cd - DAfStB

Nach den Ausziehversuchen trägt der Hoyereffekt wesentlich zur Übertragung der Vorspannkraft
auf den Betonquerschnitt bei. Die Vergrößerung der Verbundkraft durch die auftretenden
Querpressungen verdeutlichen die in Bild 5 dargestellten Verbundkraft-Verschiebungsbeziehungen
von Ausziehversuchen an 0,5“-Litzen bei einer Verbundlänge lv von 50 mm. Durch das Ablassen
der Vorspannung vor Versuchsbeginn war der Hoyereffekt im ersten Fall deutlich ausgeprägt,
wogegen im zweiten Fall ohne eine Änderung der Litzenspannung und entsprechende
Querpressungen im Wesentlichen nur die anderen Verbundmechanismen auftraten.
Verbundkraft [kN]
50
40
30
20
10
0
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50
Verschiebung [mm]
20
15
10
5
0
Verbundspannung
[N/mm²]
50
40
30
20
10
0
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50
Verschiebung [mm]
Litzenspannung um 1200 N/mm² vermindert ohne Änderung der Litzenspannung
Verbundkraft [kN]
Bild 5 Verbund-Verschiebungsbeziehung bei Ausziehversuchen mit (links) und ohne (rechts)
Spannungsänderung vor Versuchsbeginn (lv = 50 mm, fc,cube,150,14d = 54,0 N/mm²)
2 Mindestmaße der Betondeckung
Wenn infolge der Zugspannungen aus Spannkrafteinleitung Längsrisse auftreten (Sprengrissbildung),
wird die Verbundfestigkeit der Spannbewehrung deutlich herabgesetzt. Die Radialdruckspannungen
aus der Querdehnung der Litze und deren günstige Wirkung auf den reibungsabhängigen
Verbundanteil (Hoyereffekt) nehmen durch den geringeren Umschnürungseffekt des
gerissenen Betons erheblich ab, was zu einer unkontrollierten Verlängerung der Übertragungslänge
der Vorspannkraft führt. Dies vermindert die Zugkraftdeckung im Bauteil und kann somit ein
frühzeitiges Verankerungsversagen zur Folge haben (Abschnitt 4). Die Sprengrissbildung lässt
sich im Allgemeinen durch eine ausreichend große Betondeckung verhindern. Im Fall einer nicht
ausreichenden Betondeckung ist auch bei der Anordnung von Bügel- oder Wendelbewehrung zur
Beschränkung der Rissbildung von einer Vergrößerung der Übertragungslänge auszugehen. Zur
Sicherstellung der Verbundverankerung sind daher Mindestmaße der Betondeckung für eine
Spannkrafteinleitung ohne Sprengrissbildung erforderlich. Dabei hängt die geforderte Mindestbetondeckung
vom lichten Abstand der Spannstähle und vom Typ der Spannbewehrung
(Litzen/gerippte Drähte) ab.
Die Mindestmaße der Betondeckung wurden an Rechteckquerschnitten (Spannkrafteinleitungskörper)
mit jeweils zwei bzw. vier (zwei Lagen) 0,5“-Litzen ermittelt [4]. Es wurden drei Betonfestigkeitsklassen
und unterschiedliche Betondeckungen der Litzen untersucht. In einem
Betonalter von 24 Stunden wurde die nach DIN 1045-1 zulässige Vorspannkraft von 126 kN je
0,5“-Litze langsam auf die Querschnitte übertragen. Bild 6 stellt die ohne Rissbildung eingeleiteten
Spannkräfte in Abhängigkeit der auf den Litzendurchmesser bezogenen Betondeckung c/∅ dar.
Die Säulen mit kleineren eingeleiteten Vorspannkräften als 126 kN kennzeichnen die jeweilige
Laststufe einer vorzeitigen Sprengrissbildung. Es wird deutlich, dass eine Betondeckung von 2,0 ∅
nicht ausreicht, um die zulässige Vorspannkraft nach DIN 1045-1 für 0,5“-Litzen sicher rissfrei
einzuleiten.
20
15
10
5
0
Verbundspannung
[N/mm²]
4