zurück |
6.7.2 Oberflächenbewehrung von Spannbetonplatten
(1) An der Ober- und Unterseite sind Bewehrungsnetze anzuordnen, die aus zwei sich annähernd rechtwinklig kreuzenden Bewehrungslagen mit einem Querschnitt nach Tabelle 4, Zeilen 1a und 1b, bestehen. Die einzelnen Bewehrungen können in mehrere oberflächennahe Lagen aufgeteilt werden.
(2) Abweichend davon ist bei statisch bestimmt gelagerten Platten des üblichen Hochbaues (nach DIN 1045/07.88, Abschnitt 2.2.4) eine obere Mindestbewehrung nicht erforderlich. Bei Platten mit Vollquerschnitt und einer Breite b < 1,20 m darf außerdem die untere Mindestquerbewehrung entfallen. Bei rechnerisch nicht berücksichtigter Einspannung ist jedoch die Mindestbewehrung in Einspannrichtung über ein Viertel der Plattenstützweite einzulegen.
Tabelle 5. Grundwerte μ der Mindestbewehrung in %
1 | 2 | 3 | |
Vorgesehene Betonfestigkeitsklasse | III S | IV S IV M | |
1 | B 25 | 0,07 | 0,06 |
2 | B 35 | 0,09 | 0,08 |
3 | B 45 | 0,10 | 0,09 |
4 | B 55 | 0,11 | 0,10 |
(3) Bei Hohlplatten mit annähernd kreisförmigen Aussparungen darf die Längsbewehrung auf den reinen Betonquerschnitt bezogen werden.
Die Querbewehrung ist in gleicher Größe wie die Längsbewehrung zu wählen.
Die Stege müssen hierbei eine Schubbewehrung nach Abschnitt 6.7.5 erhalten.
Hohlplatten mit annähernd rechteckigen Aussparungen sind wie Kastenträger zu behandeln.
(4) Bei Platten mit veränderlicher Dicke darf die Mindestbewehrung auf die gemittelte Plattendicke dm bezogen werden.
6.7.3 Schubbewehrung von Gurtscheiben
(1) Wirkt die Platte gleichzeitig als Gurtscheibe, muss die Mindestbewehrung zur Aufnahme des Scheibenschubs auf die örtliche Plattendicke bezogen werden.
(2) Für die Schubbewehrung von Gurtscheiben gilt Tabelle 4, Zeile 4.
6.7.4 Längsbewehrung von Balkenstegen
Für die Längsbewehrung von Balkenstegen gilt Tabelle 4, Zeilen 2a und 2b. Mindestens die Hälfte der erhöhten Mindestbewehrung muss am unteren und/oder oberen Rand des Steges liegen, der Rest darf über das untere und/oder obere Drittel der Steghöhe verteilt sein.
6.7.5 Schubbewehrung von Balkenstegen
Für die Schubbewehrung von Balkenstegen gilt Tabelle 4, Zeile 5.
6.7.6 Längsbewehrung im Stützenbereich durchlaufender Tragwerke bei Brücken und vergleichbaren Bauwerken
(1) Im Stützenbereich durchlaufender Tragwerke bei Brücken und vergleichbaren Bauwerken - mit Ausnahme massiver Vollplatten - ist eine Längsbewehrung im unteren Drittel der Stegfläche und in der unteren Platte vorzusehen, wenn die Randdruckspannungen dem Betrag nach kleiner als 1 N/mm2 sind. Diese Längsbewehrung ist aus der Querschnittsfläche des gesamten Steges und der unteren Platte zu ermitteln. Der Bewehrungsprozentsatz darf bei Randdruckspannungen zwischen 0 und 1 N/mm2 linear zwischen 0,2 % und 0 % interpoliert werden.
(2) Die Hälfte dieser Bewehrung darf frühestens in einem Abstand (d0 + l0), der Rest in einem Abstand (2 d0 + l0) von der Lagerachse enden (d0 Balkendicke, l0 Grundmaß der Verankerungslänge nach DIN 1045/07.88, Abschnitt 18.5.2.1).
6.8 Beschränkung von Temperatur und Schwindrissen
(1) Wenn die Gefahr besteht, dass die Hydratationswärme des Zements in dicken Bauteilen zu hohen Temperaturspannungen und dadurch zu Rissen führt, sind geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen (z.B. niedrige Frischbetontemperatur durch gekühlte Ausgangsstoffe, Verwendung von Zementen mit niedriger Hydratationswärme, Aufbringen einer Teilvorspannung, Kühlen des erhärtenden Betons durch eingebaute Kühlrohre, Schutz des warmen Betons vor zu rascher Abkühlung).
(2) Auch beim abschnittsweisen Betonieren (z.B. Bodenplatte - Stege - Fahrbahnplatte bei einer Brücke) können Maßnahmen gegen Risse infolge von Temperaturunterschieden oder Schwinden erforderlich werden.
7 Berechnungsgrundlagen
7.1 Erforderliche Nachweise
Es sind folgende Nachweise zu erbringen:
7.2 Formänderung des Betonstahles und des Spannstahles
Für alle Nachweise im Gebrauchszustand darf mit elastischem Verhalten des Beton- und Spannstahles gerechnet werden. Für den Betonstahl gilt DIN 1045/07.88, Abschnitt 16.2.1. Für Spannstähle darf als Rechenwert des Elastizitätsmoduls bei Drähten und Stäben 2,05 * 105 N/mm2, bei Litzen 1,95 * 105 N/mm2 angenommen werden. Bei der Ermittlung der Spannwege ist der Elastizitätsmodul des Spannstahles stets der Zulassung zu entnehmen.
7.3 Formänderung des Betons
(1) Bei allen Nachweisen im Gebrauchszustand und für die Berechnung der Schnittgrößen oberhalb des Gebrauchszustandes darf mit einem für Druck und Zug gleich großen Elastizitätsmodul Eb bzw. Schubmodul Gb nach Tabelle 6 gerechnet werden. Diese Richtwerte beziehen sich auf Beton mit Zuschlag aus überwiegend quarzitischem Kiessand (z.B. Rheinkiessand). Unter sonst gleichen Bedingungen können stark wassersaugende Sedimentgesteine (häufig bei Sandsteinen) einen bis zu 40 % niedrigeren, dichte magmatische Gesteine (z.B. Basalt) einen bis zu 40 % höheren Elastizitätsmodul und Schubmodul bewirken.
(2) Soll der Einfluss der Querdehnung berücksichtigt werden, darf dieser mit μ = 0,2 angesetzt werden.
(3) Zur Berechnung der Formänderung des Betons oberhalb des Gebrauchszustandes siehe DIN 1045/07.88, Abschnitt 16.3.
Tabelle 6. Elastizitätsmodul und Schubmodul des Betons (Richtwerte)
1 | 2 | 3 | |
Betonfestigkeitsklasse | Elastizitätsmodul Eb N/mm2 | Schubmodul Gb N/mm2 | |
1 | B 25 | 30000 | 13000 |
2 | B 35 | 34000 | 14000 |
3 | B 45 | 37000 | 15000 |
4 | B 55 | 39000 | 16000 |
7.4 Mitwirkung des Betons in der Zugzone
Bei Berechnungen im Gebrauchszustand darf die Mitwirkung des Betons auf Zug berücksichtigt werden. Für die Rissebeschränkung siehe jedoch Abschnitt 10.2.
7.5 Nachträglich ergänzte Querschnitte
Bei Querschnitten, die nachträglich durch Anbetonieren ergänzt werden, sind die Nachweise nach Abschnitt 7.1 sowohl für den ursprünglichen als auch für den ergänzten Querschnitt zu führen. Beim Nachweis für den rechnerischen Bruchzustand des ergänzten Querschnitts darf so vorgegangen werden, als ob der Gesamtquerschnitt von Anfang an einheitlich hergestellt worden wäre. Für die erforderliche Anschlussbewehrung siehe Abschnitt 12.7.
7.6 Stützmomente
Die Momentenfläche muss über den Unterstützungen parabelförmig ausgerundet werden, wenn bei der Berechnung eine frei drehbare Lagerung angenommen wurde (siehe DIN 1045/07.88, Abschnitt 15.4.1.2).
8 Zeitabhängiges Verformungsverhalten von Stahl und Beton
8.1 Begriffe und Anwendungsbereich
(1) Mit Kriechen wird die zeitabhängige Zunahme der Verformungen unter andauernden Spannungen und mit Relaxation die zeitabhängige Abnahme der Spannungen unter einer aufgezwungenen Verformung von konstanter Größe bezeichnet.
(2) Unter Schwinden wird die Verkürzung des unbelasteten Betons während der Austrocknung verstanden. Dabei wird angenommen, dass der Schwindvorgang durch die im Beton wirkenden Spannungen nicht beeinflusst wird.
(3) Die folgenden Festlegungen gelten nur für übliche Beanspruchungen und Verhältnisse. Bei außergewöhnlichen Verhältnissen (z.B. hohe Temperaturen, auch kurzzeitig wie bei Wärmebehandlung) sind zusätzliche Einflüsse zu berücksichtigen.
8.2 Spannstahl
Zeitabhängige Spannungsverluste des Spannstahles (Relaxation) müssen entsprechend den Zulassungsbescheiden des Spannstahles berücksichtigt werden.
8.3 Kriechzahl des Betons
(1) Das Kriechen des Betons hängt vor allem von der Feuchte der umgebenden Luft, den Maßen des Bauteiles und der Zusammensetzung des Betons ab. Das Kriechen wird außerdem vom Erhärtungsgrad des Betons beim Belastungsbeginn und von der Dauer und der Größe der Beanspruchung beeinflusst.
(2) Mit der Kriechzahl Φt wird der durch das Kriechen ausgelöste Verformungszuwachs ermittelt. Für konstante Spannung σ0 gilt:
(3) |
Bei veränderlicher Spannung gilt Abschnitt 8.7.2. Für Eb gilt Abschnitt 7.3.
(3) Da im allgemeinen die Auswirkungen des Kriechens nur für den Zeitpunkt t = ∞ zu berücksichtigen sind, kann vereinfachend mit den Endkriechzahlen Φ∞ nach Tabelle 7 gerechnet werden.
(4) Ist ein genauerer Nachweis erforderlich oder sind die Auswirkungen des Kriechens zu einem anderen als zum Zeitpunkt t = ∞ zu beurteilen, so kann Φt aus einem Fließanteil und einem Anteil der verzögert elastischen Verformung ermittelt werden:
Φt = Φf0 * (kf,t - kf,t0) + 0,4 kv,(t-t0) | (4) |
Hierin bedeuten:
Φf0 | Grundfließzahl nach Tabelle 8, Spalte 3. |
kf | Beiwert nach Bild 1 für den zeitlichen Ablauf des Fließens unter Berücksichtigung der wirksamen Körperdicke def nach Abschnitt 8.5, der Zementart und des wirksamen Alters. |
t | Wirksames Betonalter zum untersuchten Zeitpunkt nach Abschnitt 8.6. |
t0 | Wirksames Betonalter beim Aufbringen der Spannung nach Abschnitt 8.6. |
kv | Beiwert nach Bild 2 zur Berücksichtigung des zeitlichen Ablaufes der verzögert elastischen Verformung. |
(5) Wenn sich der zu untersuchende Kriechprozess über mehr als 3 Monate erstreckt, darf vereinfachend kv (t - t0) = 1 gesetzt werden.
8.4 Schwindmaß des Betons
(1) Das Schwinden des Betons hängt vor allem von der Feuchte der umgebenden Luft, den Maßen des Bauteiles und der Zusammensetzung des Betons ab.
(2) Ist die Auswirkung des Schwindens vom Wirkungsbeginn bis zum Zeitpunkt t = ∞ zu berücksichtigen, so kann mit den Endschwindmaßen εS∞ nach Tabelle 7 gerechnet werden.
(3) Sind die Auswirkungen des Schwindens zu einem anderen als zum Zeitpunkt t = ∞ zu beurteilen, so kann der maßgebende Teil des Schwindmaßes bis zum Zeitpunkt t nach Gleichung (5) ermittelt werden:
εs,t = εs0 * (ks,t - ks,t0) | (5) |
Hierin bedeuten:
εs0 | Grundschwindmaß nach Tabelle 8, Spalte 4. |
ks | Beiwert zur Berücksichtigung der zeitlichen Entwicklung des Schwindens nach Bild 3. |
t | Wirksames Betonalter zum untersuchten Zeitpunkt nach Abschnitt 8.6. |
t0 | Wirksames Betonalter nach Abschnitt 8.6 zu dem Zeitpunkt, von dem ab der Einfluß des Schwindens berücksichtigt werden soll. |
Tabelle 7. Endkriechzahl und Endschwindmaß in Abhängigkeit vom wirksamen Betonalter und der mittleren Dicke des Bauteiles (Richtwerte)
Kurve | Lage des Bauteiles | Mittlere Dicke | Endkriechzahl Φ∞ | Endschwindmaße ε∞ |
1 | feucht, im Freien (relative Luftfeuchte ≈ 70 %) | klein (< 10 cm) | ||
2 | groß (> 80 cm) | |||
3 | trocken, in Innenräumen (relative Luftfeuchte ≈ 50 %) | klein (< 10 cm) | ||
4 | groß (> 80 cm) | |||
Anwendungsbedingungen:
Die Werte dieser Tabelle gelten für den Konsistenzbereich KP. Für die Konsistenzbereiche KS bzw. KR sind die Werte um 25 % zu ermäßigen bzw. zu erhöhen. Bei Verwendung von Fließmitteln darf die Ausgangskonsistenz angesetzt werden. Die Tabelle gilt für Beton, der unter Normaltemperatur erhärtet und für den Zement der Festigkeitsklassen Z35 F und Z 45 F verwendet wird. Der Einfluss auf das Kriechen von Zement mit langsamer Erhärtung (Z 25, Z 35 L, Z 45 L) bzw. mit sehr schneller Erhärtung (Z 55) kann dadurch berücksichtigt werden, dass die Richtwerte für den halben bzw. 1,5fachen Wert des Betonalters bei Belastungsbeginn abzulesen sind. 1) A Fläche des Betonquerschnitts; u der Atmosphäre ausgesetzter Umfang des Bauteiles. |
Tabelle 8. Grundfließzahl und Grundschwindmaß in Abhängigkeit von der Lage des Bauteiles (Richtwerte)
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Lage des Bauteiles | Mittlere relative Luftfeuchte in % etwa | Grundfließzahl Φf0 | Grundschwindmaß µs0 | Beiwert kef nach Abschnitt 8.5 | |
1 | Wasser | 0,8 | +10 * 10-5 | 30 | |
2 | in sehr feuchter Luft, z.B. unmittelbar über dem Wasser | 90 | 1,3 | -13 * 10-5 | 5,0 |
3 | allgemein im Freien | 70 | 2,0 | -32 * 10-5 | 1,5 |
4 | in trockener Luft, trockenen Innenräumen | 50 | 2,7 | -46 * 10-5 | 1,0 |
Anwendungsbedingungen siehe Tabelle 7 |
8.5 Wirksame Körperdicke
Für die wirksame Körperdicke gilt die Gleichung
(6) |
Hierin bedeuten:
kef | Beiwert nach Tabelle 8, Spalte 5, zur Berücksichtigung des Einflusses der Feuchte auf die wirksame Dicke. |
A | Fläche des gesamten Betonquerschnitts |
u | Die Abwicklung der der Austrocknung ausgesetzten Begrenzungsfläche des gesamten Betonquerschnitts. Bei Kastenträgern ist im allgemeinen die Hälfte des inneren Umfanges zu berücksichtigen. |
8.6 Wirksames Betonalter
(1) Wenn der Beton unter Normaltemperatur erhärtet, ist das wirksame Betonalter gleich dem wahren Betonalter. In den übrigen Fällen tritt an die Stelle des wahren Betonalters das durch Gleichung (7) bestimmte wirksame Betonalter.
(7) |
Hierin bedeuten:
t | Wirksames Betonalter |
Ti | Mittlere Tagestemperatur des Betons in °C |
Δti | Anzahl der Tage mit mittlerer Tagestemperatur Ti des Betons in °C |
(2) Bei der Bestimmung von to ist sinngemäß zu verfahren.
8.7 Berücksichtigung der Auswirkung von Kriechen und Schwinden des Betons
8.7.1 Allgemeines
(1) Der Einfluss von Kriechen und Schwinden muss berücksichtigt werden, wenn hierdurch die maßgebenden Schnittgrößen oder Spannungen wesentlich in die ungünstigere Richtung verändert werden.
(2) Bei der Abschätzung der zu erwartenden Verformung sind die Auswirkungen des Kriechens und Schwindens stets zu verfolgen.
(3) Der rechnerische Nachweis ist für alle dauernd wirkenden Beanspruchungen durchzuführen. Wirkt ein nennenswerter Anteil der Verkehrslast dauernd, so ist auch der durchschnittlich vorhandene Betrag der Verkehrslast als Dauerlast zu betrachten.
(4) Bei der Berechnung der Auswirkungen des Schwindens darf sein Verlauf näherungsweise affin zum Kriechen angenommen werden.
8.7.2 Berücksichtigung von Belastungsänderungen
Bei sprunghaften Änderungen der dauernd einwirkenden Spannungen gilt das Superpositionsgesetz. Ändern sich die Spannungen allmählich, z.B. unter Einfluss von Kriechen und Schwinden, so darf an Stelle von genaueren Lösungen näherungsweise als kriecherzeugende Spannung das Mittel zwischen Anfangs- und Endwert angesetzt werden, sofern die Endspannung nicht mehr als 30 % von der Anfangsspannung abweicht.
8.7.3 Besonderheiten bei Fertigteilen
(1) Bei Spannbetonfertigteilen ist der durch das zeitabhängige Verformungsverhalten des Betons hervorgerufene Spannungsabfall im Spannstahl in der Regel unter der ungünstigen Annahme zu ermitteln, dass eine Lagerungszeit von einem halben Jahr auftritt. Davon darf abgewichen werden, wenn sichergestellt ist, dass die Fertigteile in einem früheren Betonalter eingebaut und mit der maßgebenden Dauerlast belastet werden.
(2) Bei nachträglich durch Ortbeton ergänzten Deckenträgern unter 7 m Spannweite mit einer Verkehrslast p < 3,5 kN/m2 brauchen die durch unterschiedliches Kriechen und Schwinden von Fertigteil und Ortbeton hervorgerufenen Spannungsumlagerungen nicht berücksichtigt zu werden.
(3) Ändern sich die klimatischen Bedingungen zu einem Zeitpunkt ti nach Aufbringen der Beanspruchung erheblich, so muss dies beim Kriechen und Schwinden durch die sich abschnittsweise ändernden Grundfließzahlen ΦfO und zugehörigen Schwindmaße εs0 erfasst werden.
9 Gebrauchszustand, ungünstigste Laststellung, Sonderlastfälle bei Fertigteilen, Spaltzugbewehrung
9.1 Allgemeines
Zum Gebrauchszustand gehören alle Lastfälle, denen das Bauwerk während seiner Errichtung und seiner Nutzung unterworfen ist. Ausgenommen sind Beförderungszustände für Fertigteile nach Abschnitt 9.4.
9.2 Zusammenstellung der Beanspruchungen
9.2.1 Vorspannung
In diesem Lastfall werden die Kräfte und Spannungen zusammengefasst, die allein von der ursprünglich eingetragenen Vorspannung hervorgerufen werden.
9.2.2 Ständige Last
Wird die ständige Last stufenweise aufgebracht, so ist jede Laststufe als besonderer Lastfall zu behandeln.
9.2.3 Verkehrslast, Wind und Schnee
Auch diese Lastfälle sind unter Umständen getrennt zu untersuchen, vor allem dann, wenn die Lasten zum Teil vor, zum Teil erst nach dem Kriechen und Schwinden auftreten.
9.2.4 Kriechen und Schwinden
In diesem Lastfall werden alle durch Kriechen und Schwinden entstehenden Umlagerungen der Kräfte und Spannungen zusammengefasst.
9.2.5 Wärmewirkungen
(1) Soweit erforderlich, sind die durch Wärmewirkungen 5) hervorgerufenen Spannungen nachzuweisen. Bei Hochbauten ist DIN 1045/07.88, Abschnitt 16.5, zu beachten.
(2) Beim Spannungsnachweis im Bauzustand brauchen bei durchlaufenden Balken und Platten Temperaturunterschiede nicht berücksichtigt zu werden, siehe jedoch Abschnitt 15.1. (3).
(3) Bei Brücken nach DIN 1072 und vergleichbaren Bauwerken mit Wärmewirkung darf beim Spannungsnachweis im Endzustand auf den Nachweis des vollen Temperaturunterschiedes bei 0,7facher Verkehrslast verzichtet werden.
9.2.6 Zwang aus Baugrundbewegungen
Bei Brücken und vergleichbaren Bauwerken ist Zwang aus wahrscheinlichen Baugrundbewegungen nach DIN 1072 zu berücksichtigen.
9.2.7 Zwang aus Anheben zum Auswechseln von Lagern
Der Lastfall Anheben zum Auswechseln von Lagern bei Brücken und vergleichbaren Bauwerken ist zu berücksichtigen. Die beim Anheben entstehende Zwangbeanspruchung darf bei der Spannungsermittlung unberücksichtigt bleiben.
9.3 Lastzusammenstellungen
Bei Ermittlung der ungünstigsten Beanspruchungen müssen in der Regel nachfolgende Lastfälle untersucht werden:
9.4 Sonderlastfälle bei Fertigteilen
(1) Zusätzlich zu DIN 1045/07.88, Abschnitte 19.2,19.5.1 und 19.5.2, gilt folgendes:
(2) Für den Beförderungszustand, d. h. für alle Beanspruchungen, die bei Fertigteilen bis zum Versetzen in die für den Verwendungszweck vorgesehene Lage auftreten können, kann auf die Nachweise der Biegedruckspannungen in der Druckzone und der schiefen Hauptspannungen im Gebrauchszustand verzichtet werden. Die Zugkraft in der Zugzone muss durch Bewehrung abgedeckt werden. Der Nachweis ist nach Abschnitt 10.2 zu führen; der Stabdurchmesser ds darf jedoch die Werte nach Gleichung (8) überschreiten.
(3) Für den Beförderungszustand darf bei den Nachweisen im rechnerischen Bruchzustand nach den Abschnitten 11, 12.3 und 12.4, der Sicherheitsbeiwert γ = 1,75 auf γ = 1,3 abgemindert werden (siehe DIN 1045/07.88, Abschnitt 19.2).
(4) Bei dünnwandigen Trägern ohne Flansche bzw. mit schmalen Flanschen ist auf eine ausreichende Kippstabilität zu achten.
9.5 Spaltzugspannungen und Spaltzugbewehrung im Bereich von Spanngliedern
(1) Die zur Aufnahme der Spaltzugspannungen im Verankerungsbereich anzuordnende Bewehrung ist dem Zulassungsbescheid für das Spannverfahren zu entnehmen.
(2) Im Bereich von Spanngliedern, deren zulässige Spannkraft gemäß Tabelle 9, Zeile 65, mehr als 1500 kN beträgt, dürfen die Spaltzugspannungen außerhalb des Verankerungsbereiches den Wert
nur überschreiten, wenn die Spaltzugkräfte durch Bewehrung aufgenommen werden, die für die Spannung βS/1,75 bemessen ist 6). Die Bewehrung ist in der Regel je zur Hälfte auf beiden Seiten jeder Spanngliedlage anzuordnen. Der Abstand der quer zu den Spanngliedern verlaufenden Stäbe soll 20 cm nicht überschreiten. Die Bewehrung ist an den Enden zu verankern.
10 Rissebeschränkung
10.1 Zulässigkeit von Zugspannungen
10.1.1 Volle Vorspannung
(1) Im Gebrauchszustand dürfen in der Regel keine Zugspannungen infolge von Längskraft und Biegemoment auftreten.
(2) In folgenden Fällen sind jedoch solche Zugspannungen zulässig:
(3) Gleichgerichtete Zugspannungen aus verschiedenen Tragwirkungen (z.B. Wirkung einer Platte als Gurt eines Hauptträgers bei gleichzeitiger örtlicher Lastabtragung in der Platte) sind zu überlagern; dabei dürfen die Spannungen die Werte der Tabelle 9, Zeilen 12 bis 14 bzw. Zeilen 30 bis 32, nicht überschreiten. Für Lastfallkombinationen unter Einschluß der möglichen Baugrundbewegungen nach DIN 1072 sind Nachweise der Betonzugspannungen nicht erforderlich.
10.1.2 Beschränkte Vorspannung
(1) Im Gebrauchszustand sind die in Tabelle 9, Zeilen 18 bis 26 bzw. bei Brücken und vergleichbaren Bauwerken Zeilen 36 bis 44 angegebenen Zugspannungen infolge von Längskraft und Biegemoment zulässig.
Bild 1. Beiwert kf
Bild 2. Verlauf der verzögert elastischen Verformung
Bild 3. Beiwerte ks
(2) Bei Bauteilen im Freien oder bei Bauteilen mit erhöhtem Korrosionsangriff gemäß DIN 1045/07.88, Tabelle 10, Zeile 4, dürfen jedoch keine Zugspannungen aus Längskraft und Biegemoment auftreten infolge des Lastfalles Vorspannung plus ständige Last plus Verkehrslast, die während der Nutzung ständig oder längere Zeit im wesentlichen unverändert wirkt (bei Brücken die halbe Verkehrslast), plus Kriechen und Schwinden. In dem vorgenannten Lastfall sind an Stelle der Verkehrslast die wahrscheinlichen Baugrundbewegungen zu berücksichtigen, wenn sich dadurch ungünstigere Werte ergeben. Für Lastfallkombinationen unter Einschluss der möglichen Baugrundbewegungen nach DIN 1072 sind Nachweise der Betonzugspannungen nicht erforderlich.
(3) Gleichgerichtete Zugspannungen aus verschiedenen Tragwirkungen (z.B. Wirkung einer Platte als Gurt eines Hauptträgers bei gleichzeitiger örtlicher Lastabtragung in der Platte) sind zu überlagern; dabei sind die Werte nach Tabelle 9, Zeilen 21 bis 23 bzw. 39 bis 41, einzuhalten.
10.2 Nachweis zur Beschränkung der Rissbreite
(1) Zur Sicherung der Gebrauchsfähigkeit und Dauerhaftigkeit der Bauteile ist die Rissbreite durch geeignete Wahl von Bewehrungsgehalt, Stahlspannung und Stabdurchmesser in dem Maß zu beschränken, wie es der Verwendungszweck erfordert.
(2) Die Betonstahlbewehrung zur Beschränkung der Rissbreite muss aus geripptem Betonstahl bestehen. Bei Vorspannung mit sofortigem Verbund dürfen im Querschnitt vorhandene Spannglieder zur Beschränkung der Rissbreite herangezogen werden. Die Beschränkung der Rissbreite gilt als nachgewiesen, wenn folgende Bedingung eingehalten ist:
(8) |
Hierin bedeuten:
ds | größter vorhandener Stabdurchmesser der Längsbewehrung in mm (Betonstahl oder Spannstahl in sofortigem Verbund) |
r | Beiwert nach Tabelle 8.1 7) |
μz | der auf die Zugzone Abz bezogene Bewehrungsgehalt 100 (As + Av)/Abz ohne Berücksichtigung der Spannglieder mit nachträglichem Verbund (Zugzone = Bereich von rechnerischen Zugdehnungen des Betons unter der in Absatz (5) angegebenen Schnittgrößenkombination, wobei mit einer Zugzonenhöhe von höchstens 0,80 m zu rechnen ist). Dabei ist vorausgesetzt, dass die Bewehrung A, annähernd gleichmäßig über die Breite der Zugzone verteilt ist. Bei stark unterschiedlichen Bewehrungsgehalten μz innerhalb breiter Zugzonen muss Gleichung (8) auch örtlich erfüllt sein. |
As | Querschnitt der Betonstahlbewehrung der Zugzone Abz in cm2 |
Av | Querschnitt der Spannglieder in sofortigem Verbund in der Zugzone Abz in cm2 |
σs | Zugspannung im Betonstahl bzw. Spannungszuwachs sämtlicher im Verbund liegender Spannstähle in N/mm2 nach Zustand II unter Zugrundelegung linear-elastischen Verhaltens für die in Absatz (5) angegebene Schnittgrößenkombination, jedoch höchstens βs (siehe auch Erläuterungen im DAfStb-Heft 320) |
Tabelle 8.1. Beiwerte r zur Berücksichtigung der Verbundeigenschaften
Bauteile mit Umweltbedingungen nach DIN 1045/07.88, Tabelle 10, Zeile(n) | 1 | 2 | 3 und 4 1) |
zu erwartende Rissbreite | normal | normal | sehr gering |
gerippter Betonstahl und gerippte Spannstähle in sofortigem Verbund | 200 | 150 | 100 |
profilierter Spannstahl und Litzen in sofortigem Verbund | 150 | 110 | 75 |
1) Auch bei Bauteilen im Einflussbereich bis zu 10m von
|
(3) Im Bereich eines Quadrates von 30 cm Seitenlänge, in dessen Schwerpunkt ein Spannglied mit nachträglichem Verbund liegt, darf die nach Absatz (2) nachgewiesene Betonstahlbewehrung um den Betrag
ΔAs = uv * ξ * ds / 4 | (9) |
abgemindert werden.
Hierin bedeuten:
ds | nach Gleichung (8), jedoch in cm | |
uv | Umfang des Spanngliedes im Hüllrohr
Einzelstab: uv = π dv Bündelspannglied, Litze: uv = 1,6 * π * (Av)0,5 | |
dv | Spannglieddurchmesser des Einzelstabes in cm | |
Av | Querschnitt der Bündelspannglieder bzw. Litzen in cm2 | |
ξ | Verhältnis der Verbundfestigkeit von Spanngliedern im Einpressmörtel zur Verbundfestigkeit von Rippenstahl im Beton | |
- Spannglieder aus glatten Stäben | ξ = 0,2 | |
- Spannglieder aus profilierten Drähten oder aus Litzen | ξ = 0,4 | |
- Spannglieder aus gerippten Stählen | ξ = 0,6 |
(4) Ist der betrachtete Querschnittsteil nahezu mittig auf Zug beansprucht (z.B. Gurtplatte eines Kastenträgers), so ist der Nachweis nach Gleichung (8) für beide Lagen der Betonstahlbewehrung getrennt zu führen. Anstelle von μz tritt dabei jeweils der auf den betrachteten Querschnittsteil bezogene Bewehrungsgehalt des betreffenden Bewehrungsstranges.
(5) Bei überwiegend auf Biegung beanspruchten stabförmigen Bauteilen und Platten ist für den Nachweis nach Gleichung (8) von folgender Beanspruchungskombination auszugehen:
Hierin bedeuten:
EI | Biegesteifigkeit im Zustand I im betrachteten Querschnitt, |
d0 | Querschnittsdicke im betrachteten Querschnitt (bei Platten ist d0 = d zu setzen). |
Soweit diese Beanspruchungskombination ohne den statisch bestimmten Anteil der Vorspannung örtlich geringere Biegemomente als den Mindestwert
ergibt, so ist dieses Moment M2 in den durch Bild 3.1 gekennzeichneten Bereichen mit dem dort angegebenen Verlauf anzunehmen. Für den Nachweis nach Gleichung (8) ist dabei von der mit M2 ermittelten Grenzlinie und dem statisch bestimmten Anteil der 0,9- bzw. 1,1fachen Vorspannung als Beanspruchungskombination auszugehen.
(6) Für Beanspruchungskombinationen unter Einschluss der möglichen Baugrundbewegungen sind Nachweise zur Beschränkung der Rissbreiten nicht erforderlich.
(7) Bei Platten mit Umweltbedingungen nach DIN 1045/ 07.88, Tabelle 10, Zeilen 1 und 2, braucht der Nachweis nach den Absätzen (2) bis (5) nicht geführt zu werden, wenn eine der folgenden Bedingungen a) oder b) eingehalten ist:
a) | Die Ausmitte e = |M / N| bei Lastkombinationen nach Absatz (5) entspricht folgenden Werten: |
e < d/3 bei Platten der Dicke d < 0,40 m | |
e < 0,133 m bei Platten der Dicke d > 0,40 m | |
b) | Bei Deckenplatten des üblichen Hochbaues mit Dicken d < 0,40 m sind für den Wert der Druckspannung |σN| in N/mm2 aus Normalkraft infolge von Vorspannung und äußerer Last und den Bewehrungsgehalt μ in % für den Betonstahl in der vorgedrückten Zugzone - bezogen auf den gesamten Betonquerschnitt - folgende drei Bedingungen erfüllt: |
(8) Bei anderen Tragwerken (wie z.B. Behälter, Scheiben- und Schalentragwerke) sind besondere Überlegungen zur Erfüllung von Absatz (1) erforderlich.
________________
5) Siehe DIN 1072
6) Ansätze für die Ermittlung können den Mitteilungen des Instituts für Bautechnik, Berlin, Heft 4/1979, Seiten 98 und 99, entnommen werden.
7) Bei unterschiedlichen Verbundeigenschaften darf der Ermittlung der Bewehrung ein mittlerer Wert r zugrunde gelegt werden, siehe z.B. DAfStb-Heft 320.
weiter. |