Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton

Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton

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6 Berechnungsvorschlagunterschreiten. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhaltes kann für die maximaleVertikalbelastung der Schalung je Längeneinheit (Schalungsumfang) max pvsder obereGrenzwert nach Gleichung (6.24) angesetzt werden.max pA( , 4 ⋅ v ⋅t⋅ γ − σ ) ⋅ U0 [kN/m]vs = E,eff c h, max, 3(6.24)Dieser Grenzwert ergibt sich aus der Spannungsdifferenz zwischen dem hydrostatischenBetondruck über die Höhe 0 , 4 ⋅ v ⋅ t E , eff mit σv1 = 0, 4 ⋅ v ⋅t E,eff ⋅ γ c sowie derVertikalspannung unter der Annahme von σ v2 = σ h, max, 3 und unter Berücksichtigungvon Umfang und Fläche des Betonquerschnitts.Bei dem Nachweis der Tragfähigkeit der vertikalen Bewehrung ist die Möglichkeit desVersagens infolge Knicken zu beachten. Des Weiteren ist die Lastweiterleitung von derhorizontalen Bewehrung in die vertikalen Bewehrungselemente nachzuweisen. Es darfhierbei näherungsweise von einer konstanten Lasteinleitung über die Höheh = 0 , 15⋅t⋅ v ausgegeangen werden.EinleitungE6.4.2 Berechnung der tatsächlichen Betoniergeschwindigkeit unterPraxisbedingungenBei der Berechnung des maximalen Frischbetondrucks wurde stets von einer konstantenBetoniergeschwindigkeit v ausgegangen. Unter Praxisbedingungen beschreibt jedoch dieZunahme der Betonspiegelhöhe über die Zeit oftmals keinen linearen Verlauf. Zum einenwird in Abschnitten betoniert, in denen die Steiggeschwindigkeit(Abschnittsgeschwindigkeit) sehr hoch ist, zum anderen gibt es Phasen, in denen wenigoder kein Beton eingebaut wird. Auch bei konstanter Fördermenge ergeben sich weiterhindurch Veränderung des Bauteilquerschnitts, z. B. durch Aussparungen, unterschiedlicheSteiggeschwindigkeiten. Damit stellt sich die Frage nach der tatsächlichenBetoniergeschwindigkeit, die zur Berechnung des Frischbetondrucks anzusetzen ist bzw.nach dem zulässigen Verlauf der Betonspiegelhöhe bei gegebener maximalerBetoniergeschwindigkeit.Zur Einhaltung der berechneten Maximalwerte des Frischbetondrucks σ maxmuss dietatsächliche mittlere Betoniergeschwindigkeit, bezogen auf jeden betrachteten Punkt i(vorh , iv ), die in Bild 6.12 dargestellten Bedingungen erfüllen. Es zeigt sich, dass v vorh , igrößer sein kann als die Berechnungsgeschwindigkeit v , wenn die hydrostatischeBetondruckhöhe (noch) nicht erreicht wird und wenn am Punkt i der Frischbeton bereitserstarrt ist.276

6 BerechnungsvorschlagΔ h iΔ h max,iAbstand des Punktes ivon OK Betonspiegel00Δ h i = h szulässiger Abstanddes Punktes i vonOK BetonspiegelΔ hi= vzulvorhandener Abstanddes Punktes i vonOK Betonspiegel(Beispiel)⋅ Δth sσ=γmaxBetonierzeit, bezogen auf den Punkt iicΔ tiAn jedem Punkt i in der Schalung muss für die mittlere Abschnittsgeschwindigkeitv gelten:vorh ,iΔh= , wenn Δ h i > hs- ivvorh,i≤ v zulΔti- vvorh ,i = beliebig, wenn hi≤ hsΔ und Δ t i > t E , effBild 6.12:Grenzwerte der zulässigen Betoniergeschwindigkeit beim Einbau desFrischbetons in die Schalung an einem beliebigen Punkt i6.5 Überlegungen hinsichtlich Sicherheit und Zuverlässigkeit6.5.1 AllgemeinesIm Zuge der Übernahme des Teilsicherheitskonzeptes in die deutschenBemessungsnormen müssen auch für die Nachweise von Schalung und RüstungTeilsicherheitsbeiwerte auf Grundlage der Zuverlässigkeitstheorie im Bauingenieurwesenberechnet werden. Folgende Gleichung charakterisiert das Zuverlässigkeitsproblem ineinfachster Weise:Rkγ F ⋅ Ek≤γ(6.25)RIm Bauwesen ist R k der charakteristische Wert des Tragwerkwiderstandes und E k dercharakteristische Wert der Einwirkung. Beide Größen stellen Funktionen von einerVielzahl von Zufallsvariablen dar. Die Teilsicherheitsbeiwerte γ F und γ R zurBestimmung des Bemessungswertes des Bauteilwiderstandes bzw. zur Bestimmung desBemessungswertes der Einwirkung müssen neben den Streuungen der Eingangsgrößenauch die Unsicherheit des mathematisch-mechanischen Modells berücksichtigen.277

6 Berechnungsvorschlagunterschreiten. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhaltes kann für die maximaleVertikalbelastung der Schalung je Längeneinheit (Schalungsumfang) max pvsder obereGrenzwert nach Gleichung (6.24) angesetzt werden.max pA( , 4 ⋅ v ⋅t⋅ γ − σ ) ⋅ U0 [kN/m]vs = E,eff c h, max, 3(6.24)Dieser Grenzwert ergibt sich aus der Spannungsdifferenz zwischen dem hydrostatischen<strong>Beton</strong>druck über die Höhe 0 , 4 ⋅ v ⋅ t E , eff mit σv1 = 0, 4 ⋅ v ⋅t E,eff ⋅ γ c sowie derVertikalspannung unter der Annahme <strong>von</strong> σ v2 = σ h, max, 3 und unter Berücksichtigung<strong>von</strong> Umfang und Fläche des <strong>Beton</strong>querschnitts.Bei dem Nachweis der Tragfähigkeit der vertikalen Bewehrung ist die Möglichkeit desVersagens infolge Knicken zu beachten. Des Weiteren ist die Lastweiterleitung <strong>von</strong> derhorizontalen Bewehrung in die vertikalen Bewehrungselemente nachzuweisen. Es darfhier<strong>bei</strong> näherungsweise <strong>von</strong> einer konstanten Lasteinleitung über die Höheh = 0 , 15⋅t⋅ v ausgegeangen werden.EinleitungE6.4.2 Berechnung der tatsächlichen <strong>Beton</strong>iergeschwindigkeit unterPraxisbedingungenBei der Berechnung des maximalen <strong>Frischbetondruck</strong>s wurde stets <strong>von</strong> einer konstanten<strong>Beton</strong>iergeschwindigkeit v ausgegangen. Unter Praxisbedingungen beschreibt jedoch dieZunahme der <strong>Beton</strong>spiegelhöhe über die Zeit oftmals keinen linearen Verlauf. Zum einenwird in Abschnitten betoniert, in denen die Steiggeschwindigkeit(Abschnittsgeschwindigkeit) sehr hoch ist, zum anderen gibt es Phasen, in denen wenigoder kein <strong>Beton</strong> eingebaut wird. Auch <strong>bei</strong> konstanter Fördermenge ergeben sich weiterhindurch Veränderung des Bauteilquerschnitts, z. B. durch Aussparungen, unterschiedlicheSteiggeschwindigkeiten. Damit stellt sich die Frage nach der tatsächlichen<strong>Beton</strong>iergeschwindigkeit, die zur Berechnung des <strong>Frischbetondruck</strong>s anzusetzen ist bzw.nach dem zulässigen Verlauf der <strong>Beton</strong>spiegelhöhe <strong>bei</strong> gegebener maximaler<strong>Beton</strong>iergeschwindigkeit.Zur Einhaltung der berechneten Maximalwerte des <strong>Frischbetondruck</strong>s σ maxmuss dietatsächliche mittlere <strong>Beton</strong>iergeschwindigkeit, bezogen auf jeden betrachteten Punkt i(vorh , iv ), die in Bild 6.12 dargestellten Bedingungen erfüllen. Es zeigt sich, dass v vorh , igrößer sein kann als die Berechnungsgeschwindigkeit v , wenn die hydrostatische<strong>Beton</strong>druckhöhe (noch) nicht erreicht wird und wenn am Punkt i der Frischbeton bereitserstarrt ist.276

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