Prüser Konstruieren im Stahlbetonbau 2

Stabwerkmodelle - Regeldetails - Gebrauchstauglichkeit
1. Auflage 2012
ISBN: 978-3-446-43144-7
Verlag: Hanser, Carl
Format: PDF
Kopierschutz: Wasserzeichen (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 274 Seiten

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.

Autoren/Hrsg.

Prüser, Hans-Hermann

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;6
2;Inhaltsverzeichnis;8
3;1 Modelle für Lastabtragung und Werkstoffbeanspruchung;14
3.1;1.1 Die grundlegenden Tragmodelle;15
3.1.1;1.1.1 Die Bernoulli-Hypothese;15
3.1.2;1.1.2 Die Fachwerkanalogie;15
3.1.3;1.1.3 Anwendungsgrenzen;16
3.1.3.1;1.1.3.1 Die Systemfindung ist widersprüchlich;16
3.1.3.2;1.1.3.2 Bernoulli-Hypothese und Fachwerkanalogie gelten in Teilbereichen des Tragwerks nicht;17
3.1.3.3;1.1.3.3 Großvolumige, gedrungene Bauteile;18
3.2;1.2 Die lineare Elastizitätstheorie;20
3.2.1;1.2.1 Theoretischer Hintergrund;20
3.2.2;1.2.2 Beispiele für Simulationen;22
3.2.2.1;1.2.2.1 Balken auf 2 Stützen mit/ohne Aussparung;22
3.2.2.2;1.2.2.2 Scheibe unter zentrischer/exzentrischer Druckbeanspruchung;28
3.2.3;1.2.3 Anwendung der Elastizitätstheorie auf denWerkstoff Stahlbeton;31
3.2.4;1.2.4 Eine Anleihe aus der Plastizitätstheorie;32
3.3;1.3 Die Lastpfadmethode zum Modellieren von D-Bereichen;33
3.3.1;1.3.1 Zentrische Lasteinleitung in eine Scheibe;33
3.3.2;1.3.2 Exzentrische Lasteinleitung in eine Scheibe;36
3.3.3;1.3.3 Wandartige Träger;37
4;2 Stabwerkmodelle;39
4.1;2.1 D-Bereiche;39
4.1.1;2.1.1 Festlegung der Geometrie;39
4.1.2;2.1.2 Die Neigung der Druck- und Zugstäbe;40
4.1.3;2.1.3 Die Schnittstelle zwischen dem D-Bereich und dem B-Bereich;41
4.2;2.2 Die Konstruktion und Bemessung;42
4.2.1;2.2.1 Identifizieren und Herausschneiden der D-Bereiche;43
4.2.2;2.2.2 Konstruktion des Stabwerkes;44
4.2.3;2.2.3 Ermittlung der Stabkräfte;45
4.2.4;2.2.4 Nachweis der Knoten;45
4.2.5;2.2.5 Nachweis der Druckstreben;54
4.2.6;2.2.6 Konstruktive Bewehrung ergänzen;54
4.3;2.3 Anwendungsbeispiele für Stabwerkmodelle;55
5;3 Standardisierte Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit;68
5.1;3.1 Konsolen;68
5.1.1;3.1.1 Der Lasteinleitungsbereich;68
5.1.2;3.1.2 Modellgeometrie und Tragmodell;71
5.2;3.2 Durchstanzen;77
5.2.1;3.2.1 Versagensmechanismus;77
5.2.2;3.2.2 Bemessungsansatz;78
5.2.2.1;3.2.2.1 Bemessungswertder einwirkenden Querkraft;78
5.2.2.2;3.2.2.2 Der kritische Rundschnitt;79
5.2.2.3;3.2.2.3 Nachweis für Platten ohne Durchstanzbewehrung;81
5.2.2.4;3.2.2.4 Nachweis für Platten mit Durchstanzbewehrung;82
5.2.3;3.2.3 Bemessungsbeispiele;86
5.3;3.3 Torsion von Rechteckquerschnitten;92
5.3.1;3.3.1 Mechanischer Hintergrund;92
5.3.2;3.3.2 Räumliches Stabwerkmodell;92
5.3.3;3.3.3 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.3;94
5.3.3.1;3.3.3.1 Allgemeines;94
5.3.3.2;3.3.3.2 Konstruktion des Hohlkastens;95
5.3.3.3;3.3.3.3 Bemessung für die reine Torsion (ohne Querkraft);95
5.3.3.4;3.3.3.4 Bemessung für die Interaktion von Querkraft undTorsion;96
5.4;3.4 Zusammengesetzte Bauteile;97
5.4.1;3.4.1 Der Anschluss Steg–Gurt bei einem Plattenbalkenquerschnitt;97
5.4.1.1;3.4.1.1 Konstruktionsregeln für Vollplatten aus Ortbeton;97
5.4.1.2;3.4.1.2 Problemstellung;98
5.4.1.3;3.4.1.3 Stabwerkmodell;98
5.4.1.4;3.4.1.4 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.2.4;99
5.4.2;3.4.2 Arbeits und Verbundfugen;107
5.4.2.1;3.4.2.1 Erläuterungen an Anwendungsfällen;107
5.4.2.2;3.4.2.2 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.2.5;113
5.4.2.3;3.4.2.3 Hinweise zu Bewehrungsstößen an Arbeitsfugen;115
5.4.2.4;3.4.2.4 Bemessungsbeispiele;118
5.5;3.5 Hochbaustütze;121
5.5.1;3.5.1 Einordnung Theorie I. und II. Ordnung;121
5.5.2;3.5.2 Das Verfahren mit Nennkrümmung nach Eurocode 2, Abs. 5.8.8;123
5.5.2.1;3.5.2.1 Imperfektionen;123
5.5.2.2;3.5.2.2 Ausmitte nach Theorie II. Ordnung;124
5.5.2.3;3.5.2.3 Bemessungsmoment und Nachweisführung;125
5.5.3;3.5.3 Bemessungsbeispiele;125
6;4 Parameter der Bauteile;132
6.1;4.1 Vorbemerkungen;132
6.1.1;4.1.1 Simulation von Werkstoff und Beanspruchung;132
6.1.2;4.1.2 Die Auslegung der Bewehrung;133
6.2;4.2 Querschnittswerte für die Zustände I und II;135
6.2.1;4.2.1 Generelle Vorgehensweise;135
6.2.2;4.2.2 Parametrisierung symmetrischer Querschnitte bei einachsiger Biegung;137
6.2.2.1;4.2.2.1 Der Rechteckquerschnitt;138
6.2.2.2;4.2.2.2 Der symmetrische Plattenbalken;142
6.2.3;4.2.3 Der beliebig, polygonal begrenzte Querschnitt;148
6.2.3.1;4.2.3.1 Die Gaußschen Flächenformeln;148
6.2.3.2;4.2.3.2 Hauptachsentransformation;150
6.2.4;4.2.4 Beispiele;150
6.3;4.3 Zeitabhängiges Werkstoffverhalten;166
6.3.1;4.3.1 Kriechen des Betons unter Dauerlast;167
6.3.2;4.3.2 Beton-Schwinden;169
6.4;4.4 Die Momenten-Krümmungsbeziehung;172
6.4.1;4.4.1 Der linear-elastische Form für den Zustand I;172
6.4.2;4.4.2 Die nichtlineare Form für den Zustand II;172
6.4.2.1;4.4.2.1 Kinematik und Verzerrungen am Riss;173
6.4.2.2;4.4.2.2 Verzerrungen, Spannungen und innere Kräfte am Riss;175
6.4.2.3;4.4.2.3 Innere Kräfte und Gleichgewichtszustand am Riss;176
6.4.2.4;4.4.2.4 Ergebnisdarstellung und Interpretation;177
6.4.3;4.4.3 Die linearisierte Form für den Zustand II;180
6.4.3.1;4.4.3.1 Annahmen und Herleitung;180
6.4.3.2;4.4.3.2 Auswertung für reine Biegung;183
6.4.3.3;4.4.3.3 Bemessungsdiagramme für den Rechteckquerschnitt bei reiner Biegung;184
6.4.4;4.4.4 Mitwirkung des Betons auf Zug;185
6.4.4.1;4.4.4.1 Physikalischer Hintergrund;185
6.4.4.2;4.4.4.2 Der Parameteransatz nachEurocode;188
6.4.5;4.4.5 Balkenkrümmung infolge von innerem Zwang;188
7;5 Rechnerische Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit;190
7.1;5.1 Vorbemerkungen;190
7.1.1;5.1.1 Basis der Nachweisführung;190
7.1.2;5.1.2 Ein Referenzsystem;192
7.1.2.1;5.1.2.1 System und Belastung;192
7.1.2.2;5.1.2.2 Bemessungsschnittgrößen;193
7.1.2.3;5.1.2.3 Querschnittsbemessung für den GZT;195
7.1.2.4;5.1.2.4 Bewehrungskonstruktion;196
7.1.2.5;5.1.2.5 Kriechen und Schwinden des Betons;198
7.1.2.6;5.1.2.6 Querschnittswerte des Verbundquerschnitts;198
7.2;5.2 Verformungsberechnung im Stahlbetonbau;200
7.2.1;5.2.1 Definitionen;200
7.2.2;5.2.2 Berechnungsgrundlagen;201
7.2.2.1;5.2.2.1 Der Arbeitssatz der Statik;201
7.2.2.2;5.2.2.2 Nichtlineares Werkstoffverhalten;203
7.2.2.3;5.2.2.3 Der Übergang von Zustand I nach Zustand II;204
7.2.3;5.2.3 Computerorientierte Berechnung;205
7.2.3.1;5.2.3.1 Die prinzipielle Abfolge einer Verformungsberechnung im Stahlbetonbau;205
7.2.3.2;5.2.3.2 Querschnittswerte des Verbundquerschnitts;206
7.2.3.3;5.2.3.3 Definition vonTragwerksabschnitten;209
7.2.3.4;5.2.3.4 Biegemomentenverlauf der maßgebenden Einwirkungskombination(EWK);210
7.2.3.5;5.2.3.5 Tension-Stiffening;210
7.2.3.6;5.2.3.6 Bereichsweise Anwendung des Arbeitssatzes;212
7.2.4;5.2.4 Handrechenverfahren für reine Biegung;214
7.2.5;5.2.5 Beispiele zur Verformungsberechnung am Referenzsystem;216
7.3;5.3 Die Beschränkung von Rissbreiten;221
7.3.1;5.3.1 Bewehrungskorrosion;221
7.3.1.1;5.3.1.1 Allgemeines;221
7.3.1.2;5.3.1.2 Konstruktiver Schutz und Rissbildung;222
7.3.1.3;5.3.1.3 Hinweise zur Schadenserkennung und Sanierung;224
7.3.2;5.3.2 Berechnung der Rissbreite nach Eurocode 2;225
7.3.2.1;5.3.2.1 Zulässige Grenzwerte der Rissbreiten wmax;226
7.3.2.2;5.3.2.2 Der Wirkungsbereich der Bewehrung Ac,eff;227
7.3.2.3;5.3.2.3 Plausibilisierung der Nachweisführung;228
7.3.2.4;5.3.2.4 Die empirischen Bestimmungsgleichungen;230
7.3.3;5.3.3 Beispiele zur rechnerischen Begrenzung von Rissbreiten;232
8;6 Übungsbeispiele;237
9;A Werkstoffkennwerte für Normalbeton;243
9.1;A.1 Festigkeits-, Elastizitäts- und Verbundeigenschaften;243
9.2;A.2 Zeitabhängiges Verformungsverhalten;246
10;B Sicherstellung von Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit;249
10.1;B.1 Expositionsklassen und Anforderungen an die Konstruktion;249
10.2;B.2 Mindestbetondeckung;251
11;C Bemessungsdiagramme Rechteckquerschnitt;252
12;Literaturverzeichnis;263
13;Begriffe und Formelzeichen;265
14;Sachwortverzeichnis;268

Über Autor(innen)

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