Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
5 BerechnungsansätzeGleichung (5.49) bzw. F v, f entspricht bei Vernachlässigung derGeschwindigkeitszunahme von v f 0 auf v f 1 der von Beitzel (2006) mit Gleichung(2.65b) vorgestellten Beziehung zur Bestimmung einer durch den Einfüllvorganghervorgerufenen Impulskraft.Für die Schalungsdimensionierung ist der Spannungszuwachs infolge desEinfüllprozesses von Interesse. Unter Annahme eines hydrostatischen Verhaltens undeiner mitwirkenden Schalungslänge l eff von zirka der minimalen Bauteilbreite b ergibtsich der Druckzuwachs Δ σ h,f 1 nach (5.50).Δ σFl ⋅bv,fh ,f 1 = =Fv, f2b(5.50)Bei einer Schalungsbreite von ca. 0,2 m folgt für das vorliegende Beispiel eine örtlicheDruckerhöhung von Δ σ h ,f = 7, 5 kN/m². Der Druckanteil nimmt jedoch mitzunehmender Betoniertiefe bzw. größerer effektiver Länge l eff signifikant ab. Es ist zubemerken, dass der errechnete Beispielwert sehr gut mit dem Druckzuschlag nach CIB-CEB-FIB-Bulletin (1977) bei Einfüllhöhen größer 2 m übereinstimmt (vgl. Kapitel 2.6.9).Wird der Endschlauch fälschlicherweise in den Frischbeton eingetaucht, muss mit weitüber dem hydrostatischen Ansatz reichenden Drücken gerechnet werden, da derFrischbeton nicht schnell genug abfließen kann und daher lokal ein signifikanterDruckaufbau durch die Pumpe erfolgt.Die statische Belastung infolge des Betoneinbaus stellt in der Regel keinebemessungsrelevante Einwirkungsgröße dar. Demgegenüber können dieSpannungswechsel infolge des Betoneinbaus eine dynamische Anregung von Schalungund Frischbeton hervorrufen und somit die Veränderung des Verformungsverhaltens desFrischbetons hervorrufen. Dies hat entsprechende Auswirkungen auf den horizontalenFrischbetondruck.5.5.2 Vertikale Belastung der Schalung infolge ReibungDie Schubspannungen τ w , welche zwischen Frischbeton und Schalungswand bzw.Frischbeton und Bewehrung auftreten, müssen vom Schalungssystem bzw. derBewehrung aufgenommen und in den Baugrund abgeleitet werden. Mit zunehmendemReibungsbeiwert μ und Horizontaldruck σ h vergrößert sich die aufzunehmendeSchubspannung τ w . Die Ermittlung der vertikalen Belastung (Streckenlast jeumlaufenden Meter) p vs kann durch eine Integration von τ w über die Betonierhöhe hnach (5.51) erfolgen. Mit Gleichung (5.4) bzw. (5.12) und (5.5) ergibt sich Gleichung(5.52).252
5 Berechnungsansätzepvs = ∫ τw⋅ dh(5.51)p = ∫ σv( t ) ⋅ λ( t ) ⋅μ( t ) ⋅ v ⋅ dtvs(5.52)Mit σ v unter Ansatz der Modellvorstellung 1 nach Gleichung (5.10) (ohne Kohäsion)errechnet sich p vs schließlich mit Gleichung (5.53). Die Spannungen an der oberenBetonoberfläche sind im Allgemeinen σ v0 .pvst⎡U− ⋅v⋅λ( t ) ⋅μ( t ) ⋅dt0=Uv⋅⋅ λ( t ) ⋅μ( t ) ⋅dt⎞ ⎤⎟0 ⎟ ⎥ (5.53)⎠ ⎦() t = ⎢eAv e Acdt v () t () t ⎥∫ ⋅ ∫γ⋅ ⋅⋅ + σ ⋅λ ⋅μ dt ⋅v0⎢⎣∫⎛⎜⎜⎝∫FrischbetonspiegelhSchubspannung τ werstarrt(Festbeton)FrischbetonhE (Erstarrungsende)hmaxvertikale BelastungVertikalspannung imFrischbeton σ vHorizontalspannungim Frischbeton σ hp vsp vs[kN/m] bzw. τ w undp vs [kN/m²]Bild 5.25: Beispiel für den rechnerischen Verlauf der vertikalen Belastung p vs auf Schalungbzw. BewehrungDie maximalen rechnerischen Vertikallasten auf die Schalung entstehen am Bauteilfuß,da die Einwirkungen über die Schalungshöhe größer (aufintegriert) werden. ZurBemessung ist jedoch vor allem die Einwirkung an der Stelle des maximalenHorizontaldrucks ( h max ) von Interesse. Unterhalb dieses Punktes kann ggf. dieVertikallast auf den Frischbeton umgelagert werden, solange der maximale horizontaleFrischbetondruck nicht überschritten wird.5.5.3 Einfluss der Systemsteifigkeit auf die DruckverteilungAus Kapitel 5.4.3 wurde deutlich, dass der Normaldruck auf die Schalung und damit auchdie Druckverteilung über die Schalungshöhe signifikant vom Verformungsverhalten der253
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- Seite 320 und 321: 8 LiteraturverzeichnisGraubner, C.-
5 BerechnungsansätzeGleichung (5.49) bzw. F v, f entspricht <strong>bei</strong> Vernachlässigung derGeschwindigkeitszunahme <strong>von</strong> v f 0 auf v f 1 der <strong>von</strong> Beitzel (2006) mit Gleichung(2.65b) vorgestellten Beziehung zur Bestimmung einer durch den Einfüllvorganghervorgerufenen Impulskraft.Für die Schalungsdimensionierung ist der Spannungszuwachs infolge desEinfüllprozesses <strong>von</strong> Interesse. Unter Annahme eines hydrostatischen Verhaltens undeiner mitwirkenden Schalungslänge l eff <strong>von</strong> zirka der minimalen Bauteilbreite b ergibtsich der Druckzuwachs Δ σ h,f 1 nach (5.50).Δ σFl ⋅bv,fh ,f 1 = =Fv, f2b(5.50)Bei einer Schalungsbreite <strong>von</strong> ca. 0,2 m folgt für das vorliegende Beispiel eine örtlicheDruckerhöhung <strong>von</strong> Δ σ h ,f = 7, 5 kN/m². Der Druckanteil nimmt jedoch mitzunehmender <strong>Beton</strong>iertiefe bzw. größerer effektiver Länge l eff signifikant ab. Es ist zubemerken, dass der errechnete Beispielwert sehr gut mit dem Druckzuschlag nach CIB-CEB-FIB-Bulletin (1977) <strong>bei</strong> Einfüllhöhen größer 2 m übereinstimmt (vgl. Kapitel 2.6.9).Wird der Endschlauch fälschlicherweise in den Frischbeton eingetaucht, muss mit weitüber dem hydrostatischen Ansatz reichenden Drücken gerechnet werden, da derFrischbeton nicht schnell genug abfließen kann und daher lokal ein signifikanterDruckaufbau durch die Pumpe erfolgt.Die statische Belastung infolge des <strong>Beton</strong>einbaus stellt in der Regel keinebemessungsrelevante Einwirkungsgröße dar. Demgegenüber können dieSpannungswechsel infolge des <strong>Beton</strong>einbaus eine dynamische Anregung <strong>von</strong> Schalungund Frischbeton hervorrufen und somit die Veränderung des Verformungsverhaltens desFrischbetons hervorrufen. Dies hat entsprechende Auswirkungen auf den horizontalen<strong>Frischbetondruck</strong>.5.5.2 Vertikale Belastung der Schalung infolge ReibungDie Schubspannungen τ w , welche zwischen Frischbeton und Schalungswand bzw.Frischbeton und Bewehrung auftreten, müssen vom Schalungssystem bzw. derBewehrung aufgenommen und in den Baugrund abgeleitet werden. Mit zunehmendemReibungs<strong>bei</strong>wert μ und Horizontaldruck σ h vergrößert sich die aufzunehmendeSchubspannung τ w . Die Ermittlung der vertikalen Belastung (Streckenlast jeumlaufenden Meter) p vs kann durch eine Integration <strong>von</strong> τ w über die <strong>Beton</strong>ierhöhe hnach (5.51) erfolgen. Mit Gleichung (5.4) bzw. (5.12) und (5.5) ergibt sich Gleichung(5.52).252