Konstruieren im Stahlbetonbau 2 (eBook)

Stabwerkmodelle - Regeldetails - Gebrauchstauglichkeit

Hans-Hermann Prüser (Autor)

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2012 | 1. Auflage
274 Seiten
Carl Hanser Fachbuchverlag
9783446431447 (ISBN)

Infos

Zunächst werden die Stabwerksmodelle behandelt, die heute die Grundlage bilden, mit der der Kraftfluss und die sich daraus entwickelnde Bewehrung im Bauteil konstruiert werden kann.
Besondere Bedeutung kommt dabei der Konstruktion der Bewehrung zu.
Die Verfahren für die Nachweisführung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit werden ausführlich erläutert.
Zahlreiche anschauliche Bilder erhöhen dabei das Verständnis, und der gesamte Lehrstoff wird an ausführlich durchgerechneten Beispielen vertieft.

Prof. Dr.-Ing. Hans-Hermann Prüser lehrt die Fächer Baustatik, Massivbau und Mauerwerksbau an der Jade Hochschule, Oldenburg.

Inhalt

Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 8
1 Modelle für Lastabtragung und Werkstoffbeanspruchung 14
1.1 Die grundlegenden Tragmodelle 15
1.1.1 Die Bernoulli-Hypothese 15
1.1.2 Die Fachwerkanalogie 15
1.1.3 Anwendungsgrenzen 16
1.1.3.1 Die Systemfindung ist widersprüchlich 16
1.1.3.2 Bernoulli-Hypothese und Fachwerkanalogie gelten in Teilbereichen des Tragwerks nicht 17
1.1.3.3 Großvolumige, gedrungene Bauteile 18
1.2 Die lineare Elastizitätstheorie 20
1.2.1 Theoretischer Hintergrund 20
1.2.2 Beispiele für Simulationen 22
1.2.2.1 Balken auf 2 Stützen mit/ohne Aussparung 22
1.2.2.2 Scheibe unter zentrischer/exzentrischer Druckbeanspruchung 28
1.2.3 Anwendung der Elastizitätstheorie auf denWerkstoff Stahlbeton 31
1.2.4 Eine Anleihe aus der Plastizitätstheorie 32
1.3 Die Lastpfadmethode zum Modellieren von D-Bereichen 33
1.3.1 Zentrische Lasteinleitung in eine Scheibe 33
1.3.2 Exzentrische Lasteinleitung in eine Scheibe 36
1.3.3 Wandartige Träger 37
2 Stabwerkmodelle 39
2.1 D-Bereiche 39
2.1.1 Festlegung der Geometrie 39
2.1.2 Die Neigung der Druck- und Zugstäbe 40
2.1.3 Die Schnittstelle zwischen dem D-Bereich und dem B-Bereich 41
2.2 Die Konstruktion und Bemessung 42
2.2.1 Identifizieren und Herausschneiden der D-Bereiche 43
2.2.2 Konstruktion des Stabwerkes 44
2.2.3 Ermittlung der Stabkräfte 45
2.2.4 Nachweis der Knoten 45
2.2.5 Nachweis der Druckstreben 54
2.2.6 Konstruktive Bewehrung ergänzen 54
2.3 Anwendungsbeispiele für Stabwerkmodelle 55
3 Standardisierte Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit 68
3.1 Konsolen 68
3.1.1 Der Lasteinleitungsbereich 68
3.1.2 Modellgeometrie und Tragmodell 71
3.2 Durchstanzen 77
3.2.1 Versagensmechanismus 77
3.2.2 Bemessungsansatz 78
3.2.2.1 Bemessungswertder einwirkenden Querkraft 78
3.2.2.2 Der kritische Rundschnitt 79
3.2.2.3 Nachweis für Platten ohne Durchstanzbewehrung 81
3.2.2.4 Nachweis für Platten mit Durchstanzbewehrung 82
3.2.3 Bemessungsbeispiele 86
3.3 Torsion von Rechteckquerschnitten 92
3.3.1 Mechanischer Hintergrund 92
3.3.2 Räumliches Stabwerkmodell 92
3.3.3 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.3 94
3.3.3.1 Allgemeines 94
3.3.3.2 Konstruktion des Hohlkastens 95
3.3.3.3 Bemessung für die reine Torsion (ohne Querkraft) 95
3.3.3.4 Bemessung für die Interaktion von Querkraft undTorsion 96
3.4 Zusammengesetzte Bauteile 97
3.4.1 Der Anschluss Steg–Gurt bei einem Plattenbalkenquerschnitt 97
3.4.1.1 Konstruktionsregeln für Vollplatten aus Ortbeton 97
3.4.1.2 Problemstellung 98
3.4.1.3 Stabwerkmodell 98
3.4.1.4 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.2.4 99
3.4.2 Arbeits und Verbundfugen 107
3.4.2.1 Erläuterungen an Anwendungsfällen 107
3.4.2.2 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.2.5 113
3.4.2.3 Hinweise zu Bewehrungsstößen an Arbeitsfugen 115
3.4.2.4 Bemessungsbeispiele 118
3.5 Hochbaustütze 121
3.5.1 Einordnung Theorie I. und II. Ordnung 121
3.5.2 Das Verfahren mit Nennkrümmung nach Eurocode 2, Abs. 5.8.8 123
3.5.2.1 Imperfektionen 123
3.5.2.2 Ausmitte nach Theorie II. Ordnung 124
3.5.2.3 Bemessungsmoment und Nachweisführung 125
3.5.3 Bemessungsbeispiele 125
4 Parameter der Bauteile 132
4.1 Vorbemerkungen 132
4.1.1 Simulation von Werkstoff und Beanspruchung 132
4.1.2 Die Auslegung der Bewehrung 133
4.2 Querschnittswerte für die Zustände I und II 135
4.2.1 Generelle Vorgehensweise 135
4.2.2 Parametrisierung symmetrischer Querschnitte bei einachsiger Biegung 137
4.2.2.1 Der Rechteckquerschnitt 138
4.2.2.2 Der symmetrische Plattenbalken 142
4.2.3 Der beliebig, polygonal begrenzte Querschnitt 148
4.2.3.1 Die Gaußschen Flächenformeln 148
4.2.3.2 Hauptachsentransformation 150
4.2.4 Beispiele 150
4.3 Zeitabhängiges Werkstoffverhalten 166
4.3.1 Kriechen des Betons unter Dauerlast 167
4.3.2 Beton-Schwinden 169
4.4 Die Momenten-Krümmungsbeziehung 172
4.4.1 Der linear-elastische Form für den Zustand I 172
4.4.2 Die nichtlineare Form für den Zustand II 172
4.4.2.1 Kinematik und Verzerrungen am Riss 173
4.4.2.2 Verzerrungen, Spannungen und innere Kräfte am Riss 175
4.4.2.3 Innere Kräfte und Gleichgewichtszustand am Riss 176
4.4.2.4 Ergebnisdarstellung und Interpretation 177
4.4.3 Die linearisierte Form für den Zustand II 180
4.4.3.1 Annahmen und Herleitung 180
4.4.3.2 Auswertung für reine Biegung 183
4.4.3.3 Bemessungsdiagramme für den Rechteckquerschnitt bei reiner Biegung 184
4.4.4 Mitwirkung des Betons auf Zug 185
4.4.4.1 Physikalischer Hintergrund 185
4.4.4.2 Der Parameteransatz nachEurocode 188
4.4.5 Balkenkrümmung infolge von innerem Zwang 188
5 Rechnerische Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 190
5.1 Vorbemerkungen 190
5.1.1 Basis der Nachweisführung 190
5.1.2 Ein Referenzsystem 192
5.1.2.1 System und Belastung 192
5.1.2.2 Bemessungsschnittgrößen 193
5.1.2.3 Querschnittsbemessung für den GZT 195
5.1.2.4 Bewehrungskonstruktion 196
5.1.2.5 Kriechen und Schwinden des Betons 198
5.1.2.6 Querschnittswerte des Verbundquerschnitts 198
5.2 Verformungsberechnung im Stahlbetonbau 200
5.2.1 Definitionen 200
5.2.2 Berechnungsgrundlagen 201
5.2.2.1 Der Arbeitssatz der Statik 201
5.2.2.2 Nichtlineares Werkstoffverhalten 203
5.2.2.3 Der Übergang von Zustand I nach Zustand II 204
5.2.3 Computerorientierte Berechnung 205
5.2.3.1 Die prinzipielle Abfolge einer Verformungsberechnung im Stahlbetonbau 205
5.2.3.2 Querschnittswerte des Verbundquerschnitts 206
5.2.3.3 Definition vonTragwerksabschnitten 209
5.2.3.4 Biegemomentenverlauf der maßgebenden Einwirkungskombination(EWK) 210
5.2.3.5 Tension-Stiffening 210
5.2.3.6 Bereichsweise Anwendung des Arbeitssatzes 212
5.2.4 Handrechenverfahren für reine Biegung 214
5.2.5 Beispiele zur Verformungsberechnung am Referenzsystem 216
5.3 Die Beschränkung von Rissbreiten 221
5.3.1 Bewehrungskorrosion 221
5.3.1.1 Allgemeines 221
5.3.1.2 Konstruktiver Schutz und Rissbildung 222
5.3.1.3 Hinweise zur Schadenserkennung und Sanierung 224
5.3.2 Berechnung der Rissbreite nach Eurocode 2 225
5.3.2.1 Zulässige Grenzwerte der Rissbreiten wmax 226
5.3.2.2 Der Wirkungsbereich der Bewehrung Ac,eff 227
5.3.2.3 Plausibilisierung der Nachweisführung 228
5.3.2.4 Die empirischen Bestimmungsgleichungen 230
5.3.3 Beispiele zur rechnerischen Begrenzung von Rissbreiten 232
6 Übungsbeispiele 237
A Werkstoffkennwerte für Normalbeton 243
A.1 Festigkeits-, Elastizitäts- und Verbundeigenschaften 243
A.2 Zeitabhängiges Verformungsverhalten 246
B Sicherstellung von Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit 249
B.1 Expositionsklassen und Anforderungen an die Konstruktion 249
B.2 Mindestbetondeckung 251
C Bemessungsdiagramme Rechteckquerschnitt 252
Literaturverzeichnis 263
Begriffe und Formelzeichen 265
Sachwortverzeichnis 268

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 16.2.2012
• Zusatzinfo: zweifarbig
• Verlagsort: München
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Bauwesen
• Schlagworte: Gebrauchstauglichkeit • Konstruktionsregeln • Nachweise • Regeldetails • Stabwerkmodelle
• ISBN-13: 9783446431447 / 9783446431447