Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton

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

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10.07.2015 Aufrufe

2 Stand der Technik( σ + σ )σ x = νc⋅ y z(2.33)( σ + σ )σ y =νc⋅ x z(2.34)( ν ⋅ ( σ + σ ) + σ )σ x = νc⋅ c x z z(2.35)x (horizontal)yσ z = σ vz (vertikal)τ zxτ yxτ zyτ yzτ xyτ xzσ x = σ hSchalungswandσ yBild 2.32:Spannungen im Boden bzw. im Beton innerhalb der Schalung(kartesisches Koordinatensystem)Die Horizontalspannung σ h bzw. σ x ist nunmehr lediglich von der Querdehnzahl ν csowie der Vertikalspannung σ v bzw. σ z abhängig. Aus Gleichung (2.35) lässt sich derSeitendruckbeiwert λ nach Gleichung (2.36) ableiten.ν σhσ xλ = = =(2.36)1 − ν σ σcvzDamit ergibt sich der Zusammenhang zwischen HorizontalspannungVertikalspannung σ bzw. der Tiefe h nach Gleichung (2.37).σhνc=1− νcv⋅ σv= λ ⋅ σv= λ ⋅ γc⋅ hσ h und(2.37)Bei einer Querdehnzahl von ν c = 0, 5 liegt nach (2.37) stets hydrostatisches Verhaltenvor. Demgegenüber ist bei ν c = 0 die Horizontalspannung σ h = 0 .66

2 Stand der TechnikDie Bestimmung der Querdehnzahl ν c von Böden (und damit auch von Frischbeton) istin der Regel mit großen Schwierigkeiten behaftet. In diesem Zusammenhang ist zubemerken, dass in der Regel in Böden der Elastizitätsmodul E und der Steifemodul(Kompressionsmodul) E s in Abhängigkeit der Belastung stark veränderlich sind. DerZusammenhang zwischen Elastizitätsmodul E und dem Steifemodul E s bei verhinderterSeitendehnung ist in Geichung (2.38) dargestellt.1− νcE s = E ⋅(2.38)1− ν − 2 ⋅ νc2cAus Versuchen zur Bestimmung des Erdruhedruckbeiwertes λ (auch K 0 ) bei Böden[Franke (1983)] wurde die auch in E DIN 4085 (2002) verankerte Beziehung (2.39) zurBerechnung der Horizontalspannungen σ abgeleitet.hEs ist ersichtlich, dass σ h lediglich durch den Reibungswinkel ϕ und dieVertikalspannung σ v beschrieben wird. Zur Ermittlung der Einwirkungen auf Silos nachE DIN 1055-6 (2000) wird von folgendem Zusammenhang zwischen σ h und σ vausgegangen:hv( − sin ϕ) ⋅ vσ = λ ⋅ σ = 1 , 1⋅1 σ(.2.40)Erläuterungen zum aktiven ErddruckIm Gegensatz zum Erdruhedruck werden die Spannungszustände bei aktivem Erddruckmit Hilfe von Gleichgewichts- und Grenzspannungsbedingungen ermittelt. Bei denkinematischen Methoden, zu denen auch das Verfahren nach Coulomb zählt, wird davonausgegangen, dass ein Scherversagen in diskreten Gleitflächen auftritt, auf denen sichmonolithische Bruchkörper mit dem Eigengewicht G verschieben können (vgl. Bild2.33). Maßgebend ist die Gleitfläche, bei der der Erddruck F a den größten Wert erreicht.Der maßgebende Winkel der Gleitfläche ϑ a errechnet sich durch die Lösung derExtremwertaufgabe (2.41) unter Ansatz von (2.42) nach Gleichung (2.43)[Möller (2004)].∂F a∂ϑF= 0aa = G ⋅tanϑa( − ϕ) ⋅ vσ 1 (2.39)h = λ ⋅ σv= sin σ( − ϕ)(2.41)(2.42)π ϕϑ a = +(2.43)4 2Die Horizontalspannungen ergeben sich nunmehr nach Gleichung (2.44), wenn eine überdie Höhe linear ansteigende Druckverteilung angenommen wird.67

2 Stand der TechnikDie Bestimmung der Querdehnzahl ν c <strong>von</strong> Böden (und damit auch <strong>von</strong> Frischbeton) istin der Regel mit großen Schwierigkeiten behaftet. In diesem Zusammenhang ist zubemerken, dass in der Regel in Böden der Elastizitätsmodul E und der Steifemodul(Kompressionsmodul) E s in Abhängigkeit der Belastung stark veränderlich sind. DerZusammenhang zwischen Elastizitätsmodul E und dem Steifemodul E s <strong>bei</strong> verhinderterSeitendehnung ist in Geichung (2.38) dargestellt.1− νcE s = E ⋅(2.38)1− ν − 2 ⋅ νc2cAus Versuchen zur Bestimmung des Erdruhedruck<strong>bei</strong>wertes λ (auch K 0 ) <strong>bei</strong> Böden[Franke (1983)] wurde die auch in E DIN 4085 (2002) verankerte Beziehung (2.39) zurBerechnung der Horizontalspannungen σ abgeleitet.hEs ist ersichtlich, dass σ h lediglich durch den Reibungswinkel ϕ und dieVertikalspannung σ v beschrieben wird. Zur Ermittlung der Einwirkungen auf Silos nachE DIN 1055-6 (2000) wird <strong>von</strong> folgendem Zusammenhang zwischen σ h und σ vausgegangen:hv( − sin ϕ) ⋅ vσ = λ ⋅ σ = 1 , 1⋅1 σ(.2.40)Erläuterungen zum aktiven ErddruckIm Gegensatz zum Erdruhedruck werden die Spannungszustände <strong>bei</strong> aktivem Erddruckmit Hilfe <strong>von</strong> Gleichgewichts- und Grenzspannungsbedingungen ermittelt. Bei denkinematischen Methoden, zu denen auch das Verfahren nach Coulomb zählt, wird da<strong>von</strong>ausgegangen, dass ein Scherversagen in diskreten Gleitflächen auftritt, auf denen sichmonolithische Bruchkörper mit dem Eigengewicht G verschieben können (vgl. Bild2.33). Maßgebend ist die Gleitfläche, <strong>bei</strong> der der Erddruck F a den größten Wert erreicht.Der maßgebende Winkel der Gleitfläche ϑ a errechnet sich durch die Lösung derExtremwertaufgabe (2.41) unter Ansatz <strong>von</strong> (2.42) nach Gleichung (2.43)[Möller (2004)].∂F a∂ϑF= 0aa = G ⋅tanϑa( − ϕ) ⋅ vσ 1 (2.39)h = λ ⋅ σv= sin σ( − ϕ)(2.41)(2.42)π ϕϑ a = +(2.43)4 2Die Horizontalspannungen ergeben sich nunmehr nach Gleichung (2.44), wenn eine überdie Höhe linear ansteigende Druckverteilung angenommen wird.67

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