Erweitertes Modell zur Berechnung der Rissbreite

Cramer

2019

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Die Begrenzung der Rissbreite ist eine wesentliche Bemessungsaufgabe bei Stahlbetonkonstruktionen, um die Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit während der gesamten Nutzungsdauer zu gewährleisten (vgl. [1][2][3]). Unter Langzeitbeanspruchung findet eine Vergrößerung der Rissbreite (Bild 1) als Folge des zeitabhängigen Materialverhaltens von Beton (z. B. Verbundkriechen, Betonkriechen und Betonschwinden) statt. Dabei sind die Beziehungen und Wechselwirkungen der drei Langzeiteffekte komplex. Da bei der Festlegung der erforderlichen Bewehrungsmenge die Begrenzung der Rissbreite eine wesentliche Rolle spielt und damit -außer den Gebrauchs-und Dauerhaftigkeitseigenschaften -auch wirt-schaftliche Auswirkungen verbunden sind, ist die Frage, ob und wie solche Effekte möglichst wirklichkeitsnah zu berücksichtigen sind, essentiell. Hierzu wird zunächst ein rheologisches Modell zur Ermittlung der Spannungs-und Verschiebungszustände in gerissenen Stahlbetonbauteilen vorgestellt. Mit dem rheologischen Modell werden die Spannungsverteilungen sowie deren zeitabhängige Entwicklung innerhalb eines gerissenen Stahlbetonzugkörpers unter Ansatz von wirklichkeitsnahen Verbundspannungs-Schlupf-Beziehungen dargestellt. Anschließend wird das rheologische Modell mit experimentellen Versuchen validiert. 2 Rheologisches Modell 2.1 Struktur Um den Einfluss der verschiedenen zeitabhängigen Effekte auf die Rissbreiten beurteilen und quantifizieren zu können, wurde am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig, ein rheologisches Modell entwickelt, welches auf der Arbeit in [4] basiert. Grundsätzlich besteht das Modell aus zwei Längsstäben (Beton und Betonstahl), die mit Federn in einem definierten Abstand verbunden sind. Die Länge des Modells entspricht für das abgeschlossene Rissbild der Hälfte des Rissabstands und muss für die Erstrissbildung größer als die Einleitungslänge gewählt werden (Bild 2). Sowohl die Materialeigenschaften als auch die Länge und die Belastung des rheologischen Modells können je nach Die Begrenzung der Rissbreite ist eine wesentliche Bemessungsaufgabe bei Stahlbetonkonstruktionen, um Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit zu gewährleisten. Unter Langzeitbeanspruchungen vergrößern sich die Rissbreiten durch das zeitabhängige Materialverhalten von Beton. Aufgrund der Überlagerung der unterschiedlichen Effekte (Verbundkriechen, Betonkriechen und Betonschwinden) sind konsistente und mechanisch basierte Untersuchungen für eine zuverlässige Vorhersage der Rissbreiten unerlässlich. Zu diesem Zweck wurde ein rheologisches Modell entwickelt. Das Modell wurde anhand von Versuchsergebnissen unter Langzeitbelastung validiert und zeigt eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den zeitabhängigen rechnerischen und experimentellen Rissbreiten. Model for the description of time-dependent crack width development in reinforced concrete In order to ensure serviceability and durability, limiting crack width is an essential task within the design of reinforced concrete structures. However, under long term loading crack widths in...

w_{k,tot} = w_{k,0} + Δ w_{k,VK} + Δ w_{k,K} + Δ w_{k,S}

…”

Section: Zusammenfassung Und Ausblickunclassified

Modell zur Beschreibung der zeitabhängigen Rissbreitenentwicklung in Stahlbetonbauteilen

Cramer

2019

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“…Hierbei wurden nur Versuchsreihen verwendet, die so ausführlich dokumentiert sind, dass eine Fehlinterpretation weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Die in vorgestellte Datenbasis enthielt 121 Einzelwerte aus Versuchsergebnissen von Eckfeldt , Hartl , Niemann sowie Rehm et al . Diese Datenbasis wurde um Daten aus einer Datenbank der UP Madrid ergänzt, wobei die zunächst von Eckfeldt verwendeten Daten kontrolliert und überarbeitet wurden.…”

Section: Vergleich Der Berechnungsmodelle Anhand Von Versuchsergebnissenunclassified

“…Eine vergleichende Auswertung zum Einfluss einer Langzeitbelastung ( k t = 0,4) kann entnommen werden. Die rechnerischen Rissbreiten sind in der Regel charakteristische Werte bzw. 95 %‐Quantilwerte, die demzufolge auch mit den 95 %‐Quantilwerten der Rissbreite w 0,95 zu vergleichen sind . Das heißt, es wurden nur Versuche berücksichtigt, bei denen die 95 %‐Quantilwerte angegeben sind bzw.…”

Section: Vergleich Der Berechnungsmodelle Anhand Von Versuchsergebnissenunclassified

“…Die Anzahl der Einzelwerte reduziert sich gegenüber den Auswertungen in bzw. aufgrund der Einführung der Mindestbetonfestigkeit f c = 20 N/mm 2 . Werden für den Abgleich, anstatt der 95 %‐Quantilwerte, Mittelwerte der Rissbreite aus Versuchsergebnissen verwendet, können 13 zusätzliche Einzelwerte aus und damit n = 123 Einzelwerte genutzt werden, die alle weiteren genannten Kriterien erfüllen.…”

Section: Vergleich Der Berechnungsmodelle Anhand Von Versuchsergebnissenunclassified

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Vergleich von normativen Modellen zur Berechnung der Rissbreite

Busse

2018

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Mit dem Ziel, einen Überblick über aktuelle normative Modelle zur Berechnung der Rissbreite im Stahlbetonbau zu erhalten, wurden diese am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig zusammengestellt und verglichen. Um einen unabhängigen Vergleich der Modelle sicherzustellen, wurde eine Datenbasis mit Versuchswerten zu Rissbreiten zusammengestellt. Der Modellvergleich wurde auf zentrische Zugversuche, bei denen charakteristische Werte der gemessenen Rissbreiten (95 %‐Quantilwerte) angegeben waren bzw. ermittelt werden konnten, beschränkt. Durch die Vergleichsberechnungen konnte gezeigt werden, dass zwischen den unterschiedlichen Modellen signifikante Abweichungen auftreten. Während der Eurocode 2 die im Versuch gemessenen Rissbreiten tendenziell überschätzt, werden die Rissbreiten mit den Nationalen Anhängen für Deutschland bzw. Österreich überwiegend unterschätzt. Mit dem Modell nach Model Code 2010 werden die Versuchsergebnisse im Mittel ebenfalls überschätzt, die Ergebnisse liegen jedoch zwischen denen nach Eurocode 2 sowie den Nationalen Anhängen für Deutschland bzw. Österreich. Des Weiteren kann mit den Modellen der Nationalen Anhänge für Deutschland und Österreich sowie des Model Code 2010 eine, gegenüber dem Eurocode 2, erhöhte Vorhersagegenauigkeit erreicht werden.

“…Hierzu wurde die am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig vorhandene Datenbank mit Versuchsdatensätzen zu Rissbreiten herangezogen. Die in aufgebaute Datenbank wurde erweitert und umfasst derzeit die Ergebnisse aus . Die Randbedingungen für die Datenauswahl wurden wie folgt festgelegt: Versuchsart: Biegeversuch ( N = 0) Querschnitt: Rechteck Bewehrungsstahl: Rippenstahl Ort der Rissbreitenmessung: Bauteilunter‐ bzw.…”

Section: Vergleich Des Rissbreitenansatzes Nach Mc2010 Mit Versuchserunclassified

Rissbreiten an biegebeanspruchten Bauteilen

Cramer

2018

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Obwohl die Rechenansätze zur Ermittlung der Rissbreiten überwiegend an Zugstäben abgeleitet wurden, werden diese in der Praxis auch für die Berechnung von Rissbreiten an biegebeanspruchten Bauteilen angewendet, zum Teil auch, weil entsprechende Angaben in den Bemessungsnormen fehlen. Die bei Biegung vorhandenen rissaufweitenden Faktoren können aber im Vergleich zum „Zugstab‐Rechenwert“ zu einer deutlichen Erhöhung der Rissbreiten am Bauteil führen. Im vorliegenden Beitrag werden die wesentlichen Unterschiede der Rissbildung unter Zug‐ und Biegebeanspruchung erläutert, Einflussfaktoren identifiziert und Vergleiche mit Versuchsergebnissen durchgeführt. Ziel ist es, einen Überblick über die einzelnen Faktoren zu vermitteln, sodass abhängig von projektspezifischen Anforderungen und für eine bessere Vorhersage die am Zugstab abgeleiteten Rissbreitenformeln auf biegebeanspruchte Bauteile erweitert werden können.