Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

54. BetonTage Kongressunterlagen |
Foundation slabs with combined reinforcement
Design, dimensioning, production, cost effi ciency
Bodenplatten mit kombinierter Bewehrung
Entwurf, Bemessung, Herstellung, Wirtschaftlichkeit
Introduction
As early as in the year 2000, the fi rst national technical
approval (Z-71.3-18) was issued for load-bearing foundation
slabs consisting of steel-fi ber reinforced concrete
without additional conventional reinforcement. This particularly
cost-effi cient design has successfully entered the
residential construction market, and has been developed
further ever since. The most recent approval is Z-71.3-36,
which was granted in March 2009. Already several years
ago, the so-called combined reinforcement, which consists
of both steel fi bers and conventional steel reinforcement,
had been incorporated in various technical approvals.
At that time, activities focused on increasing
structural strength, in particular to resist and transfer
high local peak loads. Favorable eff ects on serviceability
were also considered.
Already since its 1996 edition, the DAfStb Code of
Practice on “Concrete Construction in Dealing with Substances
Hazardous to Waters” has included the option to
use combined reinforcement to ensure serviceability. Just
recently the DAfStb published its Code of Practice on
“Steel-Fiber Reinforced Concrete”, which provides a consistent
design concept that complements the DIN 1045
standard. For this reason, the technical parameters can be
considered established and appropriate for practical application.
However, the question arises how to design and
dimension combined reinforcement in order to not only
improve a structural component from a technical point of
view but to also render its production more economical.
Design, dimensioning, production, cost effi ciency
A simple comparison of the material costs of conventional
reinforcement with those of combined reinforcement
would be missing the point. Prices to be paid for suitable
steel fi bers are usually signifi cantly higher compared to
those of conventional reinforcing steel.
When looking at this construction method from a holistic
perspective, however, the higher material cost can
often be compensated by other benefi ts:
» Up to 50% less minimum reinforcement (rule of
thumb),
» Considerable simplifi cation of the reinforcement routing,
» Use of mesh reinforcement instead of rebars,
» Larger rebar spacings and smaller diameters,
» Elimination of the need to use concrete pumps by installing
the reinforcement as construction progresses,
» Application of more economical production methods,
» Shortening of construction periods,
» Increase in durability,
» Reduction in, or complete elimination of, repair and
maintenance costs.
To achieve these eff ects, the designer needs to consider
the possible integration of combined reinforcement already
when designing the foundation slab. As a rule of
BFT 02/2010
Podium 10
Einleitung
Bereits im Jahr 2000 wurde mit Z-71.3-18 die erste allgemeine
bauaufsichtliche Zulassung für tragende Fundamentplatten
aus Stahlfaserbeton ohne zusätzliche herkömmliche
Bewehrung erteilt. Diese besonders wirtschaftliche
Bauart hat sich im Wohnungsbau erfolgreich
etabliert und wurde kontinuierlich weiterentwickelt. Der
zur Zeit aktuellste Stand liegt mit Z-71.3-36 seit März
2009 vor. Bereits vor einigen Jahren wurde die sog. Kombibewehrung,
die Kombination von Stahlfasern und herkömmlicher
Betonstahlbewehrung, in verschiedene Zulassungen
aufgenommen. Im Vordergrund stand dabei
meist die Erhöhung der Tragfähigkeit, insbesondere um
lokale, hohe Belastungsspitzen abzutragen. Positive
Eff ekte hinsichtlich der Gebrauchstauglichkeit wurden
zusätzlich berücksichtigt.
Mit der DAfStb-Richtlinie „Betonbau beim Umgang
mit wassergefährdenden Stoff en“ ist die Anwendung von
Kombibewehrung für die Sicherstellung der Gebrauchstauglichkeit
bereits seit der Ausgabe 1996 möglich. Mit
der DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton“ liegt seit neuestem
ein geschlossenes Bemessungskonzept als Ergänzung
zur DIN 1045 vor. Die technischen Randbedingungen
dürfen daher als für die praktische Anwendung
gegeben angesehen werden. Es stellt sich jedoch die Frage,
wie die Kombibewehrung entworfen und bemessen
werden muss, um ein Bauteil nicht nur technisch besser,
sondern auch wirtschaftlicher herzustellen.
Entwurf, Bemessung, Herstellung,
Wirtschaftlichkeit
Ein einfacher Vergleich der Materialkosten der herkömmlichen
Bewehrung mit denen der Kombibewehrung greift
zu kurz. Die Preise für infragekommende Stahlfasern liegen
in der Regel immer deutlich über denen von Bewehrungsstahl!
Bei einer ganzheitlichen Betrachtung der Bauweise
lassen sich die höheren Materialkosten jedoch sehr oft
durch andere Vorteile kompensieren:
» bis zu 50 % weniger Mindestbewehrung (Daumenregel)
» deutliche Vereinfachung der Bewehrungsführung
» Verwendung von Matten an Stelle von Stabstahl
» größere Stababstände und kleinere Durchmesser
» Entfall von Betonpumpen durch baubegleitenden Bewehrungseinbau
» Anwendung wirtschaftlicherer Herstellungsverfahren
» Verkürzung der Bauzeiten
» Erhöhung der Dauerhaftigkeit
» Reduzierung oder Entfall von Reparatur- und Wartungskosten.
Dies bedingt, dass der Planer sich bereits beim Entwurf
der Platte mit einer möglichen Anwendung von Kombibewehrung
auseinandersetzt. Als Daumenregel lassen sich
mit leistungsfähigen Stahlfaserbetonen bis zu 50 % der
für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit erforder-
Autor
Dipl.-Ing. Gerhard Vitt,
Bekaert GmbH, Friedrichsdorf
Gerhard.Vitt@bekaert.com
1993–1998 Studium des
Bauingenieurwesens an der
TU Darmstadt und der KTH
Stockholm. Danach Tätigkeit
als Statiker; ab 2001 für die
Bekaert GmbH als technischer
Leiter für den Bereich Bauprodukte
in Mittel- und Osteuropa
sowie Westasien zuständig.
Seit 2008 weltweite Betreuung
des Bereichs Ingenieurbau bei
NV Bekaert SA; Mitarbeiter in
verschiedenen nationalen und
internationalen Gremien sowie
seit 2003 Vorsitzender des Verbandes
deutscher Stahlfaserhersteller
e.V.
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