Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...
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Abschnitt 2<br />
2 Vorhandene Gewölbemodelle für verschiedene<br />
Anwendungsfälle <strong>bei</strong> <strong>ruhender</strong> <strong>und</strong> nicht<strong>ruhender</strong><br />
Beanspruchung<br />
2.1 Allgemeines<br />
In der Literatur finden sich eine Vielzahl von analytischen Gewölbemodellen, wo<strong>bei</strong> die<br />
meisten dieser Modelle für spezielle Anwendungsfälle (z.B. Tunnelbau, GEP-Tragsysteme,<br />
Erdfallüberbrückungen, Silobehälter) hergeleitet worden sind. Neben der realitätsnahen Berücksichtigung<br />
einer Gewölbeausbildung ist <strong>bei</strong> GEP-Tragsystemen <strong>und</strong> Systemen zur Erdfallüberbrückung<br />
insbesondere die Bemessung des Geokunststoffes wichtig. Dem Geokunststoff<br />
wird da<strong>bei</strong> eine durch Gewölbewirkung verminderte vertikale Spannung zugewiesen.<br />
Anschließend wird die Zugkraft im Geokunststoff über Ansätze aus der Seilstatik oder der<br />
Membrantheorie bestimmt.<br />
Nachfolgend sind die wichtigsten analytischen Verfahren zur Gewölbeausbildung zusammengestellt.<br />
Die im Rahmen dieser Ar<strong>bei</strong>t durch Vergleichsberechnungen näher <strong>unter</strong>suchten<br />
Ansätze sind in ausführlicherer Form in Anhang A enthalten.<br />
2.2 Gewölbemodelle aus dem Bereich der GEP-Tragsysteme<br />
Bei der Errichtung eines Bauwerkes auf gering tragfähigem Untergr<strong>und</strong> werden insbesondere<br />
an die Gründungskonstruktion hohe Anforderungen gestellt. Ohne gründungsverbessernde<br />
Maßnahmen kann der setzungsempfindliche Boden zum Verlust der Tragfähigkeit führen<br />
oder große vertikale Setzungen <strong>und</strong> horizontale Verformungen zur Folge haben. Neben den<br />
klassischen Bauverfahren (z.B. statische Vorbelastung, Benutzung von Leichtbaustoffen, Bodenaushub<br />
<strong>und</strong> Bodenaustausch, stufenweise <strong>Belastung</strong> in Verbindung mit Vertikaldrainagen,<br />
siehe z.B. Mitchell (1981), GB-Taschenbuch (2003)), wurden in den letzten Jahren insbesondere<br />
GEP-Konstruktionen ausgeführt. Eine Vielzahl von Anwendungsformen für diese Bauweise<br />
sind derzeit bekannt (siehe Bild 2.1), wo<strong>bei</strong> immer das gleiche Tragprinzip zu Gr<strong>und</strong>e<br />
liegt. Pfahlelemente werden in einem gleichmäßigen Raster in den setzungsempfindlichen<br />
Untergr<strong>und</strong> eingebracht wodurch eine künstliche Aufstandsebene oberhalb der setzungsempfindlichen<br />
Schicht hergestellt wird. Von den starren Auflagerungsbereichen (Pfahlköpfe) ausgehend,<br />
bilden sich <strong>Bodengewölbe</strong> aus, die die nachgebenden Zwischenbereiche überspannen<br />
<strong>und</strong> oberhalb befindliche Lasten überproportional in die Gründungselemente einleiten. Die<br />
horizontalen Geokunststofflagen stabilisieren da<strong>bei</strong> das Tragsystem zusätzlich (Membranwir-
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