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Veröffentlichung: MABl 1987 S. 107

Ersatz für

DIN V 4227 T 4/12.85

Prestressed concrete; prestressed lightweight concrete structural members

Béton précontraint; éléments structuraux en béton leger précontraint

Diese Norm wurde vom Fachbereich VII Beton- und Stahlbetonbau/Deutscher Ausschuss für Stahlbeton des NABau ausgearbeitet.

Die Benennung "Last" wird für Kräfte verwendet, die von außen auf ein System einwirken; dies gilt auch für zusammengesetzte Wörter mit der Silbe ... "Last" (siehe DIN 1080 Teil 1).

Alle Hinweise auf DIN 1045, DIN 4219 Teil 1 und Teil 2 sowie DIN 4227 Teil 1 und Teil 2 beziehen sich jeweils auf folgende Ausgaben:

Die Normen der Reihe DIN 4227 umfassen folgende Teile:

1 Anwendungsbereich

(1) Diese Norm gilt für die Bemessung und Ausführung von Bauteilen aus Spannleichtbeton mit geschlossenem Gefüge, bei denen der Beton durch im Endzustand in Verbund liegende Spannglieder teilweise, beschränkt oder voll vorgespannt wird.

(2) Diese Norm gilt nicht für Vorspannung mit sofortigem Verbund bei Anwendung von teilweiser Vorspannung nach DIN 4227 Teil 2.

(3) Für die Anwendung dieser Norm auf solche Bauteile, für die DIN 4227 Teil 3 und Teil 6 gilt, ist die Zustimmung im Einzelfall erforderlich.

(4) Die sinngemäße Anwendung dieser Norm auf Bauteile, bei denen die Vorspannung nicht durch Spannglieder erzeugt wird, ist jeweils gesondert zu überprüfen.

(5) Für verwendete Begriffe gelten DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 1.2 und DIN 4219 Teil 1, Abschnitt 3.

2 Bautechnische Unterlagen, Bauleitung und Fachpersonal

Es gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 2.2 und Abschnitt 2.3.

3 Baustoffe

3.1 Beton

(1) Für die Anforderungen an den Beton, die Rohdichteklassen, die Herstellung und Überwachung gilt DIN 4219 Teil 1. Für die Anwendung der Festigkeitsklassen ist Tabelle 1 zu beachten, wobei auch LB 25 unter den Bedingungen für B 11 nach DIN 1045 herzustellen und zu überwachen ist.

(2) Im übrigen wird auf DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 3.1 verwiesen.

3.2 Spannstahl und Einpressmörtel

(1) Bei Vorspannung mit nachträglichem Verbund ist zu beachten, dass die Spannverfahren auch für Anwendung bei Leichtbeton allgemein bauaufsichtlich zugelassen sind.

(2) Für Spannstahl, Hüllrohr und Einpressmörtel gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 3.2 bis Abschnitt 3.4.

4 Nachweis der Güte der Baustoffe

(1) Für den Nachweis der Güte der Baustoffe gilt DIN 1045, Abschnitt 7.4 in Verbindung mit DIN 4219 Teil 1.

(2) Im übrigen ist DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 4 zu beachten.

5 Aufbringen der Vorspannung

(1) Der Nachweis der Erhärtung des Leichtbetons für die verschiedenen Zeitpunkte des Vorspannens darf nur durch Prüfung an Probekörpern durchgeführt werden.

(2) Im übrigen gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 5.

6 Grundsätze für die bauliche Durchbildung und Bauausführung

6.1 Bewehrung aus Betonstahl

(1) Für die Mindestmaße der Betondeckung ist DIN 4219 Teil 2, Tabelle 1 maßgebend.

(2) Druckbeanspruchte Bewehrungsstäbe in der äußeren Lage sind je m² Oberfläche an mindestens acht verteilt angeordneten Stellen gegen Ausknicken zu sichern, wenn im Gebrauchszustand die Betondruckspannung 0,2 * β_WN überschritten wird.

(3) Eine statisch erforderliche Druckbewehrung ist nach DIN 1045, Abschnitt 25.2.2.2 zu verbügeln.

(4) Für Stabdurchmesser d_s ≥ 25 mm und Betonstahlmatten gilt DIN 4219 Teil 2, Abschnitt 11.4 bzw. Abschnitt 11.5.

6.2 Spannglieder

6.2.1 Spannglieder mit nachträglichem Verbund

Für die Betondeckung und den lichten Abstand der Hüllrohre gilt DIN 4227 Tei1 1, Abschnitte 6.2.1 und 6.2.2. Im übrigen gilt DIN 4227 Tei1 1, Abschnitte 6.2.5 bis 6.8.

6.2.2 Spannglieder mit sofortigem Verbund

(1) Der Korrosionsschutz und das ordnungsgemäße Einbringen des Betons sind im allgemeinen gewährleistet, wenn für die Spannglieder die Mindestmaße der Betondeckung nach DIN 4219 Teil 2, Tabelle 1 Spalten 4 bis 6 um 0,5 cm erhöht werden.

(2) Für die wirksame Verankerung runder gerippter Einzeldrähte und Litzen mit d_v ≤ 12 mm sowie nichtrunder gerippter Einzeldrähte mit d_v ≤ 8 mm muss die Betondeckung 3,0 cm oder 3,0 d_v betragen. Der größere Wert ist maßgebend.

(3) Für die lichten Mindestabstände runder gerippter Einzeldrähte und Litzen mit d_v ≤ 12 mm sowie nichtrunder gerippter Einzeldrähte mit d_v ≤ 8 mm gelten in Abweichung von DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 6.2.4 (1) folgende Werte:

Tabelle 1. Festigkeitsklassen des Leichtbetons und ihre Anwendung

Darin ist für d_v zu setzen:

1. bei Runddrähten der Spanndrahtdurchmesser
2. bei nichtrunden Drähten der Vergleichsdurchmesser eines Runddrahtes gleicher Querschnittsfläche
3. bei Litzen der Nenndurchmesser.

(4) Im übrigen gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 6.2.3 bis Abschnitt 6.8.

7 Berechnungsgrundlagen

7.1 Beschränkte oder volle Vorspannung

(1) Für die Formänderungen des Spannleichtbetons gelten die Rechenwerte nach Tabelle 2.

Tabelle 2. Rechenwerte des Elastizitätsmoduls und des Schubmoduls des Leichtbetons

(2) Im übrigen gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 7.

7.2 Teilweise Vorspannung

Bei teilweise vorgespanntem Leichtbeton mit nachträglichem Verbund gilt hinsichtlich der Berechnungsgrundlagen DIN 4227 Teil 2, Abschnitt 7. Die erforderlichen Nachweise sind nach DIN 4227 Teil 2, Abschnitt 7.1 zu erbringen.

8 Zeitabhängiges Verformungsverhalten von Stahl und Beton

(1) Grundlage zur Berechnung der zeitabhängigen Verformungen von Stahl und Beton ist DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 8 einschließlich Tabellen 7 und 8 sowie Bilder 1 bis 3.

(2) In DIN 4227 Teil 1, Gleichung (3) ist für E_b der Wert E_lb nach Tabelle 2 einzuführen.

(3) Die Richtwerte für die Grundfließzahl Φ_f0 nach DIN 4227 Teil 1, Tabelle 8 Spalte 3 sind für Spannleichtbeton mit dem Beiwert E_lb/E_b abzumindern, wobei E_b aus DIN 4227 Teil 1, Tabelle 6 zu entnehmen ist.

(4) Das nach DIN 4227 Teil 1, Gleichung (5) mit ε_s0 nach Tabelle 8 Spalte 4 und Bild 3 ermittelte Schwindmaß ε_s,t ist für Spannleichtbeton zu erhöhen. Wenn kein genauerer Nachweis geführt wird, genügt eine Erhöhung um 20 %.

9 Gebrauchszustand, ungünstigste Laststellung und Sonderlastfälle bei Fertigteilen

(1) Für beschränkte und volle Vorspannung gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 9.

(2) Für teilweise Vorspannung gilt DIN 4227 Teil 2, Abschnitt 9.

(3) Im Bereich der Krümmungen von Spanngliedern sind Spaltzugspannungen auf den Wert 0,20 (in MN/m²) zu begrenzen. Die Spaltzugspannungen, die aus den Umlenkkräften der Spannglieder und aus der Umlenkung der Hauptdruckkräfte um die Hüllrohre entstehen, sind zu überlagern. ¹)

10 Rissebeschränkung

10.1 Beschränkte oder volle Vorspannung

(1) Bei Anwendung beschränkter oder voller Vorspannung sind die nach DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 10.1 zulässigen Zugspannungen auf 80 % der dort angegebenen Werte abzumindern.

(2) Im übrigen gelten die Festlegungen nach DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 10.

10.2 Teilweise Vorspannung

Bei Anwendung teilweiser Vorspannung sind die Bedingungen nach DIN 4227 Teil 2, Abschnitt 10 einzuhalten; der vereinfachte Nachweis nach DIN 4227 Teil 2, Abschnitt 10.1, Absatz 5 für Plattenquerschnitte ist jedoch nicht zulässig.

11 Nachweis für den rechnerischen Bruchzustand bei Biegung, Biegung mit Längskraft und Längskraft

11.1 Beschränkte oder volle Vorspannung

(1) Hierfür gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 11 mit der Abweichung, daß die Spannungsdehnungslinie des Leichtbetons nach Bild 1 oder Bild 2 anzunehmen ist.

(2) Für die Berücksichtigung der Steifigkeitsverhältnisse im Zustand II sind für Betonstahl und Spannstahl die Elastizitätsmoduln nach DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 7.2 und die Rechenwerte für die Spannungsdehnungslinien nach DIN 4227 Teil 1, Bild 5 anzusetzen.

(3) Für druckbeanspruchten Leichtbeton sind die Elastizitätsmoduln nach Tabelle 2 einzuführen.

Bild 1. Vereinfachte Rechenwerte für die Spannungsdehnungslinie des Leichtbetons

Bild 2. Rechenwerte für die Spannungsdehnungslinie des Leichtbetons

11.2 Teilweise Vorspannung

Bei Anwendung teilweiser Vorspannung sind die Nachweise unter Beachtung von DIN 4227 Teil 2, Abschnitt 11 zu führen.

12 Schiefe Hauptspannungen und Schubdeckung

12.1 Beschränkte oder volle Vorspannung

Die Nachweise und Ermittlung der Bewehrungen sind nach DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 12 zu führen. Dabei ist folgendes zu beachten:

1. Die für den Zustand I berechneten schiefen Hauptzugspannungen im Gebrauchszustand dürfen 80% der nach DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 12.2 zulässigen Werte nicht überschreiten.
2. Für die Unterteilung der Schubbereiche "Zone a" und "Zone b" gelten anstelle der Werte nach DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 12.3.1, für Spannleichtbeton:

   LB 25	LB 35	LB 45	LB 55
   2,0 MN/m2	2,3 MN/m2	2,6 MN/m2	2,8 MN/m2

3. Die Grundwerte der Hauptdruckspannungen im rechnerischen Bruchzustand in Zone b und in Zuggurten der Zone A dürfen 80 % der Werte von DIN 4227 Teil 1, Tabelle 9 Zeilen 56 bis 63 nicht überschreiten.
4. Die Schubdeckung durch Bewehrung ist für Querkraft und Torsion im rechnerischen Bruchzustand bereits in den Bereichen des Tragwerks bzw. Querschnitts nachzuweisen, in denen 80 % der in DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 12.4.1 Absatz 1 angegebenen Spannungen erreicht sind.
5. Darüber hinaus ist in DIN 4227 Teil 1, Gleichungen (11) und (12) der Wert Δτ nur mit 50 % der Werte nach DIN 4227 Teil 1, Tabelle 9 Zeile 50 einzuführen.
6. Bei nachträglich mit Ortbeton B 15 ergänzten Querschnitten ist Δτ gleich 0,4 MN/m² zu setzen.

12.2 Teilweise Vorspannung

Bei Anwendung von teilweiser Vorspannung sind die Nachweise unter Beachtung der Abschnitte 12.1 und 12.3 nach DIN 4227 Teil 2 zu erbringen.

12.3 Durchstanzen

Es gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 12.9. Abweichend davon sind die Werte τ₀₁₁ gegenüber DIN 1045, Tabelle 13 Zeilen 1a und 1b mit dem Faktor 0,6 und die Werte τ₀₂ gegenüber DIN 1045, Tabelle 13 Zeile 2 mit dem Faktor 0,8 abzumindern.

13 Nachweis der Beanspruchung des Verbundes zwischen Spannglied und Beton

Es gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 13.

14 Verankerung und Kopplung der Spannglieder, Zugkraftdeckung

(1) Es gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 14 unter Beachtung von Abschnitt 6.2. Bei Anwendung teilweiser Vorspannung entfallen die in DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 14.4 Absatz 1 angesprochenen Nachweise für den Gebrauchszustand.

(2) Die in den Zulassungen für den Spannstahl genannten Verbundbeiwerte K₁ gelten auch für Leichtbeton

(3) Die in DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 14.3 Absatz 2 genannten zulässigen Hauptzugspannungen nach Tabelle 9 Zeilen 49 und 50 sind jedoch auf 80 % zu begrenzen.

15 Zulässige Spannungen

(1) Bei beschränkter oder voller Vorspannung gilt DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 15 mit folgender Ergänzung:

In Querschnitten, die analog zu DIN 4227 Teil 1, Abschnitt 15.6 nach DIN 4219 Teil 2 bemessen werden, dürfen die nach Zustand I ermittelten Querbiegezugspannungen 80 % der Werte von DIN 4227 Teil 1, Tabelle 9 Zeile 45 nicht überschreiten.

(2) Bei Anwendung von teilweiser Vorspannung ist der Nachweis der Stahlspannungen im Gebrauchszustand bei Biegung, Biegung mit Längskraft und Längskraft nach DIN 4227 Teil 2, Abschnitt 9 zu führen.

(3) Bei Teilflächenbelastung gilt für die Ermittlung der größten Pressung σ₁ die Bedingung:

(3)

Die Maße der Teilfläche A₁ müssen in beiden Richtungen mindestens 5 cm betragen.

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Frühere Ausgaben

DIN V 4227 Teil 4: 12.85

Änderungen

Gegenüber DIN V 4227 T 4/12.85 wurden folgende Änderungen vorgenommen:

Fehlerhafte Norm-Nummer DIN V 4227 Teil 4 in DIN 4227 Teil 4 berichtigt.

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E 04 B 5/08

E04G21/12

__________________

¹) Ansätze für die Ermittlung dieser Spaltzugspannungen können den Mitteilungen des Instituts für Bautechnik, Heft 4, 1979, Seiten 98 und 99 entnommen werden.

ENDE