Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
5 Berechnungsansätzemaximaler horizontaler Frischbetondruck[kN/m²]150100500ideal starr normal Schlupf 1 mmVerformungsfähigkeit der SchalungFE-schichtweiseFE-gesamtanalytischSVBt E,eff = 10 hγ c = 25 kN/m³v = 1 m/hb = 1 mkeine ReibungBild 5.21:Einfluss der Verformungsfähigkeit der Schalung auf den maximalenFrischbetondruckFrischbetondruck bei geneigter SchalhautBei den Berechnungen mit geneigter Schalhaut wurde die Reibung zwischen Frischbetonund Schalungsoberfläche bzw. der Einfluss der Bewehrung, auf der sicheren Seiteliegend, vernachlässigt. Es ist festzustellen, dass der maximale Frischbetondrucksignifikant durch den Neigungswinkel der Schalung α beeinflusst wird, vgl. Bild 5.22.Bei einem negativen Neigungswinkel (Kegelform) reduziert sich in der Regel derFrischbetondruck, wohingegen ein positiver Neigungswinkel (Trichterform) denFrischbetondruck signifikant erhöht.maximaler Frischbetondrucknormal zur Schalungsoberfläche [kN/m²]Bild 5.22:2502252001751501251007550250hydrostatisch bis t E,effVerformungFE-schichtweiseFE-gesamt-90 -75 -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 75 90Neigungswinkel der Schalhaut α [°]−αSVBt E,eff = 10 hγ c = 25 kN/m³v = 1 m/hb min = 1 mkeine ReibungMaximaler rechnerischer Frischbetondruck in Abhängigkeit des Neigungswinkelsder Schalhaut+αb min246
5 BerechnungsansätzeUnterschiede bestehen auch bei den geneigten Schalungen hinsichtlich desEinbauprozesses bzw. der Schalungsverformung. Infolge der Zunahme derSchalungsbreite erhöht sich bei negativem Neigungswinkel und schichtweisem Einbauder Frischbetondruck gegenüber den Ergebnissen bei lotrechter Schalung. Einezusätzliche Schalungsverformung von ca. 1 bis 3 Millimetern bewirkt jedoch einenAbbau des Frischbetondrucks auf die Werte des Eingusszustandes (FE-gesamt), vgl. Bild5.22.Bei den Berechnungen mit geneigter Schalhaut unter Vernachlässigung der Reibung warbei einer Neigung von − 65 ° ≤ α ≤ 65°näherungsweise ein linearer Zusammenhangzwischen der Betoniergeschwindigkeit und dem maximalen Frischbetondruckfestzustellen. Der rechnerische Frischbetondruck auf geneigte Schalungen beschreibtdaher im entsprechenden Wertebereich in etwa folgende Gleichungen, wenn eineausreichende Schalungsverformung vorausgesetzt werden kann.( 1 + α ⋅ 0 0045)( 1+ α ⋅0 011)σ max, = σh,max,α=0 ⋅ ,σ max, = σh,max,α=0 ⋅ ,α für − 65°≤ α ≤ 0 [°] (5.39)α für 0 ≤ α ≤ 65°[°] (5.40)Bei Abweichungen von mehr als 65 ° von der Lotrechten ergeben sich überproportionaleÄnderungen des Frischbetondrucks. Bei einer Schalungsneigung von α → −90 ° tendiertder Frischbetondruck bei der gewählten Funktion für ϕ ges gegen den Wert null. Wirdzum frühen Stadium über einen gewissen Zeitraum der Reibungswinkel zu ϕ ges = 0angesetzt, nimmt der Betondruck einen Grenzwert größer null an.Bei einer Schalungsneigung von α → 90 ° erreicht der Frischbetondruck in etwa denhydrostatischen Wert, bezogen auf die Betonierhöhe beim Erreichen desErstarrungsendes t E . Voraussetzung ist, dass der Beton zum Zeitpunkt t E alleeinwirkenden Lasten aufnehmen kann.lim σ = 0(5.41)α→−90limα→90σmaxmax≈ γ⋅tE, eff⋅ vFrischbetondruck bei geneigten Bauteilenc(5.42)Ist das gesamte Bauteil geneigt (vgl. Bild 5.18), so erhöht sich der rechnerischeFrischbetondruck auf die untere Schalungsoberfläche mit zunehmender Neigung desBauteils, vgl. Bild 5.23. Der Zuwachs des Frischbetondrucks ist im Vergleich zurEinwirkung bei einer lotrechten Schalung abhängig von der Bauteilbreite b β . Beigeringen Bauteildicken ist der Druckzuwachs jedoch signifikant kleiner als bei den umden Winkel α geneigten Schalungsoberflächen nach Bild 5.22.247
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5 BerechnungsansätzeUnterschiede bestehen auch <strong>bei</strong> den geneigten Schalungen hinsichtlich desEinbauprozesses bzw. der Schalungsverformung. Infolge der Zunahme derSchalungsbreite erhöht sich <strong>bei</strong> negativem Neigungswinkel und schichtweisem Einbauder <strong>Frischbetondruck</strong> gegenüber den Ergebnissen <strong>bei</strong> lotrechter Schalung. Einezusätzliche Schalungsverformung <strong>von</strong> ca. 1 bis 3 Millimetern bewirkt jedoch einenAbbau des <strong>Frischbetondruck</strong>s auf die Werte des Eingusszustandes (FE-gesamt), vgl. Bild5.22.Bei den Berechnungen mit geneigter Schalhaut unter Vernachlässigung der Reibung war<strong>bei</strong> einer Neigung <strong>von</strong> − 65 ° ≤ α ≤ 65°näherungsweise ein linearer Zusammenhangzwischen der <strong>Beton</strong>iergeschwindigkeit und dem maximalen <strong>Frischbetondruck</strong>festzustellen. Der rechnerische <strong>Frischbetondruck</strong> auf geneigte Schalungen beschreibtdaher im entsprechenden Wertebereich in etwa folgende Gleichungen, wenn eineausreichende Schalungsverformung vorausgesetzt werden kann.( 1 + α ⋅ 0 0045)( 1+ α ⋅0 011)σ max, = σh,max,α=0 ⋅ ,σ max, = σh,max,α=0 ⋅ ,α für − 65°≤ α ≤ 0 [°] (5.39)α für 0 ≤ α ≤ 65°[°] (5.40)Bei Abweichungen <strong>von</strong> mehr als 65 ° <strong>von</strong> der Lotrechten ergeben sich überproportionaleÄnderungen des <strong>Frischbetondruck</strong>s. Bei einer Schalungsneigung <strong>von</strong> α → −90 ° tendiertder <strong>Frischbetondruck</strong> <strong>bei</strong> der gewählten Funktion für ϕ ges gegen den Wert null. Wirdzum frühen Stadium über einen gewissen Zeitraum der Reibungswinkel zu ϕ ges = 0angesetzt, nimmt der <strong>Beton</strong>druck einen Grenzwert größer null an.Bei einer Schalungsneigung <strong>von</strong> α → 90 ° erreicht der <strong>Frischbetondruck</strong> in etwa denhydrostatischen Wert, bezogen auf die <strong>Beton</strong>ierhöhe <strong>bei</strong>m Erreichen desErstarrungsendes t E . Voraussetzung ist, dass der <strong>Beton</strong> zum Zeitpunkt t E alleeinwirkenden Lasten aufnehmen kann.lim σ = 0(5.41)α→−90limα→90σmaxmax≈ γ⋅tE, eff⋅ v<strong>Frischbetondruck</strong> <strong>bei</strong> geneigten Bauteilenc(5.42)Ist das gesamte Bauteil geneigt (vgl. Bild 5.18), so erhöht sich der rechnerische<strong>Frischbetondruck</strong> auf die untere Schalungsoberfläche mit zunehmender Neigung desBauteils, vgl. Bild 5.23. Der Zuwachs des <strong>Frischbetondruck</strong>s ist im Vergleich zurEinwirkung <strong>bei</strong> einer lotrechten Schalung abhängig <strong>von</strong> der Bauteilbreite b β . Beigeringen Bauteildicken ist der Druckzuwachs jedoch signifikant kleiner als <strong>bei</strong> den umden Winkel α geneigten Schalungsoberflächen nach Bild 5.22.247