, die aufgrund der variablen Kombination der Kontrollpunktanzahl und des Polynomgrades eine hohe Approximationsgüte ermöglichen. Beispielhaft wird anschließend der entwickelte Algorithmus durch numerische Nachrechnungen von experimentell durchgeführten, gekerbten 3-Punkt-Biegezugversuchen aus Stahlfaserbetonen mit unter- und überkritischen Nachrisstragverhalten validiert. Mit der gewonnenen konstitutiven Beziehung kann eine sehr gute Übereinstimmung zwischen simuliertem und experimentell beobachtetem Betontragverhalten gezeigt werden.