ISBN Verlag Ernst & Sohn Berlin

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1 Seite 1 Inhaltsverzeichnis und Vorwort Spannbetonbauwerke Teil 1 ISBN Verlag Ernst & Sohn Berlin Inhaltsübersicht Geleitwort... V Vorwort... VII Einleitung... XI Beispiel 1*) Beispiel 2*) Beispiel 3*) Beispiel 4*) Beispiel 5*) Beispiel 6*) Beispiel 7*) Hohlkasten einer Straßenbrücke Einfeldträger mit beschränkter Vorspannung und nachträglichem Verbund... 1 Fahrbahnplatte einer Straßenbrücke Zweistegiger Plattenbalken mit teilweiser Vorspannung und nachträglichem Verbund...91 Kranbahnträger I-Fertigteil mit beschränkter Vorspannung und sofortigem Verbund Flachdecke Punktgestützte Platte mit teilweiser Vorspannung ohne Verbund Eisenbahnbrücke Einfeldtragwerk mit voller Vorspannung und nachträglichem Verbund Dachunterzug Zweifeldriger Plattenbalken mit beschränkter Vorspannung und nachträglichem Verbund Deckenkonstruktion TT-Platten mit Ortbetonergänzung und teilweiser Vorspannung mit sofortigem Verbund Anhang A Nachweiskonzept Anhang B Bemessungstafeln Anhang C Auslegungsfragen Formelzeichen...451

2 Seite 2 Bestimmungen Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis *) Den Beispielen sind ausführliche Inhaltsverzeichnisse vorangestellt. Beispiel 1 Hohlkasten einer Straßenbrücke Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Ausgangswerte Statisches System und Abmessungen Lage des Bauwerks und Umweltbedingungen Baustoffe Beton Betonstahl Spannstahl Mindestabmessungen Mindestbewehrung Querschnittsgrößen Einwirkungen Ständige Lasten Vorspannung Verkehrslasten Windlasten Bremslasten Widerstände der Lager und Übergänge Schnittgrößen Ständige Lasten Verkehrlasten Windlasten Bremslasten Widerstände der Lager und Übergänge Vorspannung Spannverfahren Spanngliedführung Netto- und ideelle Querschnittsgrößen Spannstahlspannung... 28

3 Seite Schnittgrößen infolge Vorspannung Schnittgrößen infolge Kriechen, Schwinden und Relaxation Darstellung der Schnittgrößen Bemessung für Biegung mit Längskraft Spannungsnachweis im Gebrauchszustand Belastungszustände und untersuchte Schnitte Spannungsnachweis in Feldmitte Spannungsnachweis in den übrigen Zehntelspunkten Darstellung der maßgebenden Betonlängsspannungen Nachweis der Rißbreitenbeschränkung im Gebrauchszustand Konzept, Umweltbedingungen und Belastungszustände Nachweis der Beschränkung der Einzelrißbreite Rißbreitenbeschränkung in Feldmitte im Betriebszustand Rißbreitenbeschränkung in Feldmitte im Bauzustand Nachweis der Dauerfestigkeit bei nicht vorwiegend ruhender Belastung Nachweis für den rechnerischen Bruchzustand Belastungszustände und untersuchte Schnitte Schnittgrößen im Betriebs- und Bauzustand Nachweis in Feldmitte im Betriebszustand Nachweis in den übrigen Zehntelspunkten im Betriebszustand Nachweis in Feldmitte im Bauzustand Nachweis der Druckzone Nachweis der vorgedrückten Zugzone Bemessung auf Schub Belastungszustände und untersuchte Schnitte Schiefe Hauptzugspannung im Gebrauchszustand Bestimmungsgleichungen bei einachsiger Normalspannung Spannungsnachweis im auflagernahen Schnitt im Betriebszustand Spannungsnachweis in den übrigen Schnitten im Betriebszustand Spannungsnachweis im auflagernahen Schnitt im Bauzustand Spannungsnachweis in den übrigen Schnitten im Bauzustand Schiefe Hauptdruckspannung bzw. Schubspannung im rechnerischen Bruchzustand Erforderliche Nachweise zur Begrenzung der Schub- Beanspruchung Schnittkraftkombination im rechnerischen Bruchzustand für den Betriebszustand Kennzeichnung des Schubtragverhaltens im Betriebszustand Schiefe Hauptdruckspannungen in Zone a Nachweis der schiefen Hauptdruckspannungen im Steg Nachweisgrenzen für druckbeanspruchte Gurtplatten und für Schubbewehrung im Betriebszustand Nachweisgrenzen für druckbeanspruchte Gurtplatten und für Schubbewehrung im Bauzustand Schub- und schiefe Hauptdruckspannungen in Zone b Nachweis der Schubspannungen Nachweisgrenzen für druckbeanspruchte Gurtplatten und für Schubbewehrung Bemessung der Schubbewehrung... 83

4 Seite Querkraftabminderung infolge auflagernaher Einzellasten Bemessungsverfahren Nachweis der Schubdeckung in Zone a Nachweis der Schubdeckung in Zone b Darstellung der Schubbewehrung Bewehrung in den ungünstigsten Schnitten Beispiel 2 Fahrbahnplatte einer Straßenbrücke Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Ausgangswerte Statisches System und Abmessungen Lage des Bauwerks und Umweltbedingungen Baustoffe Beton Betonstahl Spannstahl Mindestabmessungen Mindestbewehrung Querschnittsgrößen Schnittgrößen Biegemomente infolge äußerer Belastung Querkräfte infolge äußerer Belastung Vorspannung Spannverfahren Spanngliedführung und Spannkraftverlauf Spanngliedabstand und Spannstahlquerschnitt Spannungsverluste infolge Kriechen, Schwinden und Relaxation Spannstahlspannungen und Schnittgrößen infolge Vorspannung Vorspanngrad Nachweis der Stahlspannungen im Gebrauchszustand Allgemeines Stahlspannungen bei vorwiegend ruhender Belastung Nachweis im Schnitt Nachweis im Schnitt 2'-2' Stahlspannungen bei nicht vorwiegend ruhender Belastung Schnitt 0-0 zum Zeitpunkt t = Schnitt 2'-2' zum Zeitpunkt t = Beschränkung der Rißbreite im Gebrauchszustand Allgemeines Schnittgrößen für den Nachweis der Rißbreitenbeschränkung Nachweis der Rißbreitenbeschränkung in der Zugzone

5 Seite 5 zum Zeitpunkt t = Schnitt Schnitt 1-1 und Schnitt Schnitt Nachweis der Rißbreitenbeschränkung in der Druckzone Schnitt Schnitt Nachweise für den rechnerischen Bruchzustand Allgemeines Schnittgrößen nach Herstellen des Verbundes Nachweis für den rechnerischen Bruchzustand nach Herstellen des Verbundes Schnitt Schnitt Schnitt Schnitt Schnitt Nachweis für den rechnerischen Bruchzustand vor Herstellen des Verbundes Beispiel 3 Kranbahnträger Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Ausgangswerte Statisches System und Abmessungen Lage des Bauwerks und Umweltbedingungen Baustoffe Beton Betonstahl Spannstahl Mindestabmessungen Mindestbewehrung Querschnittsgrößen Einwirkungen Ständige Lasten Vorspannung Verkehrslasten aus Kranlaufrädern Lasten längs der Fahrbahn infolge Anfahren oder Bremsen des Laufkrans Lasten quer zur Fahrbahn infolge Massenkräften aus Antrieben und Kräften aus Schräglauf Windlasten Schneelasten Verformungswiderstände der Lager Zusammenstellung der Einwirkungen

6 Seite 6 4. Schnittgrößen Ungünstigster Schnitt im Feldbereich Ständige Lasten Verkehrslasten aus Kranlaufrädern Lasten längs der Fahrbahn infolge Anfahren oder Bremsen des Laufkrans Lasten quer zur Fahrbahn infolge Massenkräften aus Antrieben und Kräften aus Schräglauf Windlasten Verformungswiderstände der Lager Vorspannung Spanndrahtlitze Schnittkräfte infolge Vorspannung zum Zeitpunkt t Schnittkräfte infolge Kriechen, Schwinden und Relaxation zum Zeitpunkt t l Schnittkräfte infolge Kriechen, Schwinden und Relaxation zum Zeitpunkt t Zusammenstellung der Schnittkräfte Bemessung für Biegung mit Längskraft Spannungsnachweis im Gebrauchszustand Nachweis der Formänderungen Höhenlage der Schienenoberkante Planmäßige Überhöhung Nachweis der Rißbreitenbeschränkung im Gebrauchszustand Konzept, Umweltbedingungen und Belastungszustände Nachweis der Beschränkung der Einzelrißbreite Rißbreitenbeschränkung an der Trägerunterseite Rißbreitenbeschränkung an der Trägeroberseite Nachweis der Betriebsfestigkeit Schwingbreite im Spannstahl am Ende der Übertragungslänge Schwingbreite der Betondruckspannungen Nachweis für den rechnerischen Bruchzustand Sicherheitsbeiwerte Nachweis der Druckzone Nachweis der vorgedrückten Zugzone Bemessung auf Schub Ungünstigster Schnitt, maßgebende Querschnittstellen und Lastfallkombinationen Eintragung der Vorspannung Schiefe Hauptzugspannung im Gebrauchszustand Schiefe Hauptdruckspannung bzw. Schubspannung im Rechnerischen Bruchzustand Erforderliche Nachweise zur Begrenzung der Schubbeanspruchung Schnittgrößen im rechnerischen Bruchzustand Kennzeichnung des Schubtragverhaltens Schiefe Hauptdruckspannungen in Zone a Nachweis in der Schwerlinie des Steges Nachweis am Anschnitt der oberen Stegverbreiterung Nachweis für den zugbeanspruchten Untergurt Schubspannungen und schiefe Hauptdruckspannungen in Zone b Nachweis im Steg

7 Seite Nachweis am Anschnitt der oberen Stegverbreiterung Nachweis für den zugbeanspruchten Untergurt Bemessung der Schubbewehrung Nachweisgrenze für die Schubbewehrung Hauptzugspannung in Zone a Schubspannung in Zone b Querkraftabminderung infolge auflagernaher Einzellasten Bemessungsverfahren Nachweis der Schubdeckung in Zone a Nachweis der Schubdeckung in Zone b Darstellung der Schubbewehrung im Trägersteg Verankerungsbereich der Spannglieder Endverankerung durch Verbund Aufnahme der Spaltzugkräfte Darstellung der Bewehrung Die Aufteilung der Inhaltsverzeichnisse der Bemessungsbeispiele Nr. 4 Nr. 5 Nr. 6 Nr.7 Flachdecke Eisenbahnbrücke Dachunterzug Deckenkonstruktion sind entsprechend aufgebaut wie in Beispiel 1-3

8 Seite 8 Vorwort Mit der Schaffung des Europäischen Binnenmarktes zum Jahresende 1992 werden auch die unterschiedlichen nationalen Betonbauvorschriften schrittweise auf eine einheitliche europäische Grundlage gestellt. Ziel des Handbuches ist daher die vergleichende Darstellung der Bemessung von Spannbetonbauwerken nach DIN 4227 durch den vorliegenden Teil 1 mit der analogen Bemessung nach Eurocode 2 durch den in Vorbereitung befindlichen Teil 2. Der Vergleich basiert auf sieben in sich geschlossenen Beispielen aus dem Bereich des Brücken und Kranbahnbaus sowie des Hoch- und Industriebaus. Durch eine entsprechende Auswahl der Beispiele wird das gesamte Gebiet des Spannbetonbaus in Bezug auf Vorspanngrad (volle, beschränkte und teilweise Vorspannung) und Verbundart (Vorspannung mit sofortigem, mit nachträglichem und ohne Verbund) abgedeckt. Damit ist ein vollständiger Überblick über die Be- messungsregeln sämtlicher Arten der Vorspannung gegeben. Da die Beispiele in beiden Teilen von gleichen geometrischen Ausgangsdaten ausgehen, ergeben sich durch den Bemessungsvergleich entsprechend aufschlußreiche Folgerungen hinsichtlich des unterschiedlichen Aufwands an Baustoffen und technischer Bearbeitung. Dies ist von erheblicher Bedeutung für die noch festzulegende Übergangszeit, in der die Bemessung und Ausführung von Spannbetonbauwerken optionell nach den Bestimmungen der Normenreihe DIN 4227 oder der Euro-Normenreihe Eurocode 2 gestattet wird. Die Nachweise für die Bemessung von Spannbetonbauteilen erfolgen sowohl unter Anrechnung sämtlicher Bewehrungslagen mit Hilfe strenger Lösungen in Sinne des Lehrbuchcharakters dieser Beispielsammlung als auch unter Vernachlässigung untergeordneter Komponenten mit Hilfe von Bemessungstafeln im Sinne praxisnaher Lösungen. Die mit der Ausführlichkeit einer statischen Berechnung aufgestellten Bemessungsbeispiele enthalten umfassende Erläuterungen und genaue Hinweise auf die zugrundeliegenden Teile der Normen und sonstigen Baubestimmungen. Anfallende Auslegungsfragen werden dabei als Kommentar zusammengestellt. Außerdem dient eine Übersicht des Nachweiskonzepts in Tabellenform als Orientierungshilfe für die jeweils maßgebenden Inhalte der Vorschriften zu den einzelnen Bemessungsschritten. Mit dieser Darstellung soll für die Bemessung von Spannbetonbauwerken eine nützliche Hilfe in Form eines Nachschlagwerkes geboten werden. Für die wertvollen Anregungen zur Auswahl der Beispiele und für die tatkräftige Unterstützung im Rahmen des Gesamtkonzepts gilt Herrn Prof. Dr.-Ing. Herbert Kupfer unser besonderer Dank. Ebenso sind wir Herrn Dipl.-Ing. Volker von Gottstein und Herrn Dipl.-Ing. Jürgen Feix für die Durchsicht des Manuskripts und die damit verbundenen wertvollen Hinweise zu Dank ver- pflichtet. Dem Verlag Ernst & Sohn gebührt Anerkennung für die engagierte Zusammenarbeit und die gediegene Ausstattung des Buches. München, im Januar 1992 Wolfgang Rossner, Carl-Alexander Graubner