Bøger i Institut Fur Baustatik. Versuchsberichte serien

Funktion des Querkraft/Momenten­ Verhaltnisses, des Belastungsniveaus und des Bewehrungsgehaltes. Nicht zuletzt interes­ sieren auch die Rissgrossen unter Gebrauchslast fUr die Beurteilung einer moglichen Kor­ rosionsgefahr.

Dadurch wird die Berechnung der Schnittkrafte ausserordentlich erschwert. Das Ziel des Forschungsprojektes bestand in der Ausarbeitung eines einfachen und zuver­ lassigen Berechnungsverfahrens. mit dem bei einer zul~ssigen Rissbreite aufgrund geo­ metrischer Beziehungen direkt der zul~ssige Verformungszustand ermittelt werden kann.

Zustand geprüft. Mit Hilfe von sechs geraden, nicht injizierbaren Spannstäben konnte eine veränderbare zentrische Vorspannkraft aufgebracht werden.

Im Rahmen des Forschungsprojektes "Vorgespannte Platten" wurden am Institut für Baustatik und Konstruktion der ETH Zürich verschiedene theoretische und experimentelle Arbeiten durchgeführt. Dabei wurden nament­ lich folgende Probleme behandelt: - Biegeverhalten von Platten mit Vorspannung ohne Verbund - Fliessbedingung für Stahlbeton mit Berücksichtigung der Betonzugfestigkeit - Schubtragverhalten von Stahlbeton- und Spannbetonplatten - Plastische Berechnung von Stahlbeton - Durchstanzverhalten von Stahlbeton- und Spannbetonplatten im Bereich von Innenstützen - Durchstanzverhalten von Stahlbeton- und Spannbetonplatten im Bereich von Rand- und Eckstützen. Die Resultate dieser Arbeiten sind in den Berichten [1 bis 10] zusammengestellt und veröffentlicht. Zum besseren Verständnis des Tragverhaltens von Flachdecken, die im Bereich von Innenstützen durch Aussparungen geschwächt sind, wurde im Anschluss an die obgenannten Untersuchungen die im folgenden beschriebene Ver­ suchsserie geplant und durchgeführt. 1.1 Problemstellung In einer Flachdecke sind in dem von Querkräften wie auch von Momenten hochbeanspruchten Bereich um die Stützen häufig Aussparungen erforderlich: Leitungskanäle für Heizung, Lüftung, Elektro- und Sanitär­ installationen verlaufen vertikal den Stützen entlang und schwächen diese ohnehin schon kritische An­ schlusszone erheblich. Es stellt sich nun einerseits die Frage, um wieviel der Schubtragwiderstand des Stützenanschlusses durch die Anordnung einer Aussparung von bestimmter Grösse und Lage reduziert wird, und andererseits, mit welchen Massnahmen dieser Bauteil verstärkt werden kann, um die durch die Aussparung verursachte Schwächung zu kompensieren.

Murfor Lagerfugenbewehrungen werden in der Praxis zur Verhinderung von Schäden als Folge von Rissen im Mauerwerk, verursacht durch ZWängungsbeanspruchungen, verwendet. In besonderen Fällen kann eine Lag- fugenbewehrung auch statisch erforderlich sein. Zur Abklärung des Einflusses der Bewehrung auf das Ri- und Tragverhalten von Mauerwerkswänden wurden Zugversuche an sechs Mauerwerkkörpern durchgeführt. Ziel der Versuche war die qualitative Abklärung der Interaktion von Bewehrungsgehalt, Rissweite und Tr- verhalten. Die Versuchsparameter waren das Steinmaterial , der Bewehrungsgehalt und sekundär die Bewehrun- anordnung. Es wurden je drei Wände aus Backstein (BN 15 M) und Kalksandstein (KN 18) hergestellt. Der Zementmörtel war für alle Versuche identisch. Alle Wände wiesen eine Lagerfugenbewehrung auf. Die drei Wände unterschieden sich in der Bewehrung wie folgt: (A) eine Murfor-Bewehrung ß 4 mm in jeder zweiten Fuge (ß 4; 1/2 M/L) (B) eine Murfor-Bewehrung ß 5 mm in jeder zweiten Fuge (ß 5; 1/2 M/L) (C) eine Murfor-Bewehrung ß 4 mm in jeder Fuge (ß 4; 1/1 M/L) Die Wände wurden in Richtung der Lagerfugen mit zentrischem Zug belastet. Gemessen wurden die Last, die Verformung in Kraftrichtung und die Rissweiten. Aufgrund der Resultate kann das Folgende zusammengefasst werden: 2 - Die Risslast wurde bei einer mittleren Spannung, bezogen auf den Bruttoquerschnitt, von rund 0. 1 N/mm erreicht. - Die Wände wiesen bis zum Erreichen der Risslast ein ungefähr linear elastisches Verhalten auf.

werden: Schubarmierung, Bogen- bzw.

1.1 Problemstellung und Zielsetzung Eine wirklichkeitsnahe Ermittlung der Querschnittstragfähigkeit lässt sioh nur unter Berücksichtigung aller gleichzeitig wirkenden Schnitt kräfte durchführen. Für beliebi­ ge Kombinationen von Biegung, Normalkraft, Querkraft und Torsion liegen heute zuver­ lässige Forschungsergebnisse vor; insbesondere befassen sich neuere Arbeiten sehr ein­ gehend mit der Bestinmung der Schubtragfähigkeit bei gleichzeitiger Wirkung sämtli­ cher Stabschnittkräfte. Der Einfluss einer zusätzlich überlagerten Querbiegung ist dagegen bisher weder theoretisch noch experimentell zufriedenstellend abgeklärt wor­ den. Vor allem im Brückenbau spielt die Beanspruchungskombination "Schub in Längsrichtung mit überlagerter Querbiegung" eine wichtige Rolle, da die schubbeanspruchten Haupt­ trägerstege durch das Zusammenwirken mit der Fahrbahnplatte praktisch immer eine mehr oder weniger grosse Querbiegung aufnehmen müssen. Hier stellen sich nun zwei für die Querschnittsbemessung wichtige Fragen: 1. Muss die vertikale Stegbewehrung für Schub und Querbiegung getrennt bemessen werden? 2. Muss die zur Bestimmung der Stegstärke massgebende Schubspannungsgrenze bei dieser Beanspruchungskombination abgemindert werden? Das Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit bestand darin, diese beiden wichtigen Fra­ gen in umfangreichen experimentellen Untersuchungen zu prüfen und Grundlagen für eine theoretische Modellbildung zu erarbeiten.

1.1 Bisherige Arbeiten und Zielsetzungen In der vorliegenden Arbeit wird die Berichterstattung über das Forschungsprojekt -Torsion, Biegung und Querkraft von Stahlbetonbalken- fortgesetzt. Allgemeine Be­ trachtungen zur Problemstellung über das Verhalten von Stahl- und Spannbeton balken unter Torsion, Biegung und Querkraft sind im Bericht [1] umschrieben. Die Versuchs­ resultate für reine Torsion halten die Berichte [1] und [3] fest. Die geprüften Bal­ ken und die gewählten Variablen sind in Bild 1 nochmals aufgezeichnet. Die Ergebnis­ se der Versuche mit der Lastkombination Torsion und Biegung enthalten die Berichte [2] und [3]. Das entsprechende Versuchsprogramm zeigt Bild 2. Gleichzeitig mit den experimentellen Untersuchungen wurde in einer theoretischen Ar­ beit [4] ein Modell für die Bestimmung des Bruchwiderstandes von unterarmierten Stahl- und Spannbetonbalken mit allgemeiner Querschnittsform unter Torsion und Bie­ gung entwickelt. Dieses Modell gilt allerdings nur für die Aufnahme der St. Venant'­ schen Torsion. Die Behandlung von unterarmierten Stahl- und Spannbeton balken wird damit für die Kombination Torsion und Biegung grundsätzlich als abgeschlossen be­ trachtet. Uebrig bleibt die Abklärung des Einflusses einer zusätzlichen Querkraft. Dazu wurden vorgängig im Jahre 196? zwei Balken unter Torsion und Querkraft geprüft.

Versuchsprogramm Das Versuchsprogramm umfasste insgesamt 16 Versuche an stockwerkshohen Kalksandstein­ w~nden und ist in der Tabelle 1 zusammengestellt.

1.1 AIIgemeines Die Technik der dynamischen Analyse von Tragwerken mittels Computerprogrammen ist heute weit fortgeschritten, und es besteht daruber eine umfangreiche Literatur. Die Ergebnisse konnen jedoch nur brauchbar sein, wenn sie auf wirklichkeitsnahen Grundlagen beruhen. Solche Grundlagen fehlen heute auf dem Gebiet des Stahlleichtbetons noch weitgehend, fur den Stahlbeton sind sie noch sehr unvollstandig. Insbesondere fehlen sowohl fur Leicht­ beton- als auch fur Betonkonstruktionen grundlegende Kenntnisse uber den Einfluss der Rissbildung', der Beanspruchungshohe, des Armierungsgehaltes, des Vorspanngrades und der .Betonart auf Bauwerkseigenschaften wie zu erwartende Eigenfrequenz, voraussichtliches Dampfungsverhalten sowie Grosse der Amplituden bei erzwungenen Schwingungen. Leichtbeton weist gegenuber Beton ein geringeres Raumgewicht und einen wesentlich klei­ neren E-Modul auf, erreicht jedoch ungefahr dieselbe Festigkeit. Durch Verwendung von Leichtbeton konnen deshalb Bauwerke mit gegenuber Beton grosserer Schlankheit wirtschaft­ lich erstellt werden. Mit zunehmender Schlankheit steigt jedoch die Anfalligkeit fur dy­ namische Krafteinwirkungen. Bis heute sind noch keine systematischen Untersuchungen zum Vergleich des dynamischen Ver­ haltens von Leichtbetonkonstruktionen mit demjenigen analog ausgebildeter Konstruktionen aus normalem Beton bekannt geworden. Ein solcher Vergleich kann jedoch fur die Baustoff­ wahl von wesentlicher Bedeutung sein.