Mindestbewehrung: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Bewehrung|Bewehrungsanteil]] in einem Querschnitt, der aus folgenden Gründen notwendig ist:
[[Bewehrung|Bewehrungsanteil]] in einem Querschnitt, der aus folgenden Gründen notwendig ist:
* Ankündigung des Versagens durch Rissbildung
* Ankündigung des Versagens eines Tragwerks durch Rissbildung
* Aufnahme rechnerisch nicht berücksichtigter [[Zwangsspannungen]]
* Aufnahme rechnerisch nicht berücksichtigter [[Zwangsspannungen]]
* Begrenzung der [[Rissbreite]]
* Begrenzung der [[Rissbreite]]
Gemäß DIN EN 1992-1-1 Abs. 7.3.2 ist zur Begrenzung der [[Rissbreite|Rissbreiten]] eine Mindestbewehrung in der Zugzone erforderlich. <br />
 
Die Einwirkung von [[Zwangsspannungen|Zwangsbeanspruchungen]] kann aufgrund der geringen Betonzugfestigkeit [[Risse]] verursachen. Eine gewisse Verformung des Betons, die zu minimalen Rissen führt, ist bei der Stahlbetonbauweise sogar erforderlich, um Zugkräfte vom Beton in die [[Bewehrung|Zugbewehrung]] einleiten zu können. Im gerissenen Zustand der Zugzone nimmt allein die Bewehrung Zugkräfte auf. Zur Sicherstellung der [[Gebrauchstauglichkeit]], [[Dauerhaftigkeit]] und aus optischen Gründen ist aber die Begrenzung der Rissbreiten erforderlich. Eine wichtige Eingangsgröße zur Ermittlung der erforderlichen Mindestbewehrung ist die Betonzugkraft unmittelbar vor der Rissbildung. <br />
''Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite''<br />
Rissbildungen finden statt, wenn die zeitlich anwachsenden [[Zwangsspannungen]] die [[Zugfestigkeit]] des Betons erreichen bzw. überschreiten. Bei der vereinfachten Nachweisführung nach DIN EN 1992-1-1 darf die Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite aus dem Gleichgewicht der im Beton wirkenden Zugkraft (Betonzugkraft) unmittelbar vor der Rissbildung und der in der Bewehrung der Zugzone wirkenden Zugkraft ermittelt werden. Die Einhaltung einer vorgegebenen rechnerischen Rissbreite wird über die Begrenzung der Stahlspannungen sichergestellt.<br />
Eine gewisse Verformung des Betons, die zu minimalen Rissen führt, ist bei der [[Stahlbeton|Stahlbetonbauweise]] erforderlich, um Zugkräfte vom Beton, der selbst nur eine geringe [[Zugfestigkeit]] aufweist, in die [[Bewehrung|Zugbewehrung]] einleiten zu können. Diese Risse mit geringen Rissbreiten haben keine negativen Auswirkungen auf die [[Gebrauchstauglichkeit]] und die [[Dauerhaftigkeit]] des Betonbauteils. Um dies sicherzustellen, ist gemäß DIN EN 1992-1-1 Abs. 7.3.2 zur Begrenzung der [[Rissbreite|Rissbreiten]] eine Mindestbewehrung in der Zugzone erforderlich. <br />
Die meisten Risse entstehen infolge [[Zwangsspannungen]], insbesondere aus zentrischem Zwang infolge abfließender [[Hydratationswärme]], schon ein bis drei Tage nach dem Betonieren (Frührissbildung). Durch betontechnologische Maßnahmen oder durch Nachbehandlung lassen sich die Dehnungen aus Zwangsspannungen verringern, jedoch nicht unter die Zugbruchdehnung des Betons bringen.<br />
Rissbildungen finden statt, wenn die zeitlich anwachsenden [[Zwangsspannungen]] die [[Zugfestigkeit]] des Betons erreichen bzw. überschreiten. Die unmittelbar vor der Rissbildung im Beton wirkende Zugkraft (Betonzugkraft) muss nach der Rissbildung die im der Zugzone liegende Bewehrung aufnehmen. Bemessungsgröße der Mindestbewehrung ist demgemäß diese Betonzugkraft.<br />
Die Betonzugkraft ergibt sich aus der Querschnittsfläche A<sub>ct</sub>, die im ungerissenen Zustand des Betons rechnerisch unter Zugspannungen steht, und dem Mittelwert der wirksamen Betonzugfestigkeit f<sub>ct,eff</sub>, die beim Auftreten der Risse zu erwarten ist. Je höher also die Zugfestigkeit des Betons im Bauteil ist, desto größer sind die Betonzugkräfte, die nach der Rissbildung in die Bewehrung übergeleitet werden. Dementsprechend größer muss auch der Bewehrungsquerschnitt sein. Umgekehrt: Je geringer die Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt ist, desto weniger Bewehrung zur Begrenzung der Rissbreite ist also einzulegen.<br />
Die Betonzugkraft ergibt sich aus der Querschnittsfläche A<sub>ct</sub>, die im ungerissenen Zustand des Betons rechnerisch unter Zugspannungen steht, und dem Mittelwert der wirksamen Betonzugfestigkeit f<sub>ct,eff</sub>, die beim Auftreten der Risse zu erwarten ist. Je höher also die Zugfestigkeit des Betons im Bauteil ist, desto größer sind die Betonzugkräfte, die nach der Rissbildung in die Bewehrung übergeleitet werden. Dementsprechend größer muss auch der Bewehrungsquerschnitt sein. Umgekehrt: Je geringer die Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt ist, desto weniger Bewehrung zur Begrenzung der Rissbreite ist also einzulegen.<br />
Das führt oft bei Tragwerksplanern, die zur Bemessung der Mindestbewehrung eine Annahme zur Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt treffen müssen, dazu, diese Betonzugfestigkeit im jungen Alter zur vermeintlichen Bewehrungseinsparung möglichst gering anzunehmen und vorzuschreiben (Verhinderung der Frührissbildung).
Das führt oft bei Tragwerksplanern, die zur Bemessung der Mindestbewehrung eine Annahme zur Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt treffen müssen, dazu, diese Betonzugfestigkeit im jungen Alter zur vermeintlichen Bewehrungseinsparung möglichst gering anzunehmen und vorzuschreiben.


== Literatur ==
== Literatur ==

Version vom 17. Februar 2016, 14:12 Uhr

Bewehrungsanteil in einem Querschnitt, der aus folgenden Gründen notwendig ist:

  • Ankündigung des Versagens eines Tragwerks durch Rissbildung
  • Aufnahme rechnerisch nicht berücksichtigter Zwangsspannungen
  • Begrenzung der Rissbreite

Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite
Eine gewisse Verformung des Betons, die zu minimalen Rissen führt, ist bei der Stahlbetonbauweise erforderlich, um Zugkräfte vom Beton, der selbst nur eine geringe Zugfestigkeit aufweist, in die Zugbewehrung einleiten zu können. Diese Risse mit geringen Rissbreiten haben keine negativen Auswirkungen auf die Gebrauchstauglichkeit und die Dauerhaftigkeit des Betonbauteils. Um dies sicherzustellen, ist gemäß DIN EN 1992-1-1 Abs. 7.3.2 zur Begrenzung der Rissbreiten eine Mindestbewehrung in der Zugzone erforderlich.
Die meisten Risse entstehen infolge Zwangsspannungen, insbesondere aus zentrischem Zwang infolge abfließender Hydratationswärme, schon ein bis drei Tage nach dem Betonieren (Frührissbildung). Durch betontechnologische Maßnahmen oder durch Nachbehandlung lassen sich die Dehnungen aus Zwangsspannungen verringern, jedoch nicht unter die Zugbruchdehnung des Betons bringen.
Rissbildungen finden statt, wenn die zeitlich anwachsenden Zwangsspannungen die Zugfestigkeit des Betons erreichen bzw. überschreiten. Die unmittelbar vor der Rissbildung im Beton wirkende Zugkraft (Betonzugkraft) muss nach der Rissbildung die im der Zugzone liegende Bewehrung aufnehmen. Bemessungsgröße der Mindestbewehrung ist demgemäß diese Betonzugkraft.
Die Betonzugkraft ergibt sich aus der Querschnittsfläche Act, die im ungerissenen Zustand des Betons rechnerisch unter Zugspannungen steht, und dem Mittelwert der wirksamen Betonzugfestigkeit fct,eff, die beim Auftreten der Risse zu erwarten ist. Je höher also die Zugfestigkeit des Betons im Bauteil ist, desto größer sind die Betonzugkräfte, die nach der Rissbildung in die Bewehrung übergeleitet werden. Dementsprechend größer muss auch der Bewehrungsquerschnitt sein. Umgekehrt: Je geringer die Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt ist, desto weniger Bewehrung zur Begrenzung der Rissbreite ist also einzulegen.
Das führt oft bei Tragwerksplanern, die zur Bemessung der Mindestbewehrung eine Annahme zur Betonzugfestigkeit zum Risszeitpunkt treffen müssen, dazu, diese Betonzugfestigkeit im jungen Alter zur vermeintlichen Bewehrungseinsparung möglichst gering anzunehmen und vorzuschreiben.

Literatur

  • Röhling, Stefan: Die effektive Zugfestigkeit bei der Ermittlung der rissbreitenbegrenzenden Bewehrung. In: beton 4-2015; S. 136 f
  • Röhling, Stefan: Zwangsspannungen infolge Hydratationswärme. Verlag Bau+Technik, Düsseldorf 2009