Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Stahlfasern: Rißkontrolle mit kombinierter Bewehrung
Nach Einführung der DIN 1045:2001-07 und der DIN EN 206:2001-07 spielt der Nachweis zur Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken eine deutlich wichtigere Rolle als bisher. Insbesondere die höhere Betondeckung der Bewehrung und die mit der Einführung der Expositionsklassen verbundenen Mindestbetonfestigkeitsklassen führen zu teilweise deutlich höheren Mindestbewehrungen, die sich hauptsächlich aus den Anforderungen an die rechnerische Rissbreite oder aus der Sicherstellung eines duktilen Bauteilverhaltens ergeben. Wesentlicher Faktor für die erforderliche Bewehrungsmenge ist die Betonzugfestigkeit. Da diese zeitabhängig ist, ist der Zeitpunkt der Rissbildung von Bedeutung. Es ist jedoch im Vorfeld schwierig, ihn genau abzuschätzen. Eine kombinierte Bewehrung aus Stahldrahtfasern und Betonstahl ist eine wirkungsvolle Möglichkeit, den Widerspruch aufzulösen. Vor allem in den Bauteilen, die bisher von einem hohen Mindestbewehrungsgehalt gekennzeichnet sind - wie in fugenlosen oder flüssigkeitsdichten Bauwerken, kann sie ihre Stärken ausspielen. Stahldrahtfasern ermöglichen eine Kraftübertragung im gerissenen Beton. Da die Fasern fast nie senkrecht zur Rissebene liegen, entstehen infolge von Umlenkkräften und daraus resultierenden Zugspannungen so genannte Sekundärrisse. Dies führt zu Rissverzweigung, Rissversatz und Rissaufspaltung. Der Eindringwiderstand gegenüber Flüssigkeiten sowie Kornverzahnung und Reibung werden deutlich gesteigert. Diese so genannte Nachrisszugfestigkeit kann eine erhebliche Tragfähigkeit von Betonbauteilen bewirken. Für übliche Stahlfasergehalte und -typen liegt die zentrische Nachrisszugfestigkeit immer unterhalb der zentrischen Zugfestigkeit des Betons. Nur die Biegezugfestigkeit kann bei Verwendung einer entsprechenden Menge leistungsfähiger Stahldrahtfasern auch im gerissenen Zustand gehalten werden. Darum wird Stahlfaserbeton auch als unterkritische Bewehrung bezeichnet. Bei gleich bleibender Rissbreite ist eine Verringerung des Betonstahlgehaltes gegenüber einem nicht faserbewehrten Stahlbeton um bis zu ca. 50 % möglich. Gleichzeitig wird die Bauwerksqualität aufgrund verbesserter Materialeigenschaften und leichterer Verarbeitbarkeit gesteigert. Bedeutende Bauzeitverkürzungen können hinzukommen. Die Berechnung kann durch einfache Anpassung bestehender Bemessungsvorschriften erfolgen.
Stahlfasern: Rißkontrolle mit kombinierter Bewehrung
Nach Einführung der DIN 1045:2001-07 und der DIN EN 206:2001-07 spielt der Nachweis zur Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken eine deutlich wichtigere Rolle als bisher. Insbesondere die höhere Betondeckung der Bewehrung und die mit der Einführung der Expositionsklassen verbundenen Mindestbetonfestigkeitsklassen führen zu teilweise deutlich höheren Mindestbewehrungen, die sich hauptsächlich aus den Anforderungen an die rechnerische Rissbreite oder aus der Sicherstellung eines duktilen Bauteilverhaltens ergeben. Wesentlicher Faktor für die erforderliche Bewehrungsmenge ist die Betonzugfestigkeit. Da diese zeitabhängig ist, ist der Zeitpunkt der Rissbildung von Bedeutung. Es ist jedoch im Vorfeld schwierig, ihn genau abzuschätzen. Eine kombinierte Bewehrung aus Stahldrahtfasern und Betonstahl ist eine wirkungsvolle Möglichkeit, den Widerspruch aufzulösen. Vor allem in den Bauteilen, die bisher von einem hohen Mindestbewehrungsgehalt gekennzeichnet sind - wie in fugenlosen oder flüssigkeitsdichten Bauwerken, kann sie ihre Stärken ausspielen. Stahldrahtfasern ermöglichen eine Kraftübertragung im gerissenen Beton. Da die Fasern fast nie senkrecht zur Rissebene liegen, entstehen infolge von Umlenkkräften und daraus resultierenden Zugspannungen so genannte Sekundärrisse. Dies führt zu Rissverzweigung, Rissversatz und Rissaufspaltung. Der Eindringwiderstand gegenüber Flüssigkeiten sowie Kornverzahnung und Reibung werden deutlich gesteigert. Diese so genannte Nachrisszugfestigkeit kann eine erhebliche Tragfähigkeit von Betonbauteilen bewirken. Für übliche Stahlfasergehalte und -typen liegt die zentrische Nachrisszugfestigkeit immer unterhalb der zentrischen Zugfestigkeit des Betons. Nur die Biegezugfestigkeit kann bei Verwendung einer entsprechenden Menge leistungsfähiger Stahldrahtfasern auch im gerissenen Zustand gehalten werden. Darum wird Stahlfaserbeton auch als unterkritische Bewehrung bezeichnet. Bei gleich bleibender Rissbreite ist eine Verringerung des Betonstahlgehaltes gegenüber einem nicht faserbewehrten Stahlbeton um bis zu ca. 50 % möglich. Gleichzeitig wird die Bauwerksqualität aufgrund verbesserter Materialeigenschaften und leichterer Verarbeitbarkeit gesteigert. Bedeutende Bauzeitverkürzungen können hinzukommen. Die Berechnung kann durch einfache Anpassung bestehender Bemessungsvorschriften erfolgen.
Stahlfasern: Rißkontrolle mit kombinierter Bewehrung
Vitt, Gerhard (Autor:in)
Beton- und Stahlbetonbau ; 101 ; A25-A30
2006
6 Seiten, 8 Bilder, 5 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Zum Querkrafttragverhalten von UHPC-Balken mit kombinierter Bewehrung aus Stahlfasern und Stabstahl
| UB Braunschweig | 2015