Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
5 Berechnungsansätzeμ⎛() t = 15 , ⋅⎜⎟ ≤ 0 22 ,⎜ t ⎟E,eff⎝t⎞⎠3(5.28)Für die Mittelwert von μ () t gilt bei Bauteilen mit einer Horizontalbewehrung und einemBewehrungsabstand von mindestens s h = 12,5 cm bei keinen bis geringenErschütterungen im Bereich 0 ≤ t / t ≤ 0,4 :2,5E,eff⎛ t ⎞μ 3 () t = 2 ⋅⎜⎟ ≤ 0,2t(5.29)⎝ E,eff ⎠Bild 5.5 zeigt den zeitlichen Verlauf des Reibungsbeiwertes der gewählten Gleichungen.Dargestellt sind weiterhin die ermittelten Messwerte des Reibungsbeiwertes für SVB beieiner Vertikalspannung von ca. 90 kN/m². Die einzelnen unterhalb der Funktionenliegenden Messwerte sind vertretbar, da diese Proben infolge der zyklischenVertikalbelastung im Versuch einen geringeren Widerstand aufwiesen, als unter stetigerBelastungszunahme zu erwarten ist.Eine Gegenüberstellung der Funktionen μ ( t)und ( t)Messwerte (vgl. Kapitel 4) enthält Bild 5.6.1μ mit den 5%-Quantilwerten der2Reibungsbeiwert µ [-]0,200,180,160,140,120,100,080,060,040,020,00Vertikalspannung derProbe ca. 90 kN/m²μ 3 (t)R² = 0,844μ 2 (t)R² = 0,837μ 1 (t)Bereich mitAuswirkungenauf denmaximalenFrischbetondruckohne Bewehrungmit Bewehrung0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00bezogene Zeit t/t E,eff [-]Mittelwertmit Bewehrung5%-Quantilwertmit Bewehrung5%-Quantilwertohne BewehrungBild 5.5:Gewählte Funktionen zum zeitlichen Verlauf des Reibungsbeiwertes zwischenBeton und Schalung bzw. Bewehrung sowie Messwerte für SVB228
5 BerechnungsansätzeReibungsbeiwert µ [-]0,100,090,080,070,060,050,040,03Vertikalspannung derProbe ca. 90 kN/m²μ 3 (t)μ 1 (t)μ 2 (t)mit Bewehrungμ 3 (t)mit BewehrungMittelwertmit Bewehrungμ 2 (t)mit Bewehrung5%-Quantilwertohne Bewehrungμ 1 (t)0,020,01ohne Bewehrung5%-Quantilwert0,000 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6bezogene Zeit t/t E,eff [-]Bild 5.6:Vergleich der gewählten Funktionen zum Reibungsbeiwert bei SVBmit den zugehörigen Quantilwerten der Versuchswerte im für die Berechnungdes maximalen Frischbetondrucks maßgebenden BereichIn Bild 5.7 ist der theoretisch maximale Reibungsbeiwert μ max auf Grundlage derλ()t -Funktionen nach Gleichung (5.25) und (5.26) unter Annahme von aktivem Erddruckdargestellt und den aus den Versuchswerten ermittelten Reibungsbeiwertengegenübergestellt. Die Berechnung wurde nach folgender Gleichung durchgeführt:μmax= tan ϕges⎛ ⎛π ⎞⎞= tan ⎜2 ⋅ ⎜−arctan( λ ) + ⎟⎟⎝ ⎝4 ⎠⎠Es ist ersichtlich, dass die aus 2 ( t)sehr gut mit den im Versuch ermittelten Werten ( t)(5.30)λ [Gleichung (5.25)] errechneten Reibungsbeiwerteμ 3 (mit Bewehrung) übereinstimmen.Dies ist erstaunlich, da die Bewehrung lediglich in der Mitte des Schalungsschwertesangeordnet wurde. Es ist jedoch davon auszugehen, dass infolge vonDilatationsvorgängen im Bereich der Bewehrungselemente lokal größereReibungswiderstände aktiviert, als im Mittel rechnerisch angesetzt, werden. Des Weiterenkann bei den Versuchen mit Bewehrung, aufgrund der Dehnungsbehinderung an denSchalungswänden (senkrecht zur Richtung der Verschiebung), ein größerer Widerstandauftreten, als unter der Annahme einer Scherfuge parallel zur Verschiebungsrichtungrechnerisch maximal möglich ist. Insgesamt ist jedoch davon auszugehen, dass bei hohemBewehrungsgehalt die gesamte innere Reibung des Frischbetons für die Silowirkungaktiviert werden kann.229
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5 BerechnungsansätzeReibungs<strong>bei</strong>wert µ [-]0,100,090,080,070,060,050,040,03Vertikalspannung derProbe ca. 90 kN/m²μ 3 (t)μ 1 (t)μ 2 (t)mit Bewehrungμ 3 (t)mit BewehrungMittelwertmit Bewehrungμ 2 (t)mit Bewehrung5%-Quantilwertohne Bewehrungμ 1 (t)0,020,01ohne Bewehrung5%-Quantilwert0,000 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6bezogene Zeit t/t E,eff [-]Bild 5.6:Vergleich der gewählten Funktionen zum Reibungs<strong>bei</strong>wert <strong>bei</strong> SVBmit den zugehörigen Quantilwerten der Versuchswerte im für die Berechnungdes maximalen <strong>Frischbetondruck</strong>s maßgebenden BereichIn Bild 5.7 ist der theoretisch maximale Reibungs<strong>bei</strong>wert μ max auf Grundlage derλ()t -Funktionen nach Gleichung (5.25) und (5.26) unter Annahme <strong>von</strong> aktivem Erddruckdargestellt und den aus den Versuchswerten ermittelten Reibungs<strong>bei</strong>wertengegenübergestellt. Die Berechnung wurde nach folgender Gleichung durchgeführt:μmax= tan ϕges⎛ ⎛π ⎞⎞= tan ⎜2 ⋅ ⎜−arctan( λ ) + ⎟⎟⎝ ⎝4 ⎠⎠Es ist ersichtlich, dass die aus 2 ( t)sehr gut mit den im Versuch ermittelten Werten ( t)(5.30)λ [Gleichung (5.25)] errechneten Reibungs<strong>bei</strong>werteμ 3 (mit Bewehrung) übereinstimmen.Dies ist erstaunlich, da die Bewehrung lediglich in der Mitte des Schalungsschwertesangeordnet wurde. Es ist jedoch da<strong>von</strong> auszugehen, dass infolge <strong>von</strong>Dilatationsvorgängen im Bereich der Bewehrungselemente lokal größereReibungswiderstände aktiviert, als im Mittel rechnerisch angesetzt, werden. Des Weiterenkann <strong>bei</strong> den Versuchen mit Bewehrung, aufgrund der Dehnungsbehinderung an denSchalungswänden (senkrecht zur Richtung der Verschiebung), ein größerer Widerstandauftreten, als unter der Annahme einer Scherfuge parallel zur Verschiebungsrichtungrechnerisch maximal möglich ist. Insgesamt ist jedoch da<strong>von</strong> auszugehen, dass <strong>bei</strong> hohemBewehrungsgehalt die gesamte innere Reibung des Frischbetons für die Silowirkungaktiviert werden kann.229