Hausarbeit zu Stahlbetonbau III Vorklärbecken

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1 Hausarbeit zu Stahlbetonbau III Vorklärbecken cand.-ing. Steffen Macke Matr.-Nr.: cand.-ing. Arne Batterann Matr.-Nr.: März 2001 Studiengang Wasserwirtschaft und Kulturtechnik - Vertiefungsrichtung Siedlungswasserwirtschaft 1

2 Inhaltsverzeichnis 1 Anlagenbeschreibung Ausbildung Baugrund Technische Ausrüstung Uweltbedingungen Diensionierung und Baustoffwahl Abessungen Baustoffe Betondeckung Lastannahen Eigengewicht Räuerbrücke Verkehrslast Erddruck Positionen 7 5 Statik Sicherheitsbeiwerte Statische Höhe Beckenwand Beckensohle Lastfall Wände Sohle Lastfall Wand Sohle

3 5.5 Lastfall Wand Sohle Trichter, Zulaufbereich und Ablaufbereich Übergreifungslängen Verbundbereich Verbundbereich Biegerollendurchesser Massen- und Mengenerittlung Betonvoluen Sohle Wände Trichter Zulauf Ablauf Gesatvoluen Betonstahlassen Trichter Sohle Wände Zulauf Ablauf Bewehrungsgehalte Bauablauf Vorarbeiten Betonierung Betonieren des Trichters Betonieren der Sohle

4 7.2.3 Betonieren der Wände Betonierung des Ein- und Auslaufbereiches Ausschalen Verfüllen der Arbeitsräue A Verwendete Software 39 B Positionsplan 40 C Details, Bewehrung Trichter 41 D Details, Bewehrung-Sohle 42 E Details, Bewehrung-Wände 43 F Details, Bewehrung-Anschlüsse 44 4

5 1 Anlagenbeschreibung 1.1 Ausbildung Das Vorklärbecken aus de Entwurf wird als überwiegend horizontal durchströtes Rechteckbecken it den Nettoaßen 22 x 5 x 3 ausgebildet. I Einlaufbereich werden zwei Schlatrichter ausgebildet. 1.2 Baugrund Als Baugrund wird ein itteldicht gelagerter Sand, Bodengruppe SE angenoen. 1.3 Technische Ausrüstung Das Vorklärbecken wird it eine Längsräuer ausgestattet. 1.4 Uweltbedingungen Das Abwasser, it de das Vorklärbecken beschickt wird, besitzt einen stark aggressiven Charakter, soit wird ein Beton erforderlich, der einen hohen Widerstand gegen cheischen Angriff aufweist (Uweltklasse 5c). Die Betondeckung no c = 50 ist in jeden Fall einzuhalten (s. 2.3). 2 Diensionierung und Baustoffwahl 2.1 Abessungen 40 c Wanddicke 50 c Sohldicke 10 c Sauberkeitsschicht Sohlgefälle ca. 1:300 5

6 2.2 Baustoffe Beton: C30/37 WU Stahl: BSt 500; BSt 500 M Sauberkeitsschicht: C 12/15 Gleitschicht: PE-Folie, zweilagig Fugenbänder GUMBA-LAST Arbeitsfugenbänder F250, innenliegend 2.3 Betondeckung Das Nennaß der Betondeckung[1, 5.96]: no c = in c + Λh = = 50 3 Lastannahen 3.1 Eigengewicht Wasser: γ W = 10 kn 3 Stahlbeton: γ B = 25 kn Räuerbrücke Laut Hersteller 1800 kg, folglich wird für die Last der Räuerbrücke folgender Beessungswert angenoen: p R. = 9 kn Verkehrslast Die Verkehrlast p seitlich neben de Becken beträgt 10 kn/ 2 (s. Abbildung 1). 6

7 3.3 Erddruck γ E = 18 kn 3 [1, 11.15] ϕ = 32 [1, 11.15] Es treten an der Oberfläche keine Linien oder Streifenlasten auf, folglich α = β = 0 Oberer Grenzwert für δ a : δ a = 2 3 ϕ = 21,3 K agh = 0,256[1, 11.46] ϑ a = 57,2 [1, 11.46] 4 Positionen In Abschnitt 5 werden die folgenden Positionen behandelt: 1. Beton Wände 2. Beton Sohle 3. Beton Trichter 4. Beton Zulaufbereich 5. Beton Ablaufbereich 6. Bewehrung Wände, außen, horizontal 7. Bewehrung Wände, außen, vertikal 8. Bewehrung Wände, innen, horizontal 9. Bewehrung Wände, innen, vertikal 10. Bewehrung Sohle, Oberseite, längs 11. Bewehrung Sohle, Oberseite, quer 12. Bewehrung Sohle, Unterseite, längs 13. Bewehrung Sohle, Unterseite, quer 7

8 äußere Wandbewehrung innere Wandbewehrung horizontal Pos.6: ds= 6; s = 9c Pos.8: ds= 8; s = 9c vertikal Pos.7: ds= 8; s = 9c Pos.9: ds= 8; s = 9c Tabelle 1: Stabstahl-Bewehrung der Wand untere Sohlbewehrung obere Sohlbewehrung längs Pos.12: ds= 8; s = 9c Pos.10: ds= 8; s = 9c quer Pos.13: ds= 6; s = 9c Pos.11: ds= 6; s = 9c Tabelle 2: Stabstahl-Bewehrung der Sohle 5 Statik In den Unterabschnitten 5.3 bis 5.5 wird folgende Bewehrungswahl nachgewiesen: 5.1 Sicherheitsbeiwerte Tabelle 3 enthält die Teilsicherheitsbeiwerte γ F für Einwirkungen[1, 5.23]. ständige Einwirkung (γ G ) veränderliche Einwirkung (γ Q ) günstige Auswirkung 1,00 0,00 ungünstige Auswirkung 1,35 1,50 Tabelle 3: Teilsicherheitsbeiwerte 5.2 Statische Höhe Beckenwand d = d w noc d s 2 d s,quer it geschätzt: d s = 16 geschätzt: d s,quer = 14 noc = 50 d = = 328 = 32,8c 8

9 5.2.2 Beckensohle d = d w noc d s 2 d s,quer it geschätzt: d s = 16 geschätzt: d s,quer = 14 noc = 50 d = = 428 = 42,8c 9

10 5.3 Lastfall 1 Becken ungefüllt, Erddruck und Verkehrslast 50 p p R p R p Q M N Abbildung 1: Lastfall 1 Abbildung 1 stellt Syste und Belastung i Lastfall 1 dar. 10

11 5.3.1 Wände Erddruck e agh = γ E t K agh + p K agh 2 c K agh t = 0,00 : e agh1 = 18,00 0,00 0, ,0 0, ,265 = 2,30 kn t = 3,00 : e agh2 = 18,00 3,00 0, ,0 0, ,265 = 16,13 kn Schnittgrößen Alle Schnittgrößen sind bezogen auf einen 1-Streifen. Moente: M Sk,g = e agh 1 2 t 2 e agh 2 6 t 2 = 2,30 2 3,002 16,13 6 3,00 2 = 34,55 kn M Sd = γ G M SK,g = 1,35 ( 34,55) = 46,66 kn Querkräfte: V Sk = e agh1 t + ( e agh2 ) t2 = 2,30 3,00 + ( 16,13) 3,00 2 = 31,10 kn V Sd = γ G V Sk = 1,35 ( 31,10) = 41,99 kn Noralkräfte: Unter Einfluß der Last aus Räuerbrücke N Sd1 = (γ c d w h) 1,35 p R. γ Q = (25,00 0,40 3,00) 1,35 9,00 1,50 = 54,00 kn Unbeeinflußt durch Räuerbrücke N Sd2 = (γ c d w h) γ G = (25,00 0,40 3,00) 1,35 = 40,50 kn Die Zugzone liegt außen; Bewehrung auf der Wandaußenseite (Pos. 6) 11

12 Beessungsoent M Sds = M Sd z s1 N Sd2 [2, Forel 6.34] z s1 = d d w 2 = 0,328 0,40 2 = 0,128 M Sds = (46,66) 0,128 ( 40,50) = 51,84 kn k d = d [c] nach [2, ] MSds [kn]/b[] k d = 32,80 = 4,56 51,84/1 Bei Festigkeitsklasse 30/37 (Abschnitt 2.2) nach [2, ]: k s = 2,36 ξ = 0,070 ζ = 0,975 A s1 [c 2 ] = k s MSds [kn] d [c] + N Sd [kn] 43,5 A s1 = 2,36 51,84 32,8 + 40,50 43,5 = 2,80 c2 gewählt: Stabstahl, ds= 6; s 1 = 9c Die soit vorhandene Stabstahlfläche ist it 3,14 c2 größer als die erforderliche Fläche von 2,80 c2. Schubspannung Es wird nachgewiesen, daß die einwirkende Querkraft V Sd kleiner ist, als die aufnehbare Querkraft V Rd (nach [2]): V Sd V Rd1 [2, Forel 10.5] bei V Sd = 41,99 kn V Rd1 = (τ rd k (1,2 40 ρ l ) + 0,15 σ cp ) b w d [2, Forel 10.7 b] 12

13 it τ rd = 0,28, nach [1, 5.61] k = 1,6 d = 1,6 0,328 = 1,27 > 1,00 ρ l = A sl b = 3,14 w d ,8 = 0,001 0,02 σ cp = N Sd A c = 0 bw = kleinste Querschnittsbreite innerhalb der Nutzhöhe d = 1,00. V Rd1 = (0,28 1,27 (1, ,001) + 0) 1,00 0,328 = 0,145MN = 145 kn V Sd = 41,99 kn < V Rd 1 = 145 kn Schubbewehrung nicht notwendig, da V Sd V Rd eingehalten wird. Es wird daher nur eine Mindestschubbewehrung vorgesehen. V Sd V Rd2 nach [2, Forel 10.8] V Rd2 = 0,5 ν f cd b w 0,9 d it f ck = 30 N 2, nach [1, 5.25] ν = 0,7 f ck = 0,7 200 = 0,55 > 0,5, nach [2, Forel 10.10] f cd = f ck γ c = 30 1,5 = 20 N 2, nach [1, 5.25] V Rd2 = 0,5 0, ,00 0,9 0,328 = 1,624MN = 1624 kn V Sd = 41,99 kn < V Rd 2 = 1624 kn Ein Versagen des Balkenstegs ist ausgeschlossen. 13

14 Rißbreite infolge Last M qs = 1,0 M g,k = 1,0 34,55 kn N qs = 1,0 NSd2 γ G = 1,0 40,50 1,35 = 30 kn ( ) σ sd = A 1 Mqs s ζ d + N qs, nach [2, ] ( ) σ sd = 1 34,55 kn 3,14 c2 0,975 0,328 + ( 30 kn ) = 24,85 kn c 2 Grenzstabdurchesser für w k = 0,15 nach [1, 5.89]: d s = 6 < li d s = li d s = 16 Grenzstababstand für w k = 0,15 nach [1, 5.89]: s 1 = 9c < li s 1 = 15c Sohle Näherungsweise das Moent in der Wand durch Erddruck (s ). M Sd = 46,6 kn N Sd = 42,0 kn V Sd = 54,0 kn Zugzone liegt unten; Bewehrung auf der Sohlunterseite, Pos

15 Beessungsoent M Sds = M Sd N Sd z S1 z S1 = 0,428 0,5 2 = 0,178 M Sds = 46,6 ( 42) 0,178 = 54,1 kn k d = d MSds b = 42,8c 54,1kN 1 Nach [2, Abb. 6.9]: = 5,82 k s = 2,34 ξ = 0,049 ζ = 0,983 er f A s = k s MSds d + N Sd 54,1 43,5 = 2,34 42,8 42,0 c2 43,5 = 2,00 gewählt: 6; s = 9 c A s = 3,14 c2 > er f A s = 2,00 c2 Schubspannung V Sd V Rd1 ax V Sd = 54,0 kn V Rd1 = [τ Rd k (1, ρ 1 ) + 0,15 σ cp ] b w d ρ 1 = 3, ,8 = 0, ( ) 42,0 V Rd1 = 0,28 (1,6 0,428) (1, ,000733) + 0,15 0,5 1,0 0,428 = 5,49 MN V Sd = 54 kn < V Rd1 = 5490 kn 15

16 Keine zusätzliche Schubbewehrung erforderlich; Mindestschubbewehrung ist einzulegen. V Sd V Rd2 V Rd2 = 0,5 ν f cd b w 0,9 d V Rd2 = 0,5 0, ,9 0,428 = 2,12 MN V Sd = 54 kn < V Rd2 = 2120 kn Keine Gefahr des Druckstrebenbruches. Rißbreiten infolge Last Quasi-ständiger Lastanteil: M qs = 1,0 M Sk = 34,6 kn N qs = 1,0 N Sk = 31,1 kn σ sd = Mqs ζ d +N qs A s σ sd = 34,6 0,983 0,428 31,1 3,14 = 16,3 kn c 2 Grenzstabdurchesser für w k =0,15 nach [1, 5.89]: d s = 6 < li d s = li d s = 12 Grenzstababstand für w k =0,15 nach [1, 5.89]: s 1 = 9c < li s 1 = 10c 16

17 5.4 Lastfall 2 Becken gefüllt, freistehend und Verkehrslast t Q M N Abbildung 2: Lastfall 2 In Abbildung 2 sind Syste und Belastung des Lastfalles 2 dargestellt. 17

18 5.4.1 Wand Wasserdruck F = ρ g t t = 0,00 : F 0 = 1,00 9,81 0,00 = 0,00kN t = 3,00 : F u = 1,00 9,81 3,00 = 29,43kN Schnittgrößen Alle Schnittgrößen sind bezogen auf einen 1-Streifen. Moente: M Sk = F u t 2 6 M Sk = 29,43 3,02 6 = 44,15 kn M Sd = M Sk γ G = 44,15 1,35 = 59,60 kn Querkräfte: V Sk = F u t 2 V Sk = 29,43 3,00 2 = 44,15 kn V Sd = V Sk γ G = 44,15 1,35 = 59,60 kn Noralkräfte: Unter Einfluß der Last aus Räuerbrücke N Sd1 = γ c d w t γ G p R. γ Q 18

19 N Sd1 = 25 0,40 3,00 1,35 9,00 1,5 = 54,00 kn Unbeeinflußt durch Räuerbrücke N Sd2 = γ c d w t γ G N Sd2 = 25 0,40 3,00 1,35 = 40,50 kn Die Zugzone liegt innen; Bewehrung auf der Wandinnenseite (Pos.8) Beessungsoent M Sds = M Sd z S1 N Sd2 z S1 = d d w 2 = 0,328 0,40 2 = 0,128 M Sds = (59,60) 0,128 ( 40,50) = 64,78 kn k d = d [c] nach [2, ] MSds [kn]/b[] k d = 32,80 = 4,08 64,78/1 Bei Festigkeitsklasse 30/37 (Abschnitt 2.2) nach [2, ]: k s = 2,36 ξ = 0,070 ζ = 0,975 A s1 [c 2 ] = k s MSds [kn] d [c] + N Sd [kn] 43,5 A s1 = 2,36 64,78 32,8 + 40,50 43,5 = 3,73 c2 Beessen wird nach de ungünstigeren Lastfall ohne Räuerbrücke. gewählt: Stabstahl, ds = 8; s 1 = 9c Die soit vorhandene Stabstahlfläche ist it 5,59 c2 größer als die erforderliche Fläche von 3,73 c2 (Abschnitt 5.3.1).. Die Wahl des Abstandes ist identisch zu der Wahl in Lastfall 1 19

20 Schubspannung V Sd V Rd1 [2, Forel 10.5] bei V Sd = 59,60 kn V Rd1 = (τ rd k (1, ρ l ) + 0,15 σ cp ) b w d [2, Forel 10.7 b] it τ rd = 0,28, nach [1, 5.64] k = 1,6 d = 1,6 0,328 = 1,27 > 1,00 ρ l = A sl b = 5,59 w d ,8 = 0,0017 0,02 σ cp = N Sd A c = 0 bw = kleinste Querschnittsbreite innerhalb der Nutzhöhe d = 1,00. V Rd1 = (0,28 1,27 (1, ,0017) + 0) 1,00 0,328 = 0,148MN = 148 kn V Sd = 59,60 kn < V Rd 1 = 148 kn Es ist wie in Lastfall 1 (Abschnitt 5.3.1) eine Schubbewehrung unnötig, da V Sd V Rd eingehalten wird. Es wird daher nur Mindestschubbewehrung vorgesehen. V Sd V Rd2 [2, Forel 10.8] V Rd2 = 0,5 ν f cd b w 0,9 d it f ck = 30 N 2 ν = 0,7 f ck = 0,7 200 = 0,55 > 0,5, nach [2, Forel 10.10] f cd = f ck γ c = 30 1,5 = 20 N 2 V Rd2 = 0,5 0, ,00 0,9 0,328 = 1,624 MN = 1624 kn V Sd = 41,99 kn < V Rd 2 = 1624 kn Ein Versagen des Balkenstegs ist ausgeschlossen. 20

21 Rißbreite infolge Last M qs = 1,0 M g,k = 1,0 44,15 kn kn = 44,15 N qs = 1,0 NSd2 γ G = 1, ,35 = 30 kn ( ) σ sd = A 1 Mqs s ζ d + N qs, nach [2, ] ( ) σ sd = 1 44,15 kn 5,59 c2 0,975 0,328 + ( 30 kn ) = 19,33 kn c 2 Grenzstabdurchesser für w k = 0,15 nach [1, 5.89]: d s = 8 < li d s = li d s = 12 Grenzstababstand für w k = 0,15 nach [1, 5.89]: s 1 = 9c < li s 1 = 10c Sohle Schnittgrößen M Sk = γ W t t2 t3 M Sk = 10 3,0 3,0 2 3,0 3 = 45,0kN M Sd = M Sk γ G M Sd = 45,0 1,35 = 60,8 kn N Sk = γ W t t2 N Sk = 10 3,0 3,0 2 = 45,0kN N Sd = N Sk γ G 21

22 N Sd = 45,0 1,35 = 60,8 kn V Sd = γ c d h γ G + p R γ Q V Sd = 25,0 0,4 3,5 1,35 + 9,0 1,5 = 60,8 kn Zugzone in der Sohloberseite; Bewehrung wird an der Oberseite angeordnet - Pos. 10 Beessungsoent M Sds = M Sd N Sd z S1 z S1 = 0,428 0,5 2 = 0,178 M Sds = 60,8 60,8 0,178 = 50,0 kn k d = d MSds b k d = 42,8 50,0 1,0 = 6,05 Nach [2, Abb. 6.9]: k s = 2,34 ξ = 0,049 ζ = 0,983 A s,req = k s MSds d + N Sd 43,5 A s,req = 60,8 42,8 + 60,8 c2 43,5 = 2,81 gewählt: 6; s= 9 c A s,prov = 3,14 c2 > A S.req = 2,81 c2 22

23 Schubspannung V Sd V Rd1 ax V Sd = 60,8 kn V Rd1 = [τ Rd k (1, ρ 1 ) + 0,15 σ cp ] b w d ρ 1 = 3, ,8 = 0, ( ) 42,0 V Rd1 = 0,28 (1,6 0,428) (1, ,000733) + 0,15 0,5 1,0 0,428 = 5,49 MN V Sd = 54 kn < V Rd1 = 5490 kn Keine zusätzliche Schubbewehrung erforderlich; Mindestschubbewehrung ist einzulegen. V Sd V Rd2 V Rd2 = 0,5 ν f cd b w 0,9 d V Rd2 = 0,5 0, ,9 0,428 = 2,12 MN V Sd = 54 kn < V Rd2 = 2120 kn Keine Gefahr des Druckstrebenbruches. Rißbreiten infolge Last Quasi-ständiger Lastanteil: M qs = 1,0 M Sk = 45,0 kn N qs = 1,0 N Sk = 45,0 kn σ sd = Mqs ζ d +N qs A s 23

24 σ sd = 45,0 0,983 0, ,0 3,14 = 4,83 kn c 2 Grenzstabdurchesser für w k =0,15 nach [1, 5.89]: d s = 6 < li d s = li d s = 16 Grenzstababstand für w k =0,15 nach [1, 5.89]: s 1 = 9c < li s 1 = 15c 5.5 Lastfall 3 Rißbreiten infolge Zwang Die Bauteile werden i jungen Betonalter infolge abfließender Hydrationswäre auf zentrischen Zwang beansprucht. Betonfestigkeit entspricht etwa C 16/20. Die Stabstahlspannung wird gewählt Wand Vertikalbewehrung- Pos. 7 und 9. in A s = k c k f ct,e f f Act σ s σ s = 160 MN 2 < f y,k in A s = 1,0 0,8 1,9 0,4 1,0 160 = 3,80 c2 Gewählt: 8; s = 9 c; A s = 5,59 c2 Grenzstabdurchesser für w k = 0,15 nach [1, 5.89]: d s = 8 < li d s = li d s fct 2,5 = 16 1,9 2,5 = 12,16 Grenzstababstand für w k = 0,15 nach [1, 5.89]: s 1 = 9c < li s 1 = 15c 24

25 5.5.2 Sohle Querbewehrung - Pos. 11 und 13. in A s = k c k f ct,e f f Act σ s σ s = 200 MN 2 < f yk in A s = 1,0 0,8 1,9 0,5 1,0 200 = 3,80 c2 Gewählt: 8; s= 9 c; A S = 5,59 c2 Grenzstabdurchesser für w k =0,15 nach [1, 5.89]: d s = 8 < li d s = li d s fct 2,5 = 12 1,9 2,5 = 9,12 Grenzstababstand für w k =0,15 nach [1, 5.89]: s 1 = 9c < li s 1 = 10c 5.6 Trichter, Zulaufbereich und Ablaufbereich Die Bewehrung i Trichter, sowie i Zu- und Ablaufbereich soll konstruktiv wie die Wand- und Sohlbewehrung ausgebildet werden. Die auftretenden Belastungen sind i wesentlichen gleich. 5.7 Übergreifungslängen l s = α 1 l b,net > l s,in [1, 5.99] α 1 = 2,0 Der axiale Stabstahldurchesser ist 8, daher gilt: l s,in =

26 5.7.1 Verbundbereich 1 Der Verbundbereich 1 ufaßt alle Eisen der unteren Bewehrungslage-Sohle (6 und 8), alle senkrechten Bewehrungseisen der Wände (8) und alle horizontalen Eisen der Wand, die einen Abstand größer als 0,3 zur Oberkante-Wand besitzen (6 und 8). Sohle (6 und 8): d s = 6 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 f bd = 3,0 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,0 = 217,5 = 21,8c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] A s,req = 2,00 c2 A s,prov = 3,14 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 2,00 3,14 21,8 = 13,89c l b,in = 0,3 l b = 0,3 21,8 = 6, 54c d s = 8 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 f bd = 3,0 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,0 = 290 = 29c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] 26

27 A s,req = 3,80 c2 A s,prov = 5,59 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 3,80 5,59 29 = 19,7c l b,in = 0,3 l b = 0,3 29 = 8,7c Wand (vertikal 8; horizontal 6 und 8): d s = 8 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 f bd = 3,0 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,0 = 290 = 29c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] A s,req = 3,80 c2 A s,prov = 5,59 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 3,80 5,59 29 = 19,7c l b,in = 0,3 l b = 0,3 29 = 8,7c d s = 6 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 f bd = 3,0 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,0 = 217,5 = 21,8c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] A s,req = 2,80 c2 27

28 A s,prov = 3,14 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 2,80 3,14 21,8 = 19,43c l b,in = 0,3 l b = 0,3 21,8 = 6, 54c d s = 8 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 f bd = 3,0 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,0 = 290 = 29c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] A s,req = 3,73 c2 A s,prov = 5,59 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 3,73 5,59 29 = 19,35c l b,in = 0,3 l b = 0,3 29 = 8,7c I Verbundbereich 1 ist in allen Fällen das Mindestaß der Übergreifungslänge aßgebend Verbundbereich 2 Verbundbereich 2 ufaßt alle Eisen der oberen Bewehrungslage-Sohle (6; 8) und alle horizontalen Eisen der Wand, die einen Abstand kleiner als 0,3 zur Oberkante- Wand (6 ; 8) besitzen. Wand (6 und 8): d s = 6 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 28

29 f bd = 3,0 N 2 0,7 = 2,1 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,1 = 311 = 31,1c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] A s,req = 2,80 c2 A s,prov = 3,14 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 2,80 3,14 31,1 = 27,73c l b,in = 0,3 l b = 0,3 31,1 = 9,3c d s = 8 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 f bd = 3,0 N 2 0,7 = 2,1 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,1 = 41,4c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] A s,req = 3,73 c2 A s,prov = 5,59 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 3,73 5,59 41,4 = 27,6c l b,in = 0,3 l b = 0,3 31,1 = 9, 33c Sohle (6 und 8): d s = 6 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 29

30 f bd = 3,0 N 2 0,7 = 2,1 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,1 = 311 = 31,1c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] A s,req = 2,00 c2 A s,prov = 3,14 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 2,00 3,14 31,1 = 19,81c l b,in = 0,3 l b = 0,3 31,1 = 9, 33c d s = 8 f yd = f yk γ s = 500 1,15 = 435 N 2 f bd = 3,0 N 2 0,7 = 2,1 N 2, nach [1, 5.87] l b = d s 4 fyd f bd = ,1 = 414 = 41.4c, nach [1, 5.87] α a = 1,0, bei geraden Stäben nach [1, 5.88] A s,req = 3,80 c2 A s,prov = 5,59 c2 l b,net = α a As,req A s,prov l b = 1,0 3,80 5,59 41,4 = 28,1c l b,in = 0,3 l b = 0,3 41,4 = 12, 4c l s = 2,0 28,1 = 56,2c In allen anderen Fällen ist das Mindestaß der Übergreifungslänge von 40 c aßgebend. 30

31 Betonstahl Haken, Winkelhaken, Schrägstäbe und andere Krüungen von Schlaufen Stäben ds< 20 Mindestaße der Betondeckung in c rechtwinklig zur Krüungsebene>50 und >3 ds Rippenstäbe S 400, S 500 4,0 ds 15 ds Tabelle 4: Mindestwerte der Biegerollendurchesser d br ; allgeein 5.8 Biegerollendurchesser Ausgehend von Tabelle 4 nach [1, 5.87] ergeben sich anzuwendende Durchesser: Für Haken Winkelhaken und Schlaufen resultiert bei ds = 6 ein in dbr = 4 6 = 24 resultiert bei ds = 8 ein in dbr = 4 8 = 32 Für Schrägstäbe und andere Krüungen von Stäben resultiert bei ds = 6 ein in dbr =15 6 = 90 resultiert bei ds = 6 ein in dbr =15 8 =

32 6 Massen- und Mengenerittlung 6.1 Betonvoluen Sohle 22,0 (5, ,4) 0,5 = 63, Wände Längswände 2 (22,8 3,5 0,4) = 63,8 3 Zulauf 5,0 3,5 0,4 = 7,0 3 Ablauf 5,0 3,0 0,4 = 6,0 3 Zwickel Ablauf 5,0 1,0 0,6 2 = 1,5 3 Flügel Ablauf 2 4,0 (3,1+1,0) 2 0,4 = 6,6 3 Gesatvoluen Wände 63,8 + 7,0 + 6,0 + 1,5 + 6,6 = 84, Trichter D V = V 1 2 V 2 h Voluen Pyraidenstupf [1, 2.13]: V = h 3 (G + G D + D ) G G 1 = (5, ,4) (2, ,4) = 20,6 2 D 1 = 1,23 (5 2 0,63) = 4,6 2 V 1 = 2,5 3 (20,6 + 20,6 4,6 + 4,6 ) = 29,1 3 D 2 = 0,6 0,6 = 0,36 2 G 2 = 5,0 2 2,75 2 = 3,4 3 V 2 = 2,0 3 (3,4 + 3,4 0,36 + 0,36 ) = 3,2 3 V = 29,1 2 3,2 = 22,7 3 32

33 6.1.4 Zulauf (1,0 + 3,4) (2,8 + 0,8) 0,4 + 2 (0,6 3,4 0,4) = 8, Ablauf (1,0 + 1,8) 5 0, ,6 1,8 0,4 = 6, Gesatvoluen Bauteil Voluen in 3 Sohle 63, 8 Wände 63,8 + 7,0 + 6,0 + 1,5 + 6,6 = 84,9 Trichter 22, 7 Zulauf 8, 0 Ablauf 6, 5 Sue 185,9 3 Tabelle 5: Betonvoluina In Tabelle 5 sind die Betonvoluina der einzelnen Bauteile aufgeführt. 6.2 Betonstahlassen Trichter Positionen nach Anlage C. Tabelle 6 enthält die Betonstahlassen der Trichterbewehrung. Das Gesatgewicht der Trichterbewehrung beträgt 194 kg Sohle Positionen nach Anlage D. Tabelle 7 enthält die Betonstahlassen der Sohlbewehrung. Das Gesatgewicht der Sohlbewehrung beträgt: = 2038kg 33

34 Position Anzahl Durchesser Einzellänge Gesatlänge Stabgewicht Gesatgewicht - - kg kg Tabelle 6: Stahlassen Trichter Position Anzahl Durchesser Einzellänge Gesatlänge Stabgewicht Gesatgewicht - - kg kg Tabelle 7: Stahlassen Sohle Position Anzahl Durchesser Einzellänge Gesatlänge Stabgewicht Gesatgewicht - - kg kg Tabelle 8: Stahlassen Wände Wände Positionen nach Anlage E. Tabelle 8 enthält die Betonstahlassen der Wandbewehrung. Das Gesatgewicht der Wandbewehrung beträgt: = 1837kg 34

35 6.2.4 Zulauf Positionen nach Anlage C. Position Anzahl Durchesser Einzellänge Gesatlänge Stabgewicht Gesatgewicht - - kg kg Tabelle 9: Stahlassen Zulauf Tabelle 9 enthält die Betonstahlassen der Zulaufbewehrung. Das Gesatgewicht der Zulaufbewehrung beträgt: 281, , , ,67 = 397kg Ablauf Positionen nach Anlage C. Position Anzahl Durchesser Einzellänge Gesatlänge Stabgewicht Gesatgewicht - - kg kg Tabelle 10: Stahlassen Ablauf Tabelle 10 enthält die Betonstahlassen der Ablaufbewehrung. Das Gesatgewicht der Ablaufbewehrung beträgt: 69, , ,83 = 241kg 6.3 Bewehrungsgehalte Bauteil Betonvoluen Stahlasse Bewehrungsgehalt - 3 kg kg/ 3 Trichter 22, ,53 Sohle 63, ,9 Wände 84, ,6 Zulauf 8, ,0 Ablauf 6, ,1 Tabelle 11: Bewehrungsgehalte 35

36 Die Bewehrungsgehalte der einzelnen Bauteil sind in Tabelle 11 zusaenfassend dargestellt. 7 Bauablauf 7.1 Vorarbeiten Mutterbodenabtrag nach Abessung und Absteckung der baurelevanten Fläche. Aushub der Baugrube unter Berücksichtigung der DIN 4124 (Abböschung, bzw. Verbau in Abhängigkeit von wirtschaftlichen Aspekten) und seitliches Lagern bis zur Verwendung des Bodens für Rückverfüllung. Ebnung der Baugrubensohle und Beseitigung von größeren Störkörpern. Einbau einer 10c starken Sauberkeitsschicht aus Beton C 12/15 it einer Überlappung des Bauwerkes von 10c. Aufbringung einer zweilagigen PE-Folie über der Sauberkeitsschicht, die als Gleitschicht wirken soll. 7.2 Betonierung Nach Aushärtung der Sauberkeitsschicht erfolgt das Betonieren in folgenden Betonierabschnitten: Betonieren des Trichters Betonieren der Sohle Betonieren der Wände Betonieren des Ein- und Auslaufbereiches Betonieren des Trichters 1. Einbau der Trichterschalung. 2. Einbau der gesaten Trichterbewehrung, incl. Anschlußbewehrung für Wand und Sohle. 3. Betonierung der Sohle. 4. Ist die Sohle leicht abgebunden, erfolgt der Einbau der inneren Trichterschalung. 36

37 5. Betonierung der Trichterwandung. 6. U de Ausbessern des Betons vorzubeugen, wird auf die Verwendung einer sauberen Schalung geachtet. Sollte eine Ausbesserung dennoch notwendig sein, hat dies an dieser Stelle zu geschehen. 7. Nachbehandlung des Betons Betonieren der Sohle 1. Einbau der Sohlschalung. 2. Einbau der gesaten Sohlbewehrung, incl. Anschlußbewehrung. 3. Einbau der Arbeitsfugenbänder zwischen Sohle und Wand. 4. Betonierung der Sohle. 5. Siehe Abschnitt Punkt 6 und Betonieren der Wände Die Wände werden nacheinander als einzelne Abschnitte betoniert. 1. Aufbau der äußeren Schalung. 2. Einbau der Bewehrung. 3. Einbau Fugensicherung 4. Aufbau der inneren Schalung. 5. Betonierung. 6. Nach der Erhärtung des Betons wird die Schalung deontiert. 7. Siehe Abschnitt Punkt 6 und 7. Bei nächsten Wandabschnitt wird vorgegangen, wie in den gerade Punkten

38 7.2.4 Betonierung des Ein- und Auslaufbereiches 1. Verdichtung i Ein- und Auslaufbereich; Einbau einer Sauberkeitsschicht entprechend der Ausführung in Abschnitt Schalung / Bewehrung / Betonierung der Sohle. 3. Betonierung /Bewehrung / Betonierung der Wände. Die Arbeitsvorgänge in diese Abschnitt entsprechen in den Details denen der vorher beschriebenen Betonierungsabschnitte. 7.3 Ausschalen Hat der Beton eines Bauteiles eine ausreichende Festigkeit erreicht, kann it de Ausschalen des Bauteiles begonnen werden. 7.4 Verfüllen der Arbeitsräue Bei Verfüllen der Arbeitsräue ist auf eine sorgfältige und gleichäßige Verdichtung zu achten. Abbildungsverzeichnis 1 Lastfall Lastfall Tabellenverzeichnis 1 Stabstahl-Bewehrung der Wand Stabstahl-Bewehrung der Sohle Teilsicherheitsbeiwerte Mindestwerte der Biegerollendurchesser d br ; allgeein Betonvoluina Stahlassen Trichter Stahlassen Sohle

39 8 Stahlassen Wände Stahlassen Zulauf Stahlassen Ablauf Bewehrungsgehalte Literatur [1] Schneider. Bautabellen für Ingenieure. Werner Verlag, [2] Prof.Dr.-Ing. Axel Schwennicke. Stahlbeton I. Fachhochschule Nordostniedersachsen, Suderburg, A Verwendete Software LYX (Linux) - Textverarbeitung Pybliographic (Linux) - Literaturverweise dia (Linux) - Skizzen StarOffice (Linux) - Tabellenkalkulation Neetschek AllPlan (Windows) - CAD 39

40 B Positionsplan 40

41 C Details, Bewehrung Trichter 41

42 D Details, Bewehrung-Sohle 42

43 E Details, Bewehrung-Wände 43

44 F Details, Bewehrung-Anschlüsse 44