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- Bodenplatten (1)
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- Rissbreitenbeschränkung (1)
- Schrumpfen (1)
- Zugfestigkeit (1)
Im vorliegenden Aufsatz werden die rechnerischen Rissbreiten bei frühem und bei spätem Zwang verglichen. Insbesondere wird der Fall betrachtet, dass nach einer frühen Rissbildung infolge Abfließens der Hydratationswärme im fortgeschrittenen Betonalter Zwängungen durch Schwinden und/oder Temperatureinflüsse entstehen. Es wird gezeigt, dass die im jungen Betonalter entstandenen Risse zunächst breiter werden, bevor neue Risse infolge späten Zwangs entstehen können, und dass die resultierende Rissbreite dann größer ist, als wenn die Risse ausschließlich durch späten Zwang entstehen. Für die rechnerische Behandlung dieser Problematik wird ein einfaches Rechenverfahren aufgezeigt. Des Weiteren wird auf die Konzentration von zwangsbedingten Rissen in Schwachstellen, z. B. bei Bodenplatten und Decken mit großen Aussparungen, eingegangen und es wird dargestellt, wie für solche Bauteilgeometrien die rechnerische Begrenzung der Rissbreite erfolgen kann.
Im vorliegenden Beitrag wird der Einfluss der Modellierung des Kellergeschosses auf die Querkraft und die Verformungen von im Kellergeschoss eingespannten Stahlbeton‐Aussteifungswänden untersucht. Der Querkraftverlauf der Wand und die Verschiebung am Kopf der Wand werden mit den entsprechenden, am vereinfachten Kragwandmodell ermittelten Werten verglichen, bei dem die Wand auf Höhe der Kellerdecke voll eingespannt ist und die Weiterleitung der Schnittkräfte im Kellergeschoss nicht näher betrachtet wird. Für die Berücksichtigung des Kellergeschosses wird zunächst eine gelenkige Festhaltung durch die Kellerdecke und die Bodenplatte betrachtet, wodurch sich eine unrealistisch große Wandquerkraft im Kellergeschoss ergibt. Danach wird ein verfeinertes Modell mit Teileinspannung in der Bodenplatte und nachgiebiger Halterung durch die Kellerdecke untersucht. Es werden Empfehlungswerte für die Federkonstante der Drehfeder auf Höhe der Bodenplatte und der horizontalen Translationsfeder auf Höhe der Kellerdecke angegeben, die in der Praxis Anwendung finden können. Es wird besonders der Frage nachgegangen, welche Einflüsse die Berücksichtigung des Kellergeschosses bei der Erdbebenbemessung der Aussteifungswände hat. Dabei wird einerseits die Systemsteifigkeit, von der die Erdbebenersatzlasten abhängen, und andererseits die mögliche Verschiebungsduktilität, von der der mögliche Verhaltensbeiwert q abhängt, betrachtet.
Üblicherweise wird bei der Erdbebenbemessung von durch Stahlbetonwände ausgesteiften Gebäuden entweder die ungerissene Biegesteifigkeit oder ein von dieser durch einen Abminderungsfaktor abgeleiteter Wert zur Berücksichtigung des Zustands II verwendet. Tatsächlich ist die Biegesteifigkeit von Stahlbetonquerschnitten jedoch vom Bewehrungsgrad und von der Normalkraft abhängig. Die Fließverschiebung, bei der sich am Fuß einer Stahlbetonwand ein plastisches Gelenk bildet, ist hingegen fast ausschließlich von ihrer Länge im Grundriss abhängig. Torsionswirkungen infolge Exzentrizität zwischen Massen- und Steifigkeitsmittelpunkt werden üblicherweise durch Vergrößerung der Bemessungskräfte der einzelnen Wände berücksichtigt. Den durch die Torsionswirkung vergrößerten Verschiebungen einzelner Wände wird dabei keine Beachtung geschenkt. Da die durch die Verhaltensbeiwerte der Normen implizit vorausgesetzte ertragbare Verformung des Tragsystems zusätzliche Verschiebungen infolge Torsion nicht explizit berücksichtigt, kann es so unter Umständen wegen Überschreitung der maximal möglichen Verformung einzelner Wände zu einem vorzeitigen Versagen kommen. Im vorliegenden Aufsatz wird ein quasi-händisches Nachweisverfahren vorgestellt, mit dem die explizite Berücksichtigung von torsionsbedingten Verschiebungen möglich ist und bei dem realistische Biegesteifigkeiten für die Wände verwendet werden.
In [Zahn, F., Köber, D., Verfahren zum Erdbebennachweis von durch Stahlbetonwände ausgesteiften Gebäuden mit explizitem Nachweis der Verformungen. Beton- und Stahlbetonbau 110 (2015) Heft 4, S. 293–302] wird ein Bemessungsverfahren für durch Erdbeben beanspruchte Tragwerke vorgestellt, mit dem die explizite Berücksichtigung von torsionsbedingten Verschiebungen möglich ist und bei dem realistische Biegesteifigkeiten für die Wände verwendet werden. Da mit diesem vereinfachten Verfahren mit vertretbarem Aufwand nur der getrennte Tragsicherheitsnachweis für Erdbebenbeanspruchungen in den Gebäudehauptrichtungen möglich ist, wird in diesem Aufsatz der Frage nachgegangen, ob ein Gebäude, für welches der Nachweis in beiden Hauptrichtungen erbracht wird, auch für Erdbebenbeanspruchung unter 45° zu den Hauptrichtungen ausreichende Standsicherheit besitzt. Zu diesem Zwecke werden zwei Beispielgebäude zunächst mit dem in [1] beschriebenen Verfahren auf ihre Standsicherheit in den Hauptrichtungen untersucht und anschließend mit dem Programm ETABS nachgerechnet, und zwar zunächst jeweils in einer Gebäudehauptrichtung und danach für eine Beanspruchung unter 45° zu dieser.
Im vorliegenden Aufsatz wird das grundlegende Vorgehen zur Berechnung der Durchbiegung im gerissenen Zustand inklusive Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden vorgestellt. Dabei werden aufbauend auf den Vorgaben des EC2 verschiedene Verfahren mit unterschiedlichen Genauigkeitsniveaus für Balken und einachsig gespannte Platten erläutert. Für einfache Systeme können diese Verfahren auch von Hand durchgeführt werden und bieten dabei ein hohes Maß an Kontrolle über den Rechenablauf. Anschließend wird die Ermittlung der Schwindverformungen genauer betrachtet, welche nur mit hohem Rechenaufwand durchgeführt werden kann. Für eine Auswahl von Systemen können Diagramme mit Multiplikationsfaktoren hergeleitet werden, welche die Berechnung stark vereinfachen. Des Weiteren wird auf die Verformungsberechnung im Zustand II für Plattentragwerke eingegangen. Dabei werden sowohl die Berechnung mit FE‐Plattenprogrammen, welche oftmals entsprechende Funktionen anbieten, als auch vereinfachte manuelle Verfahren vorgestellt. Die Grundlagen der Rissbildung lassen sich von Stabtragwerken auf Platten übertragen, allerdings entstehen dabei neue Fragestellungen, wie beispielsweise zum Vorgehen bei der Steifigkeitsabminderung oder zum Einfluss der Schnittgrößenumlagerung infolge Rissbildung. In diesem Bereich besteht daher noch Forschungsbedarf.
