131 POLYTECHNISCHE SCHULE | BERUFLICHE BILDUNG | ALLGEMEINBILDUNG 13.2 Konstruktionen des Hochbaues Abb. 13.6: Beanspruchung verschieblicher Rahmen durch Horizontalkräfte Tragwerk die Horizontalbeanspruchungen über die Giebelwandscheiben und die in den Längswänden angeordneten Scheiben in den Untergrund ab. Ein solches System kann in Ortbeton oder auch in Fertigteilbauweise hergestellt werden. Die Scheiben bilden die Auflager der Deckenscheibe bei horizontalen Lasten. Die aussteifenden Scheiben sollten symmetrisch zu den beiden Hauptachsen des Gebäudes liegen. Es müssen mindestens drei Scheiben angeordnet werden, deren Wirkungslinien sich nicht in einem Punkt schneiden. Abb. 13.7: Aussteifung einer Halle durch Deckenscheibe und Wandscheiben In manchen Fällen ist bei Fertigteilbauten die Anordnung einer Deckenscheibe nicht möglich. In diesem Fall muss die Aussteifung in Längsrichtung durch einen fachwerksartigen Verband, der durch die beiden anschließenden Rahmenriegel zu einem liegenden Fachwerk, dem sogenannen Windverband ergänzt wird, sichergestelt werden. Die vom Verband entfernt liegenden Rahmenriegel sind durch die Pfetten an den Verband anzuschließen. Werden sehr lange Hallen zur Vermeidung von Zwangsbeanspruchungen durch Dehnfugen unterteilt, ist in jedem Abschnitt ein Windverband anzuordnen. Anstelle des Windbocks kann die Aussteifung der Längswände auch durch Biegebeanspruchung der Stützen sichergestellt werden, die durch eine entsprechend ausgebildete Randpfette zu einem Rahmen ergänzt werden können, . Anstelle der Aussteifung der Längswände durch Wandscheiben kann auch ein sogenannter Windbock verwendet werden, der beispielsweise durch zwei Zugstangen gebildet wird, von denen jeweils nur die entsprechend der Richtung der angreifenden Kraft unter Zug stehende Stange berücksichtigt wird, soferne die Diagonalen nicht als Druckglieder ausgebildet werden. Horizontalbeanspruchungen quer zur Längsrichtung der Halle können bei fehlender Aussteifung durch Biegebeanspruchungen der verschieblichen Rahmen aufgenommen werden. Bei einer elektronischen Berechnung eines unverschieblichen Rahmens ist die Wirkung der Festhaltung durch ein Festhaltelager in Riegelhöhe zu berücksichtigen, wie es in Abb. 13.9 dargestellt Stahlbetonbau Teil 1 311 13 Konstruktionselemente des Stahlbetons der Regel biegesteif hergestellt, da die Anordnung eines gelenkigen Lagers einen zusätzlichen Aufwand erfordert, der keinen adäquaten Nutzen ergibt. Sehr breite Hallen können auch als mehrschiffige Rahmen hergestellt werden (siehe Abb. 13.5). Die in Abb. 13.5 dargestellten Rahmen weisen eine zur Wasserableitung mögliche Neigung der Rahmenriegel auf. Sie sind als Fertigteilrahmen dargestellt, können aber auch in monolithischer Bauweise als Ortbetonrahmen hergestellt werden. Die Berechnung und Bemessung der einzelnen Bauglieder des Hallensystems erfolgt mit den üblichen, in den vorangegangenen Kapiteln vorgestellten Verfahren. Beanspruchungen von Rahmen durch Vertikalkräfte sind in Abb. 13.4 für Rahmen aus Ortbeton mit biegesteifen Ecken und für Rahmen aus Fertigteilen mit gelenkigen Verbindungen zwischen Rahmenriegel und Stützen dargestellt. Als eine erste Abschätzung der erforderlichen Konstruktionshöhe der Bauglieder können die in Tab. 12.16 angegebenen, verformungsbasierten Werte herangezogen werden, die im Zuge einer Vorbemessung noch an die vorhandene Belastung angepasst werden können. Abb. 13.4: Beanspruchung von Rahmen durch Vertikalkräfte Abb. 13.5: Beispiele für Rahmen 13.2.3 Aussteifung von Hallenbauten HorizontaleBeanspruchungen von Hallenentstehen durch • Wind • Erdbeben • Seitenkräfte, z.B. Kranlasten Die Aufnahme dieser Kräfte ist durch entsprechende Austeifungssystem sicherzustellen. Dabei sind sowohl Beanspruchungen durch Horizontalkräfte in Querrichtung als auch in Längsrichtung der Halle zu untersuchen. Sind inQuerrichtungder Halle keine besonderen Aussteifungssysteme vorhanden, sind die Rahmenriegel in horizontaler Richtung nicht gehalten und werden als (elastisch) verschieblich bezeichnet. Bei diesen Rahmen müssen die Horizontalkräfte durch Biegetragwirkung aufgenommen werden (vgl. Abb. 13.6). Sind die oberen Enden der Stützen durch ein Aussteifungssystem gegen Verschieben festgehalten, spricht man von unverschieblichen oder ausgesteiften Rahmen. Die Aussteifung kann in Längs- oder in Querrichtungder Halle oder in beiden Richtungen angeordnet werden. Als aussteifendes System wirkt beispielsweise eine Deckenscheibe, die durch aussteifende Wände gegen Verschieben festgehalten ist. Dieses Aussteifungssystem nimmt in der betreffenden Richtung die Horizontalbeanspruchungen auf, die dann nicht mehr die Rahmen belasten, die nur mehr durch vertikale Lasten beansprucht sind. Eine derartige Aussteifung, die in Längs- und Querrichtung der Halle wirksam ist, ist in Abb. 13.7 dargestellt. Bei diesem System bildet die Deckenscheibe die Festhaltung der Rahmenriegel gegen horizontale Verschiebung und leitet als scheibenartiges 310 Stahlbetonbau Teil 1 4.3 Betondeckung der Bewehrungsstäbe Bei benachbarten Stäben unterschiedlicher Nenndurchmesser ist der größere der beiden Nenndurchmesser für die Bestimmung des Mindestabstandes maßgebend. Bei mehrlagiger Bewehrung müssen die Stäbe jeder Lage vertikal übereinanderliegen (vgl. Abb 4.3). Beim Entwurf der Bewehrung ist außerdem auf die Möglichkeit des einwandfreien Einbringens und Verdichtens des Betons Rücksicht zu nehmen. Bei Bedarf, insbesondere bei obenliegender Bewehrung, sind entsprechende Einfüllmöglichkeiten für den Beton und Rüttellücken (Rüttelgassen) vorzusehen (vgl. Abb. 4.4). Abb. 4.3: Mindestabstände von Bewehrungsstäben Rüttelgasse Abb. 4.4: Anordnung von Einfüllöffnungen bzw. Rüttelgassen Zueinander parallele Bewehrungsstäbe dürfen auch gebündelt, d.h. ohne gegenseitigen Abstand, verlegt werden. Dabei dürfen maximal 2 Bewehrungsstäbe neben- oder übereinander angeordnet und maximal 3 Stäbe (bei lotrechter, druckbeanspruchter Bewehrung maximal 4 Stäbe) zu einem Stabbündel zusammengefasst werden. Die Regeln für Stabbündel sind in ÖNORM EN 1992-1-1, Abschnitt 8.9 festgelegt. Für die Berechnung des Abstandes zu benachbarten Bewehrungsstäben ist der Vergleichsdurchmesser φn zu verwenden. Er ist als Durchmesser eines dem Bündel flächengleichen Rundstabes wie folgt zu ermitteln: φn =φ· √nb (4.1) nb ist die Anzahl der zu dem Bündel zusammengefassten Stäbe mit dem Nenndurchmesser φ. Zur Gewährleistung der Gebrauchstauglichkeit der Bauteile (z.B. Begrenzung der Spannungen, Rissbreiten) sind auch Maximalabstände der Bewehrung einzuhalten (vgl. Abschnitte 12.2, 13.4.5, 13.6.1). 4.3 Betondeckung der Bewehrungsstäbe [concrete cover of the reinforcement bars] 4.3.1 Allgemeines Unter der Betondeckung wird der Abstand zwischen einem Bewehrungsstab und der nächstgelegenen Betonoberfläche verstanden. Bei Rippenstählen ist das der Abstand zwischen der Rippenaußenkante und der Betonoberfläche. Eine ausreichende Betondeckung ist erforderlich, um • den Verbundoberflächennaher Bewehrungsstäbe mit dem Beton • den Korrosionsschutz der Bewehrung und • eine ausreichende Feuerwiderstandsfähigkeit zu gewährleisten. Die Regeln für die Betondeckungsind in ÖNORM EN 1992-1-1, Abschnitt 4.4.1 und in ÖNORM B 1992-1-1, Kap. 7 festgelegt. Die zur Gewährleistung der Feuerwiderstandsfähigkeit nötigeBetondeckung ist gemäß Kapitel 11 zu bestimmen. Um die Anforderungen an den Verbund und an den Korrosionsschutz der Bewehrung zu erfüllen, ist die Mindestbetondeckung cmin einzuhalten, die an keiner Stelle des Bauwerkes unterschritten werden darf. Sie ist zur Berücksichtigung unplanmäßiger Abweichungen um Stahlbetonbau Teil 1 87 4 Grundlagen für die Konstruktion der Bewehrung 4.1 Der Bewehrungskorb [the reinforcement cage] Unbewehrter Beton ist, wie Naturstein, ein spröder Baustoff mit geringer Zugfestigkeit. Durch das Einlegen von Bewehrung erhält der aus dem Zusammenwirken von Beton und Stahl gebildete Verbundwerkstoff die erforderliche Tragfähigkeit und Duktilität (Zähigkeit). Die Bewehrung sichert auch die im Interesse der Gebrauchstauglichkeit nötige Beschränkung der Rissbreiten. Zur Gewährleistung der Gebrauchstauglichkeit ist – auch in Bereichen, in denen rechnerisch keine Zugspannungen auftreten – stets eine oberflächennahe Netzbewehrung anzuordnen. Die Stahleinlagen bilden in ihrer Gesamtheit den Bewehrungskorb (vgl. Abb. 5.5), der in die Schalung eingelegt wird. Er muss eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um beim Einbringen und Verdichten des Betons seine Lage sicher beizubehalten. Zur Herstellung des Bewehrungskorbes werden die einzelnen Bewehrungsstäbe an ihren Kreuzungspunkten durch weichen Eisendraht (Rödeldraht) von ca. 1 mm Durchmesser zu einem steifen Gerippe verbunden (Rödeln). Teilweise werden auch vorgefertigte Bewehrungskörbe verwendet, bei denen die einzelnen Bewehrungsstäbe fix durch Schweißung, verbunden sind. Beispiel: Bewehrungskorb für Bohrpfähle Normalerweise sind eigene Montageeisen vorzusehen, um die nötige Steifigkeit des Bewehrungskorbes zu erzielen. Zur Lagesicherung der Bewehrung sind Abstandhalter (für die obere Lage bei Platten) sowie Distanzeisen (bei Wänden) erforderlich. Die Betondeckung wird durch Abstandhalter, die zwischen Schalung und oberflächennahen Bewehrungsstäben angeordnet werden, sichergestellt. Abb. 4.2: Verbindungen von Bewehrungsstäben 4.2 Mindestabstände der Bewehrungsstäbe [minimum spacings of reinforcement bars] Um den Verbund zwischen Beton und Bewehrung zu gewährleisten, müssen die Bewehrungsstäbe satt mit Beton umhüllt sein. Dazu ist zwischen parallelen Bewehrungsstäben oder Lagen paralleler Stäbe in horizontaler und vertikaler Richtung einMindestabstande entsprechend Abb. 4.3 einzuhalten. Dieser muss größer sein als: Die Werte der Mindestabstände sind in ÖNORM EN 19921-1, Abschnitt 8.2 und in ÖNORM B 1992-1-1, Abschnitt 11.2.1 festgelegt. • der 1,4-fache Nenndurchmesser ∅ • das Größtkorndg der Gesteinskörnung +k2 • 20mm Der größte Wert ist maßgebend. Dabei wurde berücksichtigt, dass der Platzbedarf eines Rippenstabs unter Berücksichtigung der Rippen dem um 20 % vergrößerten Nenndurchmesser φ entspricht (siehe auch Abschnitt 2.12.2). • einlagige Bewehrung: k2 =0mm • mehrlagige Bewehrung: k2 =10mm 86 Stahlbetonbau Teil 1 FACHUNTERRICHT > Bautechnik Stahlbetonbau Fritze, Kidéry, Potucek Schultyp: 4100 E E-Book Grundlagen des Stahlbetonbaus und des Spannbetonbaus Die zweibändige Reihe vermittelt fundierte und praxisgerechte Grundlagen des Stahlbetonbaus und des Spannbetonbaus. Besonderheiten: → Zahlreiche Rechenbeispiele → Normenübersicht → Glossar für Fachbegriffe in Englisch Titel E-Book E-Book Solo Stahlbetonbau, Teil 1: Grundlagen und Beispiele 190815€ 33,37 206156€ 24,90 Stahlbetonbau, Teil 2: Bemessungstabellen 131088€ 14,35 – E
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