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25. Oktober 2019

Vergleichende Untersuchungen zu Zwangsbeanspruchungen in fugenlosen Hochbaukonstruktionen

Die Entwicklung zu einer fugenlosen Bauweise im Stahlbetonhochbau führt zum vermehrten Auftreten von Zwangsspannungen und damit beim Übersteigen der Zugfestigkeit im Beton zum Entstehen von Rissen. Der Eurocode 2-1-1 sieht dafür einen pauschalen Ansatz zur Ermittlung einer Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreiten vor. Nach Jahren der Anwendung hat sich jedoch aufgrund von unplanmäßigen Rissentstehungen gezeigt, dass immer mehr Unsicherheiten bei der Abschätzung des Zeitpunktes der Rissbildung bzw. der anzusetzenden effektiven Betonzugfestigkeit auftreten. Der Einsatz moderner FEM-Programme bietet hier durch eine nichtlineare Berechnung von Stahlbetonkonstruktionen unter Berücksichtigung auftretender Zwangsspannungen ein alternatives Vorgehen.

Autor
Marleen Eysel

Für dieses galt es zunächst mögliche Einflussparameter der Rissbreitenbegrenzung bei Verwendung nichtlinearer Berechnungsmethoden unter Berücksichtigung des Betonschwindes an einfachen Tragwerksmodellen zu untersuchen. Mithilfe dessen konnte gezeigt, dass die wirklichkeitsnahe Steifigkeitsabbildung der Tragwerke eine entscheidende Voraussetzung für eine zuverlässige Rissbreitenabschätzung bildet. Besonders die rissbreitenmindernde Wirkung durch Steifigkeitsverlust mit zunehmender Gebäudehöhe ist hier zu nennen. Vor allem in oberen Etagen führt dies zu geringen Rissweiten infolge des späten Zwangs, sodass an diesen Stellen eine Reduzierung der Bewehrungsmengen erfolgen kann. Des Weiteren wurden die Erkenntnisse der Parameterstudie genutzt, um die Umsetzbarkeit eines solchen Vorgehens an der geplanten Baumaßnahme des Gymnasiums Dresden-Klotzsche zu überprüfen. In einem abschließenden Vergleich mit dem pauschalen Ansatz der Norm konnte gezeigt werden, dass sich auf diese Weise konkrete Einsparungen bei der Wahl der Mindestbewehrungsmengen vornehmen lassen.


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