Prüfingenieur 34 - Bundesvereinigung der Prüfingenieure für ...

Herstellungsart Ag bei A10 = 10% Duktilitätsklasse
[%] nach
DIN 1045-1 [3]
kaltgewalzter
Betonstahl
warmgewalzter, aus
4,4 A
der Walzhitze wärmebehandelter
Betonstahl
warmgewalzter, unbe-
6,1 B
handelter Betonstahl 6,5 B
Tab. 8: Gleichmaßdehnung A g für seit 1972 produzierte
Betonstabstähle verschiedener Herstellungsart, ermittelt
über die Bruchdehnung A 10 = 10 % nach [35], und Zuordnung
in Duktilitätsklasse nach [3]
verformte Betonstähle, die vor 1972 hergestellt wurden,
kann keine allgemeine Einteilung in eine Duktilitätsklasse
bezüglich der Gesamtdehnung unter
Höchstkraft erfolgen, da keine Untersuchungen zu
diesen Stählen vorliegen.
3.3 Statistische Kennwerte von Betonstahl
Zu Betonstählen, die vor 1972 produziert wurden,
enthält die deutschsprachige Fachliteratur über
historische Betonstähle ([26], [27] oder [37]) keine
statistischen Kenngrößen bezüglich der oben genannten
Materialeigenschaften.
Die Richtlinie 805 der Deutschen Bahn
„Tragsicherheit bestehender Eisenbahnbrücken“ [38]
enthält ebenfalls keine statistischen Kenngrößen der
Festigkeitseigenschaften für Betonstähle, gibt aber
im Modul 805.0103 Empfehlungen für die Annahmen
der charakteristischen Werte (5%-Quantile):
■ Für Betonstähle, die vor 1972 eingebaut wurden,
dürfen für die Zugfestigkeit R m und die Bruchdehnung
A 10 die in den Vorschriften der Produktionszeit
geforderten Mindestwerte als charakteristische
Werte zugrunde gelegt werden.
■ Für die charakteristischen Werte der Streckgrenze
(bzw. 0,2%-Dehngrenze) f yk sind in Abhängigkeit
vom Herstellungsjahr des Tragwerkes und der
seinerzeitigen Betonstahlgüte die Werte der Tabelle
9 anzunehmen.
BAUEN IM BESTAND
Herstellungsjahr Betonstahlgüte f yk
[N/mm 2]
vor 1930 – 130
Handelseisen (Anm.: St 37) 210
von 1930 bis 1948 hochwertiger Betonstahl (Anm.: St 52) 260
ab 1948 bis 1972 I 245
II, III, IV 315
ab 1972 es gilt DIN 1045 (Anm.: mit DIN 488)
Tab. 9: Charakteristische Werte f yk der Betonstähle, nach [38]
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Der Prüfingenieur April 2009
Im vorliegenden Beitrag wird von der Annahme
ausgegangen, dass die oben stehende Empfehlungen
aus [38] bezüglich der charakteristischen Werkstoffwerte
für in Brückenbauwerken verwendeten Betonstahl
auch für andere Konstruktionen aus Stahlbeton
angewendet werden können.
Die in Tabelle 9 genannten charakteristischen
Kennwerte der Streckgrenze für Stahlgüten ab 1948
(I, II, III, IV) werden im Folgenden ebenfalls für
Betonstähle, die auf dem Hoheitsgebiet der DDR
zwischen 1965 und 1972 nach TGL 101-054 [39]
produziert wurden, verwendet. Dabei wird davon
ausgegangen, dass deren Produktionsqualität mindestens
dem Niveau von 1948 entspricht. Ausgehend
von der geforderten Mindeststreckgrenze
gemäß [39] werden die warmgewalzten Betonstähle
ST A-0 und ST A-I der Betonstahlgüte I und der
warmgewalzte Betonstahl ST A-III der Betonstahlgüte
II zugeordnet.
Mit den Einführungen der Reihen DIN 488 und
TGL 12530 von 1972 werden die mechanischen Materialkennwerte
der genormten Betonstähle erstmals
in ganz Deutschland als 5%-Quantile der Grundgesamtheit
definiert. Für Betonrippenstähle mit Zulassung
legte der Arbeitskreis „Betonstähle“ des Länder-
Sachverständigenausschusses in den westlichen Bundesländern
bereits im April 1968 das 5%-Quantil der
Festigkeitseigenschaften als Anforderungskriterium
in den Vorläufigen Richtlinien für die Güteüberwachung
von Betonrippenstahl [40] fest. Zuvor waren
die Anforderungen als Mindestwerte definiert.
Die Untersuchungen von Rehm und Rußwurm
[41] sowie die vom Deutschen Institut für Bautechnik
zur Verfügung gestellten anonymisierten Überwachungsunterlagen
von Betonherstellern zeigen, dass
die in den 1970er Jahren produzierten Betonstähle
die gestellten Anforderungen an die Festigkeitswerte
in der Regel überschreiten. Somit können die in [36]
geforderten Nennwerte der Betonstahlsorten auf der
sicheren Seite als 5%-Quantile angenommen werden.
Für Betonstähle, die gemäß der Reihe TGL
12530 ab 1972 produziert wurden, liegen keine statistischen
Kennwerte aus der Produktion vor. In der
vorliegenden Arbeit wird davon ausgegangen,
dass die eingebauten Betonstähle die geforderten
5%-Quantile der Festigkeitseigenschaften
einhalten und somit als charakteristische Werte
angesetzt werden können.
3.4 Charakteristische Eigenschaften von
Betonstählen
In den folgenden Tabellen sind die charakteristischen
Streckgrenzen bzw. 0,2%-Dehn-