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E-Book

Konstruieren im Stahlbetonbau 2

Stabwerkmodelle - Regeldetails - Gebrauchstauglichkeit

AutorHans-Hermann Prüser
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2012
Seitenanzahl274 Seiten
ISBN9783446431447
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis19,99 EUR
Zunächst werden die Stabwerksmodelle behandelt, die heute die Grundlage bilden, mit der der Kraftfluss und die sich daraus entwickelnde Bewehrung im Bauteil konstruiert werden kann.
Besondere Bedeutung kommt dabei der Konstruktion der Bewehrung zu.
Die Verfahren für die Nachweisführung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit werden ausführlich erläutert.
Zahlreiche anschauliche Bilder erhöhen dabei das Verständnis, und der gesamte Lehrstoff wird an ausführlich durchgerechneten Beispielen vertieft.

Prof. Dr.-Ing. Hans-Hermann Prüser lehrt die Fächer Baustatik, Massivbau und Mauerwerksbau an der Jade Hochschule, Oldenburg.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis8
1 Modelle für Lastabtragung und Werkstoffbeanspruchung14
1.1 Die grundlegenden Tragmodelle15
1.1.1 Die Bernoulli-Hypothese15
1.1.2 Die Fachwerkanalogie15
1.1.3 Anwendungsgrenzen16
1.1.3.1 Die Systemfindung ist widersprüchlich16
1.1.3.2 Bernoulli-Hypothese und Fachwerkanalogie gelten in Teilbereichen des Tragwerks nicht17
1.1.3.3 Großvolumige, gedrungene Bauteile18
1.2 Die lineare Elastizitätstheorie20
1.2.1 Theoretischer Hintergrund20
1.2.2 Beispiele für Simulationen22
1.2.2.1 Balken auf 2 Stützen mit/ohne Aussparung22
1.2.2.2 Scheibe unter zentrischer/exzentrischer Druckbeanspruchung28
1.2.3 Anwendung der Elastizitätstheorie auf denWerkstoff Stahlbeton31
1.2.4 Eine Anleihe aus der Plastizitätstheorie32
1.3 Die Lastpfadmethode zum Modellieren von D-Bereichen33
1.3.1 Zentrische Lasteinleitung in eine Scheibe33
1.3.2 Exzentrische Lasteinleitung in eine Scheibe36
1.3.3 Wandartige Träger37
2 Stabwerkmodelle39
2.1 D-Bereiche39
2.1.1 Festlegung der Geometrie39
2.1.2 Die Neigung der Druck- und Zugstäbe40
2.1.3 Die Schnittstelle zwischen dem D-Bereich und dem B-Bereich41
2.2 Die Konstruktion und Bemessung42
2.2.1 Identifizieren und Herausschneiden der D-Bereiche43
2.2.2 Konstruktion des Stabwerkes44
2.2.3 Ermittlung der Stabkräfte45
2.2.4 Nachweis der Knoten45
2.2.5 Nachweis der Druckstreben54
2.2.6 Konstruktive Bewehrung ergänzen54
2.3 Anwendungsbeispiele für Stabwerkmodelle55
3 Standardisierte Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit68
3.1 Konsolen68
3.1.1 Der Lasteinleitungsbereich68
3.1.2 Modellgeometrie und Tragmodell71
3.2 Durchstanzen77
3.2.1 Versagensmechanismus77
3.2.2 Bemessungsansatz78
3.2.2.1 Bemessungswertder einwirkenden Querkraft78
3.2.2.2 Der kritische Rundschnitt79
3.2.2.3 Nachweis für Platten ohne Durchstanzbewehrung81
3.2.2.4 Nachweis für Platten mit Durchstanzbewehrung82
3.2.3 Bemessungsbeispiele86
3.3 Torsion von Rechteckquerschnitten92
3.3.1 Mechanischer Hintergrund92
3.3.2 Räumliches Stabwerkmodell92
3.3.3 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.394
3.3.3.1 Allgemeines94
3.3.3.2 Konstruktion des Hohlkastens95
3.3.3.3 Bemessung für die reine Torsion (ohne Querkraft)95
3.3.3.4 Bemessung für die Interaktion von Querkraft undTorsion96
3.4 Zusammengesetzte Bauteile97
3.4.1 Der Anschluss Steg–Gurt bei einem Plattenbalkenquerschnitt97
3.4.1.1 Konstruktionsregeln für Vollplatten aus Ortbeton97
3.4.1.2 Problemstellung98
3.4.1.3 Stabwerkmodell98
3.4.1.4 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.2.499
3.4.2 Arbeits und Verbundfugen107
3.4.2.1 Erläuterungen an Anwendungsfällen107
3.4.2.2 Bemessungsansatz nach Eurocode 2, Abs. 6.2.5113
3.4.2.3 Hinweise zu Bewehrungsstößen an Arbeitsfugen115
3.4.2.4 Bemessungsbeispiele118
3.5 Hochbaustütze121
3.5.1 Einordnung Theorie I. und II. Ordnung121
3.5.2 Das Verfahren mit Nennkrümmung nach Eurocode 2, Abs. 5.8.8123
3.5.2.1 Imperfektionen123
3.5.2.2 Ausmitte nach Theorie II. Ordnung124
3.5.2.3 Bemessungsmoment und Nachweisführung125
3.5.3 Bemessungsbeispiele125
4 Parameter der Bauteile132
4.1 Vorbemerkungen132
4.1.1 Simulation von Werkstoff und Beanspruchung132
4.1.2 Die Auslegung der Bewehrung133
4.2 Querschnittswerte für die Zustände I und II135
4.2.1 Generelle Vorgehensweise135
4.2.2 Parametrisierung symmetrischer Querschnitte bei einachsiger Biegung137
4.2.2.1 Der Rechteckquerschnitt138
4.2.2.2 Der symmetrische Plattenbalken142
4.2.3 Der beliebig, polygonal begrenzte Querschnitt148
4.2.3.1 Die Gaußschen Flächenformeln148
4.2.3.2 Hauptachsentransformation150
4.2.4 Beispiele150
4.3 Zeitabhängiges Werkstoffverhalten166
4.3.1 Kriechen des Betons unter Dauerlast167
4.3.2 Beton-Schwinden169
4.4 Die Momenten-Krümmungsbeziehung172
4.4.1 Der linear-elastische Form für den Zustand I172
4.4.2 Die nichtlineare Form für den Zustand II172
4.4.2.1 Kinematik und Verzerrungen am Riss173
4.4.2.2 Verzerrungen, Spannungen und innere Kräfte am Riss175
4.4.2.3 Innere Kräfte und Gleichgewichtszustand am Riss176
4.4.2.4 Ergebnisdarstellung und Interpretation177
4.4.3 Die linearisierte Form für den Zustand II180
4.4.3.1 Annahmen und Herleitung180
4.4.3.2 Auswertung für reine Biegung183
4.4.3.3 Bemessungsdiagramme für den Rechteckquerschnitt bei reiner Biegung184
4.4.4 Mitwirkung des Betons auf Zug185
4.4.4.1 Physikalischer Hintergrund185
4.4.4.2 Der Parameteransatz nachEurocode188
4.4.5 Balkenkrümmung infolge von innerem Zwang188
5 Rechnerische Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit190
5.1 Vorbemerkungen190
5.1.1 Basis der Nachweisführung190
5.1.2 Ein Referenzsystem192
5.1.2.1 System und Belastung192
5.1.2.2 Bemessungsschnittgrößen193
5.1.2.3 Querschnittsbemessung für den GZT195
5.1.2.4 Bewehrungskonstruktion196
5.1.2.5 Kriechen und Schwinden des Betons198
5.1.2.6 Querschnittswerte des Verbundquerschnitts198
5.2 Verformungsberechnung im Stahlbetonbau200
5.2.1 Definitionen200
5.2.2 Berechnungsgrundlagen201
5.2.2.1 Der Arbeitssatz der Statik201
5.2.2.2 Nichtlineares Werkstoffverhalten203
5.2.2.3 Der Übergang von Zustand I nach Zustand II204
5.2.3 Computerorientierte Berechnung205
5.2.3.1 Die prinzipielle Abfolge einer Verformungsberechnung im Stahlbetonbau205
5.2.3.2 Querschnittswerte des Verbundquerschnitts206
5.2.3.3 Definition vonTragwerksabschnitten209
5.2.3.4 Biegemomentenverlauf der maßgebenden Einwirkungskombination(EWK)210
5.2.3.5 Tension-Stiffening210
5.2.3.6 Bereichsweise Anwendung des Arbeitssatzes212
5.2.4 Handrechenverfahren für reine Biegung214
5.2.5 Beispiele zur Verformungsberechnung am Referenzsystem216
5.3 Die Beschränkung von Rissbreiten221
5.3.1 Bewehrungskorrosion221
5.3.1.1 Allgemeines221
5.3.1.2 Konstruktiver Schutz und Rissbildung222
5.3.1.3 Hinweise zur Schadenserkennung und Sanierung224
5.3.2 Berechnung der Rissbreite nach Eurocode 2225
5.3.2.1 Zulässige Grenzwerte der Rissbreiten wmax226
5.3.2.2 Der Wirkungsbereich der Bewehrung Ac,eff227
5.3.2.3 Plausibilisierung der Nachweisführung228
5.3.2.4 Die empirischen Bestimmungsgleichungen230
5.3.3 Beispiele zur rechnerischen Begrenzung von Rissbreiten232
6 Übungsbeispiele237
A Werkstoffkennwerte für Normalbeton243
A.1 Festigkeits-, Elastizitäts- und Verbundeigenschaften243
A.2 Zeitabhängiges Verformungsverhalten246
B Sicherstellung von Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit249
B.1 Expositionsklassen und Anforderungen an die Konstruktion249
B.2 Mindestbetondeckung251
C Bemessungsdiagramme Rechteckquerschnitt252
Literaturverzeichnis263
Begriffe und Formelzeichen265
Sachwortverzeichnis268

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