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    Structural behavior of reinforced concrete slabs subjected to uniform and concentrated loads
    The load-bearing behavior of reinforced concrete slabs without stirrups subjected to concentrated loads is of national and international interest for research and practice. In particular, it has not yet been clarified whether a slab fails locally in the area of action, i.e. punching, or as a normal shear failure. Depending on this, the influence of a uniform load has to be clarified.In most experimental investigations of reinforced concrete slabs, the concentrated load was located close to the support, as failure was assumed to occur in this region. However, a series of experiments carried out by the applicant as part of a research project funded by the DFG showed that the shear failure occurs close to the load application, which contradicts the common opinion. The developed new design approach has been included in a German regulation. However, some questions remain unanswered. For example, the influence of the flexural reinforcement on the load-bearing capacity has not yet been sufficiently experimentally verified. In the aforementioned research project, the degree of reinforcement was reduced from ρ_l = 1,16 % to ρ_l = 0,71 % in one experiment, whereby the failure loads hardly changed. The influence of the reinforcement on the load-bearing behaviour is treated differently in various analytical approaches. In a real slab, concentrated loads always act together with uniform loads. The influence of additional uniform and line loads on the load-bearing behaviour of reinforced concrete slabs is to be investigated. Large-scale tests on cantilevered reinforced concrete slabs and numerical analyses are conducted for both topics.
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    Untersuchungen zur Kraftübertragung in Rissen von Stahlbetonbalken infolge Querkraft- und Torsionsbeanspruchung
    Ziel des Vorhabens ist es die Ausbreitung von Querkraft- und Torsionsrissen in Stahlbetonbauteilen sowie die Übertragung der Querkräfte über den Rissbereich experimentell und numerisch zu untersuchen. Es werden Versuche an 14 Stahlbetonbalken mit unterschiedlichen Abmessungen, Betondruckfestigkeiten und Größtkorndurchmesser durchgeführt. Hierbei soll die Risskinematik mittels der Photogrammetrie erfasst werden. Diese ist notwendig um die Rissreibung mittels bekannter Modelle zu bestimmen. Begleitet werden die experimentellen und analytischen Untersuchungen durch stofflich nichtlineare Finite Elemente Berechnungen mit den Programmsystemen Abaqus und ATENA.
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    Lastabtrag auflagernaher Blocklasten bei Stahlbetonplatten ohne Querkraftbewehrung
    Der Lastabtrag in Stahlbetonplatten ohne Querkraftbewehrung infolge von auflagernahen konzentrierten Flächenlasten (bspw. Stützen- oder Radlasten) ist bislang noch nicht zufriedenstellenstellend geklärt, wie umfangreiche Forschungsaktivitäten zu diesem Thema u.a. im Ausland belegen. Bei auflagernaher Laststellung können größere Teile der einwirkenden Kräfte über eine direkte Abstützung (Druckstreben) zum Auflager abgetragen werden. Diese Anteile müssen bei der Querkraftbemessung nicht in vollem Umfang berücksichtigt werden, da ein Querkraftversagen aufgrund des inneren Spannungszustands in diesen Bereichen nicht zu erwarten ist. Bei Stahlbetonbalken ist dieser Einfluss durch umfangreiche Versuche belegt. Diese Erkenntnisse lassen sich jedoch nicht auf Platten übertragen, da diese ein zweiaxiales Traghverhalten aufweisen. Erste Untersuchungen an Platten zeigen, dass der lineare Ansatz speziell bei Platten größere Reserven aufweist, deren Berücksichtigung zu einer wirtschaftlichen und sicheren Bemessung von Plattentragwerken beitragen kann. Im Rahmen diese Forschungsvorhabens sollen diese Reserven experimentell und numerisch quantifiziert, und ein Ansatz zur Berücksichtigung des direkten Lastabtrages von auflagernahen Einzellasten bei Plattentragwerken entwickelt werden. Die Berücksichtigung des direkten Lastabtrages wird sowohl für die Nachrechnung von bestehenden Tragwerken, welche oftmals keine Querkraftbewehrung aufweisen als auch zur Vermeidung einer auwändig einzubauenden Schubbewehrung bei Neubauten benötigt.
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    Ermüdungsfestigkeit zyklisch beanspruchter Stahlbetonbauteile ohne Querkraftbewehrung
    Die rechnerische Ermittlung der Ermüdungs- bzw. Dauerstandsfestigkeit von Stahlbetontragwerken unter Querkraftbeanspruchung beruht auf empirischen Ansätzen, welche sehr ungenau sind und bislang kaum experimentell verifiziert wurden. Dieser unbefriedigende Zustand trifft besonders für Bautei-le ohne Querkraftbewehrung, wie beispielsweise Brückenplatten oder Fundamente von Windenergie-anlagen zu. Im Sinne der Nachhaltigkeit, d.h. einer längeren Nutzung dieser Bauwerke, werden sichere und genaue Rechenverfahren zur Bestimmung des Widerstandes gegen Ermüdung des Betons dringend benötigt. Im Rahmen des beantragten Forschungsprojektes soll das Ermüdungsverhalten von Stahlbetontragwerken ohne Querkraftbewehrung experimentell und numerisch untersucht werden. Ziel ist die Entwicklung eines genaueren, weitgehend mechanischen Rechenmodells.
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