Hochschule 21Stahlbetonbau (MAB3)12. GebrauchstauglichkeitProf. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 12.30erforderliche. Mindestbewehrung (je Seite):Beiwert k c bei reinem Zug: k c = 1,0Beiwert k bei Querschnitten mit h ≤ 300 m: k = 0,8Eff. Zugfestigkeit (Zwang aus abfl. Hydratationswärme): f ct,eff = 0,5 · 2,9 = 1,45 N/mm²Fläche der Zugzone:(kein dickes Bauteil)h c,ef = 2,5 · d 1 ≤ h/2 → d 1 = c nom + ∅ s,horiz. /2 = 35+16+5 = 56 mmh c,ef = min {140 ; 140) = 140 mma ct = 1000 · 140 = 140000 mm/mσ s ist in Abhängigkeit der Tabelle 12.2 zu bestimmen:→∅10/15: wegen f ct,eff = 1,45 ≤ f ct,0 = 2,9 N/mm² muss der Grenzdurchmesserumgerechnet werden zu: ∅ s * = ∅ s · f ct,0 /f ct,eff = 10,0 · 2,9/1,45 = 20 mmInterpolierter Ablesewert für σ s aus Tab. 12.2 bei w k = 0,3 mm ist 230 N/mm²1230Nachweis (je Seite): a s,min = 7,06 cm²/m ≤ ∅10/17,5 = 8,98 cm²/m Nachweis des gewählten Durchmessers (für horizontale Richtung):1a = ⋅k ⋅k ⋅ f ⋅aσs ,min c ct ,eff cts2as ,min= ⋅1, 0 ⋅0, 8 ⋅1, 45⋅ 140000 = 706 mm m = 7, 06 cm mf∗ ct ,eff 1,45∅s ≤ ∅s ,lim= ∅s⋅ = 20 ⋅ = 10 mmf 2,9ct , 0(∅ s * = 20 mm für σ s = 230 N/mm²)Nachweis erfüllt (∅ s,prov = 10mm ≤ ∅ s,lim ), da σ s bereits bei der Ermittlung der Mindestbewehrung- auf vorgesehenen Durchmesser angepasst - mit 230 N/mm² vorgegeben wurde.Mindestbewehrung in vertikaler Richtung:Die Kragplatte ist statisch bestimmt gelagert, so dass keine Zwangsschnittgrößen entstehenkönnen. Beim Abfließen der Hydratationswärme kann sich die Platte in vertikalerRichtung zwängungsfrei verkürzen. Eine Mindestbewehrung zur Begrenzung horizontalerRissbreite ist somit nicht erforderlich.Grenzdurchmesser zur Rissbreitenbegrenzung:Hinweis: Die Wand hat in vertikaler Richtung Biegemomente infolge Erddruck aufzunehmen.Die Schnittgrößen bei quasi-ständiger Last (Verkehrs; Fahrzeuglast ≤ 30 kN:ψ 2 = 0,6) ergeben sich zu:n Ed,perm = -1,0 · 21,0 = -21,0 kN/mm Ed,perm = 37,5 + 0,6 · 22,5 = 51,0 kNm/mmit z s = h/2 – d 1 = 280/2 – (35+16/2) = 97 mm(Eigenlast wirkt ungünstig)→ m Eds,perm = 51,0 – (-21,0) · 0,097 = 53,04 kNm/mRisse werden also durch Lastbeanspruchung hervorgerufen; die maßg. Gleichung ist:⎧ ∗ σs⋅ As⎫∅s⋅4 ( h d ) b f⎪ ⋅ − ⋅ ⋅ct , 0 ⎪∅s ,prov≤ ∅s ,lim= max ⎨ ⎬⎪ f∗ ct ,eff∅s⋅⎪⎪⎩2,9 ⎪⎭Stand: 12. September 2013Stahlspannung im Zustand II:mit z ≈ 0,9·d = 0,9 · (280 – 35 – 16/2) = 291 mmDatei: K12_Gebrauchstauglichkeit.doc
Hochschule 21Stahlbetonbau (MAB3)12. GebrauchstauglichkeitProf. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 12.311 ⎛ mEd ,perm ⎞ 1 ⎛ 53,04 ⎞σs= ⋅ ⎜ + nEd ,perm ⎟ ≈ ⋅ , , kN cm , N mmasz 10, 1⎜ + − = =0,291⎟⎝⎠ ⎝⎠2 2( 21 0) 15 97 159 7Ablesewert aus Tab. 12.2 (für w k = 0,3 mm): ∅ * s = 41,0 mm⎧159,7⋅1010⎫41,0 ⋅4 ( 280 237)1000 2,9⎪ ⋅ − ⋅ ⋅ ⎪ ⎧13,3⎫∅s ,lim= max ⎨ ⎬ = max ⎨ ⎬ = 41, 0mm⎪2,941,041,0 ⋅⎪ ⎩ ⎭⎪⎩2 , 9 ⎪⎭Nachweis: ∅ s,prov = 16,0 mm ≤ 41,0 mm = ∅ s,lim Ergänzung: Der Nachweis der Rissbreitenbegrenzung über die Höchstwerte der Stababstände mits l ≤ s l,lim gemäß Tabelle 12.3 führt zu folgendem Ergebnis:Ablesewert aus Tab. 12.3 (für w k = 0,3 mm und σ s = 159,7 N/mm²):Nachweis: s l,prov = 200 mm ≤ 300 mm = s l,lim s l,lim = 300 mm12.4.6 Rechnerische Ermittlung der RissbreitenDie Begrenzung der Rissbreite darf gemäß EC2, 7.3.4 auch durch direkte Berechnung (besser „Abschätzung“)nachgewiesen werden. Bei den Ansätzen zur rechnerischen Bestimmung der Rissbreite ist grundsätzlichzwischen den Zuständen „Erstrissbildung“ und „abgeschlossene Rissbildung“ zu unterscheiden.• ErstrissbildungKennzeichnend für die Erstrissbildung ist, dass sich die Einleitungslängen l t voll ausbilden können.Außerhalb der Einleitungslängen sind die Dehnungen im Beton und im Stahl gleich (ε s = ε c ). Die Rissbreiteergibt sich aus dem Integral der Dehnungsdifferenzen von Beton und Betonstahl innerhalb derLasteintragungslänge beidseitig des Risses.Die Dehnungsverteilung ist parabelförmig. Ermittelt man sich die mittlere Dehnung für den Betonund Stahl, so beträgt die mittlere Rissbreitew+ lt∫( ε ε )= −m s c−ltdx( ε ε )= 2⋅l⋅ −t sm cmBild 12.20: Erstrissbildung beieinem ZugstabStand: 12. September 2013Datei: K12_Gebrauchstauglichkeit.doc