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Shear strength models for reinforced and prestressed concrete members

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[Quelle: http://d-nb.info]

Die Arbeit widmet sich der Herleitung von Querkraftmodellen für schubschlanke Bauteile ohne und mit Querkraftbewehrung. Obwohl dieses Thema seit über 100 Jahren beforscht wird, ist die grundlegende Versagensform des Biegeschubversagens noch immer Diskussionsgegenstand. Bis heute werden in der Bemessungspraxis in der Regel empirische Modelle angewendet, da bisher noch keine Herleitung einfacher Bemessungsgleichungen auf Grundlage mechanischer Theorien gelang. Auf der anderen Seite waren mechanisch konsistente Modelle zur Bemessung von Bauteilen mit Querkraftbewehrung schon von Beginn an mit der 45-Grad-Fachwerkanalogie verfügbar. Im Projekt wurden verfeinerte Modelle mit einem Betontraganteil oder einer flacheren Druckstrebenneigung entwickelt, die die erforderliche Bügelmenge verringerten. Allerdings wurden viele bestehende Spannbetonbrücken auf Grundlage eines Hauptspannungsnachweises bemessen welche daher nur über geringe Mengen an Querkraftbewehrung verfügen die oft nicht der heute erforderlichen Mindestquerkraftbewehrung entspricht. Da bei diesen Bauwerken der Querkraftnachweis mit dem Querkraftmodell mit variabler Druckstrebenneigung der heutigen Norm häufig nicht geführt werden kann sind verfeinerte Modelle für die Nachrechnung dieser Bauwerke erforderlich. In der Arbeit wird daher ein mechanisches Biegeschubmodell für Balken ohne Querkraftbewehrung hergeleitet das die Tragwirkungen aus direkter Druckstrebe, Druckzone, Rissprozesszone, Rissreibung und Dübelwirkung berücksichtigt. Auf Grundlage des mechanischen Modells wird ein vereinfachtes, geschlossen lösbares Modell basierend auf einer kritischen Rissbreite abgeleitet. Durch die Kopplung der Biegeschubtragfähigkeit mit den Biegerissbreiten kann der Einfluss von Längskräften konsistent innerhalb des Modells berücksichtigt werden. Der Vergleich des Modells mit Querkraftversuchen an Stahlbetonbalken, Spannbetonbalken und Balken unter Zugbeanspruchung zeigte eine sehr gute Übereinstimmung, sodass davon ausgegangen werden kann, dass alle maßgebenden Einflussparameter zutreffend berücksichtigt werden. Darüber hinaus wurde die Querkrafttragfähigkeit von Balken mit Querkraftbewehrung untersucht. Das Tragverhalten von Balken mit geringer Querkraftbewehrung ähnelt dem Tragverhalten von Balken ohne Querkraftbewehrung, wobei ein zusätzlicher Bügeltraganteil existiert. Bei höheren Querkraftbewehrungsgraden verhält sich der Balken entsprechend den Fachwerkmodellen mit variabler Druckstrebenneigung. Um diese Versagensmodi konsistent zu unterscheiden, wurde ein auf dem mechanischen Schubbewehrungsgrad basierendes Kriterium hergeleitet. Auf dieser Basis werden Querkraftbemessungsansätze für Neubauten und zur wirtschaftlichen Nachrechnung von Bestandsbauwerken erarbeitet. Die Teilsicherheitsbeiwerte der vorgeschlagenen Modelle wurden durch probabilistische Untersuchungen nach EN 1990 bestimmt. In der Arbeit wird daher ein nachvollziehbares Verfahren zur Bemessung und Nachrechnung von Bauteilen unter Querkraftbeanspruchung präsentiert. Nach Versuchsauswertungen zu urteilen ist zu erwarten, dass die vorgestellten Ansätze insbesondere für die Beurteilung von Bestandsbauwerken wie Brücken von Vorteil sein werden.

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Beispiele prüffähiger Standsicherheitsnachweise Stahlbeton- und Spannbetonüberbauten
4., Aufl.
2019, 488 S., 297 mm, Hardcover
Beuth

 

 

Die vierte, vollständig überarbeitete Auflage der "Straßenbrücken" basiert auf den neuen europäisch harmonisierten Normen DIN EN 1992-2 und DIN EN 1992-2/NA, den sogenannten Eurocodes. Dargestellt wird die Bemessung von Massivbrücken anhand zweier praxisnaher Beispiele, die so aufbereitet wurden, dass sich der Leser einfach in die neue Materie der Bemessung nach Eurocodes einarbeiten kann. Aus dem Inhalt: Prüffähige komplette Standsicherheitsnachweise einer Stahlbetonvollplatte und eines zweifeldrigen vorgespannten Plattenbalkens // Einwirkende Last- und Weggrößen auf Straßenbrücken // Schnittgrößenermittlung und Bildung der Einwirkungskombination // Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit // Bemessung eines Elastomerlagers.

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Straßenbrücken in Stahlbauweise nach Eurocode
Bauwerk
Beispiele prüffähiger Standsicherheitsnachweise Bemessung einer stählernen Stabbogenbrücke nach Eurocode 0, 1 und 3
2., Aufl.
2015, 328 S., 297 mm, Hardcover
Beuth

 

 

In dem Band wird die Bemessung einer stählernen Straßenbrücke anhand eines praxisnahen Beispiels vorgestellt. Das Beispiel ist so aufbereitet, dass sich der Leser schnell und effektiv in die neue Normengeneration der Eurocodes einarbeiten und alle wesentlichen Nachweise mit Handrechnungen nachvollziehen kann. Die prüffähige statische Berechnung umfasst alle wesentlichen Standsicherheitsnachweise des Überbaus einer Stabbogenbrücke. Grundlage der Berechnung sind die Eurocodes mit den Ergänzungen in den Einführungsschreiben des Bundesministers für Verkehr und digitaler Infrastruktur (ARS 22/2012). Aus dem Inhalt: - Prüffähige komplette Standsicherheitsnachweise einer stählernen Stabbogenbrücke nach Eurocode; - Einwirkende Last- und Weggrößen auf Straßenbrücken nach Eurocode; - Schnittgrößenermittlung; - Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit nach Eurocode.

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Carl Kersten
Brücken in Eisenbeton
Teil 1: Platten- und Balkenbrücken
Nachdruck des Originals aus dem Jahre 1907
2014, 152 S., 220 mm, Softcover
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Der Band soll eine Ergänzung der vorhandenen Lehrbücher des Brückenbauers sein. Nicht nur dem Studierenden, sondern auch dem in der Praxis stehenden Techniker und Ingenieur soll dieses Buch hilfreiche Dienste leisten. Es berücksichtigt in erster Linie die konstruktive Seite des Brückenbaues, weshalb zahlreiche Abbildungen dem Text beigefügt sind. Vollkommen durchgerechnete und durch Konstruktionszeichnungen erläuterte Beispiele auch der Praxis dürften zum Verständnis beitragen. Unveränderter Nachdruck der Originalausgabe von 1907.

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Karl Kordina, Eberhard Grossert
Rechnerische Untersuchungen zum Lastabtrag massiver unausgesteifter Kastenträger. Abschlußbericht zum Forschungsvorhaben
Bauforschung, Band T 2095
1988, 192 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ein weitverbreitetes Konstruktionselement im Brückenbau ist der Kastenträger aus Spannbeton. An Hohlkastenbrücken durchgeführte Verformungsmessungen zur Klärung des Tragverhaltens gerissener bzw. sanierter Koppelfugen sowie ungerissener Vergleichsquerschnitte haben als Nebenergebnisse erbracht, daß der Lastabtrag wesentlich schlechter war, als nach den zugrunde gelegten theoretischen Ansätzen erwartet werden konnte. Die Meßergebnisse, bei denen ein Schwerlastfahrzeug in unterschiedlichen Fahrspuren über die Brücke fuhr, zeigten deutlich, daß die Belastung des Überbaus aus dem Fahrzeug nicht zu gleichen Teilen auf die Stege des Hohlkastenquerschnitts verteilt wird. Der Steg, der der Last aus dem Fahrzeug am nächsten lag, erhält einen wesentlich größeren Lastanteil als die übrigen Stege. Mit Hilfe des Finite-Elemente-Programms SAP V wurde theoretisch das Trag- und Verformungsverhalten von zweizelligen Hohlkastenträgern untersucht. Am Innenfeld einer mehrfeldrigen Brücke wurden bei dieser Parameterstudie die Kastengeometrie, die Stützweiten und die Belastung variiert. Auf der Grundlage der Ergebnisse wurden Nomogramme und Berechnungsverfahren entwickelt, mit deren Hilfe das Quertragverhalten von Kastenträgern unter baupraktischen Belangen wirklichkeitsnah und schnell ermittelt werden kann. Aus den erhaltenen Ergebnissen werden Empfehlungen formuliert, die die Besonderheiten des Lastabtrages am mehrzelligen Hohlkasten berücksichtigen. (-z-)

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B. Neubert
Untersuchungen von vorgespannten Betonfertigteilen der Lechbruecke Mundraiching bei Landsberg/Lech
1984, 44 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Beim Abbruch der 1951 errichteten und 1983 durch einen Neubau ersetzten Lechbruecke im Zuge der Kreisstrasse LL 6 bei Mundraching wurden die Ueberbauteile der alten Bruecke eingehender untersucht. Da es sich bei dem Bauwerk um eine der ersten Spannbetonkonstruktionen in Fertigteilbauweise handelte, bei dem darueber hinaus erstmalig ein Spannverfahren mit Paralleldrahtbuendeln in groesserem Umfang zum Einsatz kam, bestand Interesse, den Zustand des Bauwerks und insbesondere der Spannbewehrung nach einer mehr als 30-jaehrigen Nutzung zu erfassen. Aufgrund des guten Verpresszustandes der Spannglieder und der Ausfuehrungsqualitaet des Betons der tragenden Brueckenelemente war die statische Funktion der Konstruktion uneingeschraenkt. -y-

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Zeitschriftenartikel

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Bartnick, Hans-Michael
Die Projektgeschichte des Hochmoselübergangs aus Sicht der Verwaltung
Bautechnik, 2019

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Schmidt-Hurtienne, Björn; Krumbein, Olaf
Gründung und Unterbauten der Hochmoselbrücke - Planung und Ausführung
Bautechnik, 2019

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Käsmaier, Manfred; Heiland, Uwe
Der Stahlüberbau des Hochmoselübergangs - konsequent ganzheitliche Lösung
Bautechnik, 2019

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Klähne, Thomas; Kubieniec, Gabriel; Owusu-Yeboah, Mike; Heiland, Uwe
Planung und Herstellung des Stahlüberbaus der Hochmoselbrücke
Bautechnik, 2019

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Gehrlein, Sebastian Felix; Fischer, Oliver
Full-scale shear capacity testing of an existing prestressed concrete bridge. Testing concept, experimental set-up, measuring technique, and essential findings
Civil engineering design, 2019

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