Rissbildung von Stahlbeton bei Zwangsbeanspruchungen: Fid-Bau Portal

Rissbildung von Stahlbeton bei Zwangsbeanspruchungen

Häußler-Combe, Ulrich / Hartig, Jens

Rissbreiten unter Zwangbeanspruchungen werden nach gängiger Praxis in Verbindung zur Mindestbewehrung für die Schnittgrößen der Erstrissbildung gesetzt. Der Beitrag ergänzt diese Vorgehensweise, indem methodische Grundlagen dargestellt und Rissbreiten sowie Schnittgrößen unter Zwang aus der Bedingung kinematischer Verträglichkeit gewonnen werden. Abschließend wird dem analytischen Theoriemodell zur Validierung ein numerisches Simulationsmodell gegenübergestellt. Mit den Modellen wurden wesentliche Aspekte der Rissbildung des Stahlbetons unter Zwangbeanspruchungen wie Temperatureinwirkungen und Betonschwinden dargelegt. So wurde der Zusammenhang zwischen Rissbreiten, Bewehrungsgehalt, Betonzugfestigkeit und Bewehrungsdurchmesser auf der Grundlage kinematischer Verträglichkeit betrachtet und die Verbindung zum Konzept der Mindestbewehrung aufgezeigt. Weiterhin erfolgten Abgrenzungen zwischen Temperatureinwirkungen und Betonschwinden, sowie zwischen Einzelrissen und abgeschlossener Rissbildung. Hierbei wurde zur Vereinfachung die vollständige Dehnungsbehinderung angenommen. Die nachgiebige Dehnungsbehinderung lässt sich durch die Erweiterung der Modelle mit Auflagerfedern berücksichtigen. Die Grenzen des Beitrages ergeben sich mit der Betrachtung von Stäben mit Spannungen und Dehnungen, die innerhalb eines Querschnitts konstant sind. Bezüglich eines Querschnitts variierende Spannungen und Dehnungen oder die ungleichmäßige Verteilung der Bewehrung erfordern die Modellerweiterung, zumindest mit einem Scheibenmodell für den Beton. Alternativ besteht das Konzept des Wirkungsbereiches der Bewehrung mit effektiven Betonflächen. Einerseits führt dies auf ein einfaches und handhabbares Berechnungsmodell, andererseits ergeben sich relativ große Modellunsicherheiten. Hinzu kommen relativ große Streuungen in den Betonzugfestigkeiten und hinsichtlich des Verbundverhaltens zwischen Beton und Bewehrung.