Ermüdungsnachweis für Betonbrücken

Erläuterungen zu DIN EN 1992-4 Bemessung der Verankerung von Befestigungen in Beton
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Band 615
2019, 250 S., 297 mm, Softcover
Beuth

 

 

Das DAfStb-Heft 615 soll der Praxis das Verständnis und den Gebrauch der DIN EN 1992-4 durch Erläuterungen und Darlegung wissenschaftlicher Grundlagen erleichtern. Der erste Teil des Heftes enthält Erläuterungen zum Normentext, Hinweise zu Ableitungen einiger Regelungen, ergänzende Anwendungsregeln sowie einige Bemessungsbeispiele. Der zweite Teil erläutert die in der Norm zitierten Technischen Berichte. Die Ausführungen des ersten und zweiten Teils des Heftes sind im DAfStb-Unterausschuss "Befestigungstechnik" in einem normenähnlichen Verfahren, d. h. im Konsens zwischen allen beteiligten Gruppen, verabschiedet worden. Der dritte Teil des Heftes enthält Beiträge, die von Mitgliedern des DAfStb-Unterausschusses "Befestigungstechnik" in eigener Verantwortung verfasst wurden und weitergehende Erläuterungen zu ausgewählten Themenkreisen enthalten. Die Beiträge behandeln insbesondere Anwendungsfälle, die in EN 1992-4 nicht abgedeckt sind und bieten ingenieurmäßige Lösungen an.

Stefan Röhling, Heinz Meichsner
Rissbildungen im Stahlbetonbau
Ursachen - Auswirkungen - Maßnahmen
2018, 513 S., 520 Abb. u. 50 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Risse gehören zu den unvermeidbaren Erscheinungen im Stahlbetonbau. Ihre wesentlichste Kenngröße, die Rissbreite, ist seit einigen Jahren mit einem genormten Berechnungsverfahren Bestandteil der europäischen Stahlbetonnormen. Das Buch befasst sich mit Fragen der Zuverlässigkeit von Rissbreitenberechnungen und -messungen, den Ursachen von Rissen, Zwangsspannungen und frühen Verformungen, der Begrenzung der Rissbreiten durch Bewehrung, dem Einfluss von Rissen auf die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonkonstruktionen und der Rissproblematik bei wasserundurchlässigen Betonbauwerken. Es berücksichtigt den aktuellen Normenstand und vermittelt Hintergrundwissen zum Verständnis der Vorgänge bei der Rissentstehung. Gleichzeitig sollen aber auch die Grenzen aufgezeigt werden, die einer Vermeidung der Rissbildung und einer Rissbreitenbegrenzung durch die Bewehrung gezogen sind.

Alfons Goris, Jana Voigt
Stahlbetonbau-Praxis nach Eurocode 2, .3, Tragwerksplanung im Bestand
BBB Bauwerk-Basis-Bibliothek
Werterhaltung - Historische Baukonstruktionen und Regelwerke - Schutz und Instandsetzung - Bewertung von Betontragwerken - Verstärkungen und Ertüchtigungen - Befestigungstechnik
2., Aufl.
2017, 320 S., 240 mm, Softcover
Beuth

 

 

Der dritte Band der bewährten Bauwerk-Basis-Bibliothek zur Stahlbetonbau-Praxis stellt Ihnen jetzt in 2. Auflage alle relevanten Bemessungs- und Planungsgrundlagen für die Tragwerksplanung im Bestand in kompakter und übersichtlicher Form zur Verfügung. Band 3 beinhaltet zunächst allgemein Themen der Werterhaltung, die durch Instandsetzungs- und ggf. durch Verbesserungsmaßnahmen bestimmt sein können. Wichtige Voraussetzung ist dabei, dass der entwerfende Ingenieur ausreichende Kenntnisse über historische Baukonstruktionen und ältere Regelwerke hat. Baumaßnahmen im Bestand sind verbunden mit Sanierungs-, Instandsetzungs-, Verstärkungs- und Ertüchtigungsmaßnahmen. Die konkrete Tragwerksplanung im Bestand beginnt mit der Zustandserfassung und der Nachrechung der vorhandenen Konstruktionen, je nach Situation auch mit angepassten Sicherheitsbeiwerten. Auch experimentelle Verfahren werden in den letzten Jahrzehnten wieder verstärkt eingesetzt. Für das Verstärken mit Textilbeton gibt es seit 2016 eine erste bauaufsichtliche Zulassung; dieses Thema wurde daher in der jetzt vorliegenden 2. Auflage neu aufgenommen. Das Kapitel Ertüchtigungsmaßnahmen wurde erweitert (Textilbeton), neu hinzu gekommen ist das Thema Befestigungstechnik mit der Bemessung der Verankerung von Befestigungen.

Otto Wommelsdorff, Andrej Albert, Jürgen Fischer
Stahlbetonbau - Bemessung und Konstruktion
Grundlagen - Biegebeanspruchte Bauteile
11., Aufl.
2017, XII, 404 S., Beilagen: 2 Faltblätter. 240 mm, Hardcover
Reguvis Fachmedien

 

 

Die Neuauflage behandelt durchgehend die deutsche Fassung der DIN EN 1992-1-1 (2011), den nationalen Anhang (2013) sowie die aktuelle A1-Änderung (2015). Alle Beispielsrechnungen erfolgen gemäß den Vorgaben dieser Normen. Aus dem Inhalt: - Einführung (Prinzipien, Begriffe, Baustoffe); - Sicherheitskonzept nach EC 2; - Ermittlung von Schnittgrößen; - Vorschriften und konstruktive Grundlagen; - Biegebemessung von Rechteckquerschnitten; - Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit; - Bemessung für Querkräfte sowie Verankerung und Stoß von Bewehrungsstäben; - Querschnitte mit Druckbewehrung, Plattenbalken und deckengleichen Balken; - zweiachsig gespannte Platten; - Anwendungen.

Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch
Eurocode 2 für Deutschland
Kommentar Bauwesen
DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte und konsolidierte
2., überarb. Aufl.
2016, 406 S., 297 mm, Softcover
Beuth

 

 

Der EC 2 Teil 1-1 legt die für den Stahlbetonbau relevanten Bemessungsregeln im Hochbau fest und zählt zu den am häufigsten angewandten Normen der Baupraxis. Allerdings sind die Vorgaben nicht immer problemlos umzusetzen. An vielen Stellen vermisst der Anwender Erläuterungen, die den praktischen Bezug herstellen bzw. die technischen Inhalte veranschaulichen und damit greifbarer machen. Die vorliegende überarbeitete 2. Auflage setzt an diesem Punkt an und bietet dem Leser diese Vorteile: Er erhält eine aktuelle, verständliche und an der Hochbaupraxis orientierte Kommentierung des EC 2 Teil 1-1, die wichtige Änderungen gegenüber der Vorauflage berücksichtigt. Das Dokument wird samt Nationalem Anhang, der direkt am entsprechenden Abschnitt der Hauptnorm eingebunden ist, in einem durchgängig lesbaren Text zur Verfügung gestellt. Begleitet wird die konsolidierte Fassung durch hilfreiche Verweise, Grafiken, Tabellen und kurze Erläuterungen Der Anwender kann mit dem Band auf die aktualisierten und kommentierten Bemessungsregeln im Hochbau jederzeit zugreifen. Die nationalen Regeln sind gegenüber dem europäischen Text farblich hervorgehoben, dies sorgt für Klarheit und Übersicht. Zahlreiche Beispiele veranschaulichen, wie die Norm in der Praxis richtig angewendet wird. Der Leser erhält die Möglichkeit, sich zügig und ohne weitere Recherche in das EC 2-Regelwerk einzuarbeiten.

Jürgen Schnell, Rabea Sefrin
Nachrechnung von Stahlbetontragwerken mit niedriger Festigkeit
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3156
2019, 167 S., 99 Abb. u. 58 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Standsicherheit von Bestandstragwerken muss bei Umbau oder Nutzungsänderung nach aktuellem Regelwerk nachgewiesen werden. Wird an Bestandstragwerken aus Stahlbeton die charakteristische Betondruckfestigkeit anhand von Bohrkernen ermittelt oder wird sie durch Umrechnung aus Bestandsunterlagen festgestellt, ergeben sich bei älteren Bauwerken sehr oft Festigkeiten unterhalb der Festigkeitsklasse C12/15. Werden Betondruckfestigkeiten < C12/15 angetroffen, besteht in der Praxis große Unsicherheit, wie in solchen Bauwerken regelkonform zu bemessen ist. In der Tendenz führt dies zu einer Unterbewertung der Tragfähigkeit und in der Folge zu Rückbau oder Verstärkungsmaßnahmen. Dies könnte in vielen Fällen vermieden werden, wenn klare Regeln zur Behandlung solcher Tragwerke vorlägen. Aus diesem Grund wurden im Projekt alle relevanten Bemessungs- und Konstruktionsregeln hinsichtlich ihrer Gültigkeit für niederfesten Beton analysiert und für die Praxis kommentiert.

Oliver Fischer, Christopher Bert
Tragverhalten von Sandwichfassaden unter mechanischen und thermischen Einwirkungsgrößen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3114
2019, 161 S., 55 Abb., 27 Tab. u. 77 Diagr., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Sandwichwände werden bisher üblicherweise aus Stahlbeton mit Vorsatzschalendicken zwischen 70 und 100 mm hergestellt. Durch Einsatz korrosionsbeständiger Textilbewehrung ist es möglich, die äußere Deckschicht signi?kant in ihrer Dicke zu reduzieren. Im Hinblick auf diese Entwicklungen und den Forschungsbedarf ist das Ziel des Vorhabens, die für die Bemessung maßgebenden Temperaturgrößen und -gradienten sowohl numerisch als auch experimentell nachzuweisen. Das behandelte Forschungsprojekt entstand aus der Intention heraus für neuartige innovative Bauweisen mit ?ligranen textilbewehrten Vorsatzschalen maßgebende klimatische Einwirkungsgrößen herzuleiten und den als Stand der Technik zu bezeichnenden Lastansatz nach DIBt 1995/5 um derartige Anwendungsfälle zu erweitern. Im Zuge der Forschung konnte diese Notwendigkeit jedoch nicht nur für neuartige Vorsatzschalensysteme, sondern auch für die üblicherweise angewendeten Stahlbetonsysteme mit Vorsatzschalendicken zwischen 70 und 100 mm ermittelt werden. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass der Lastansatz nach DIBt 1995/5 keine Querschnittsabhängigkeit aufweist. Auch veränderte klimatische Verhältnisse mit immer extremeren Witterungsbedingungen sind dabei als Begründung zu nennen.

C.-A. Graubner, Tilo Proske, Jochen Zeier
Entwicklung einer thermischen Entkoppelung von Stahlbetonwänden im Wand-Deckenknoten
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3134
2019, 152 S., 87 Abb. u. 48 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Gegenwärtig werden Wände im Übergangsbereich von unbeheizten zu beheizten Räumen nicht oder nur in Teilbereichen gedämmt. Dadurch entstehen erhebliche Wärmebrücken. Durch einen innovativen Wand-Decken-Anschluss könnte eine Verbesserung der wärmedämmenden Eigenschaften des Gebäudes erreicht werden. Derzeit gibt es für Wand-Decken-Anschlüsse im Stahlbetonbau kein geeignetes integrales System mit Dämmwirkung und lastabtragender Funktion. Daher sollten im Forschungsvorhaben die wissenschaftlichen Grundlagen für Anschlüsse zur thermischen Entkoppelung zwischen Stahlbetonwänden und Decken erarbeitet werden. Hinsichtlich der Methodik gliedert sich das Vorhaben in drei Teilbereiche: den theoretischen Teil, den experimentellen Teil sowie den analytischen Teil. Grundlage zur Anwendbarkeit des Wandanschlusses bildet die Erfüllung der bauphysikalischen Einflüsse. Wesentlich ist hierbei die Vorgabe aus dem Brandschutz, dass kraftübertragende Bereiche nur aus nichtbrennbaren Materialien bestehen dürfen. Mithilfe einer numerischen Berechnung zur Bestimmung des Wärmeflusses am Wand-Decken-Knoten konnte die einzuhaltende Wärmeleitfähigkeit für den Wandanschluss bestimmt werden.

Jochen Zehfuß, Jens Spille
Bewertung überarbeiteter Rechengrundlagen zur Wärmeleitfähigkeit im Zuge der Novellierung von EN 1992-1-2. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3358
2018, 50 S., 30 Abb. u. 4 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Berechnung von Temperaturen innerhalb von Betonquerschnitten weist die thermische Leitfähigkeit einen großen Einfluss auf die Ergebnisse auf. DIN EN 1992-1-2 benennt für den temperaturabhängigen Verlauf der thermischen Leitfähigkeit eine untere und eine obere Grenzwertfunktion. Der nationale Anhang schreibt in Deutschland die Anwendung der oberen Grenzfunktion vor. Thermischen Berechnungen unter Ansatz der oberen Grenzwertfunktion für die thermische Leitfähigkeit haben gezeigt, dass dieser Ansatz bei der Bewertung des Raumabschlusskriteriums zu konservativen Ergebnissen führt, die nicht übereinstimmen mit den Mindestdicken nach Abschnitt 5 DIN EN 1992-1-2, für die das Raumabschlusskriterium als eingehalten gilt. Auch aufgrund geänderter Betonzusammensetzungen und geänderter Messtechnik wurde daher in der CEN/TC 250/SC 2/WG 1/TG 5 eine geänderte Grenzwertfunktion für den Verlauf der thermischen Leitfähigkeit vorgeschlagen, welche anhand von numerischen Vergleichsrechnungen zu ausgewählten experimentell bestimmten Temperaturzeitkurven überprüft wurde.

M. Hansen, J. Göhlmann
Bemessungsmodell für die Ermüdungsbeanspruchung bei schwingungsanfälligen turmartigen Bauwerken aus Stahlbeton und Spannbeton. Abschlussbericht,
Bauforschung, Band T 3228
2010, 370 S., zahlr. Abb., Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Anlass: Die Ermüdungsnachweise für Beton unter Druckschwellbeanspruchung basieren auf der linearen Akkumulationshypothese von Palmgren-Miner. Diese berücksichtigt jedoch nicht das stark nichtlineare Schädigungsverhalten des Betons während des Ermüdungsprozesses. Zudem können die Einflüsse aus unterschiedlichen Belastungsreihenfolgen und aus mehraxialen Beanspruchungszuständen auf die resultierende Ermüdungsfestigkeit nicht erfasst werden. Ziel: Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, einen Bemessungsansatz zu entwickeln, durch den die Einflüsse aus mehrstufiger und mehraxialer Ermüdungsbeanspruchung auf die Schädigungsentwicklung und die Ermüdungsfestigkeit bei Betontragwerken berücksichtigt werden können. Arbeitsplan und Durchführung: Es wurde ein mechanisch begründetes Schädigungsmodell aus der Literatur, welches für einaxiale Ermüdungsbeanspruchung mit konstanter Amplitude hergeleitet wurde, für die Anwendung bei mehrstufigen Ermüdungslastgeschichten erweitert. Dieser mehrstufige Schädigungsansatz wurde an eigenen, experimentellen Untersuchungen validiert. Weiterhin wurden die Eingangs- und Materialkennwerte so modifiziert, dass die Bruchschwingspielzahlen sowie die Schädigungsentwicklungen auch unter mehraxialen Ermüdungsbeanspruchungen berechnet werden können. Ergebnisse: Da die Bruchschwingspielzahlen unabhängig von dem verwendeten Schädigungsmodell hergeleitet wurden, können diese auch direkt durch einen zusätzlichen Modifikationsfaktor in die Bestimmungsgleichungen des bisherigen einaxialen Ermüdungsnachweises eingebunden werden. Dadurch wird es möglich, den derzeit gültigen Ermüdungsnachweis für mehraxiale Beanspruchungssituationen zu erweitern. Ferner wird die Möglichkeit geschaffen werden, nichtlineare Strukturanalysen von Betontragwerken für Windenergieanlagen unter Ermüdung durchführen. Hierzu wurde das Schädigungsmodell an das Betonmodell eines finiten Elemente-Programms adaptiert. Die numerischen Simulationsergebnisse wurden anhand von in-situ-Messungen bewertet.