Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton

5 Berechnungsansätze5 BERECHNUNGSANSÄTZE ZUR ERMITTLUNG DESFRISCHBETONDRUCKS AUF SCHALUNGEN5.1 EinführungIn den nachfolgenden Ausführungen werden neuartige Berechnungsmodelle zurBestimmung des Frischbetondrucks auf lotrechte Schalungen vorgestellt. Die zunächstbehandelten analytischen Berechnungsmodelle beruhen grundsätzlich auf dem in Kapitel2.6.5 vorgestellten Scheibenelementverfahren bzw. der (Silo-)Theorie nach Janssen(1895).Bisher wurden bei der Anwendung der Silotheorie zur Bestimmung von Druckzuständenstets zeitlich und örtlich unveränderliche Materialparameter λ und τ w bzw. μverwendet. Da bei SVB zum Zeitpunkt des Betoneinbaus der Seitendruckbeiwert ca.λ = 1 beträgt sowie zwischen Beton und der Schalungswand mit τ w ≈ 0 praktisch keineReibung vorliegt (vgl. Kapitel 4.5), ist dieses Modell zur wirklichkeitsnahen Berechnungdes horizontalen Frischbetondrucks nicht geeignet. Für Selbstverdichtenden Beton ergäbesich aus Gleichung (5.1) stets hydrostatischer Frischbetondruck nach Gleichung (5.2).⎡ U⋅μ⋅λγ ⋅ − ⋅h⎤c Aσ ( ) = ⎢ − Ah h 1 e ⎥ (für λ = σ h / σvund μ ≠ 0 ) (5.1)U ⋅μ ⎢ ⎥⎣ ⎦σ h = σ = γ ⋅ (für λ = 1 und μ → 0 ) (5.2)hmitγ ch( ) hvcFrischbetonwichteBetonierhöheA ,U Fläche und Umfang des von der Schalung umschlossenenBetonquerschnittsμ ReibungsbeiwertBetoniervorgänge können zum Teil mehrere Stunden andauern. In dieser Zeit verändernsich infolge chemischer und physikalischer Prozesse die mechanischen Eigenschaften desFrischbetons grundlegend. Im Verlauf des Ansteifens und Erstarrens vergrößert sich derWinkel der inneren Reibung ϕ , der zum Zeitpunkt des Betoneinbaus ϕ c ≈ 0 beträgt.Gleiches gilt für die Kohäsion c. Entsprechende Abhängigkeiten bestehen beimSeitendruckbeiwert λ = F( ϕ ges , σ n ,t,...)sowie beim Reibungswiderstand zwischen Betonμ = μ = F ϕ , σ ,t,... .und Schalung bzw. Bewehrung ( )gesUm diesen Sachverhalt auch bei der Berechnung der Schalungsbelastung nutzen zukönnen, wurden im Folgenden auf Basis der in Kapitel 2 erläuterten Grundlagen und derin Kapitel 3 und Kapitel 4 vorgenommenen experimentellen Untersuchungen Modelle zurErmittlung des auf die Schalung einwirkenden Frischbetondrucks von SVB abgeleitet.gesn215