Zu diesem Buch Dieses Skriptum entstand aus den Vorleaungen in dem Fache Stahlbetonbau an der Fachhochschule Nordostniedersachsen Fachbereich Bauingenieurwesen - in Suderburg. Nach einer Schilderung der Eigenschaften der Baustoffe und ihrer Lieferformen werden die erforderlichen PrUfungen auf der Baustelle beschrieben bzw. wird auf die ent.sprechenden DIN-Blatter verwiesen. Den Grundlagen fur das Bemessen, das auf den Dehnungen des.stahles und den Stauchungen des Betons, der Grope der Risse und der Verankerung der Stahle im Beton beruht, ist ein weiteres Kapitel gewidmet. Darauf folgen die wichtigsten Konstruktionen des Stahlbetonbaues mit Beispie - len - Teil I: einachsig und zweiachsig gespannte Platte und im Teil II: Balken und Stutzen -. Das Buch wendet sich einmal an die Studenten, denen es eine Hilfe beim Studium sein will"zum anderen an den im Beruf stehenden Ingenieur, der sich wieder in das Gebiet des Stahlbetonbaues einarbeiten will. Beiden sollen die Beispiele und Erlauterungen helfen, den knapp en Text der Vorschrift zu verstehen und auszulegen.
Stahlbeton Einfilhrung in die Berechnung nach DIN 1045 1 Baustoffe, Festigkeit, Platten Von Dipl.-Ing. O. Homann Professor an der Fachhochschule Nordostniedersachsen, Fachbereich Bauingenieurwesen in Suderburg 3., neubearbeitete und erweiterte Auflage Mit 115 Bildern und 60 Tabellen B. G. Teubner Stuttgart 1982
Otfrid Homann 1925 in Berlin geboren. Studium an der Technischen Universitat Berlin und der damaligen Technischen Hochschule in Hannover. 1952 Diplom-HauptprUfung. 1952/53 am Lehrstuhl fur Massivbau und Baustoffkunde der Technischen Hochschule Hannover. 1953 bis 1959 als Statiker im Stahlbetonbau bei einer Niederlassung des Bauunternehmens Carl Brandt, Zentralverwaltung in DUsseldorf. 1959 bis 1964 Leiter einer Arbeitsgruppe des Wasserwirtschaftsamtes in CelIe (Planung und Bau von Wehren, BrUcken und Wasserbau). Ab 1964 Dozent an der Staatlichen Ingenieurschule fur Wasserwirtschaft und Kulturtechnik, seit 1971 Fachhochschullehrer an der Fachhochschule Nordostniedersachsen - Fachbereich Bauingenieurwesen in Suderburg (Kreis Uelzen). CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Homann, Otfrid: Stahlbeton : Einf. in d. Berechnung nach DIN 1045 / von o. Homann. - Stuttgart: Teubner 1. Baustoffe, Festigkeit, Platten. - 3., neubearb. u. erw. Aufl. - 1982. (Teubner-Studienskripten ; 58 : Bautechnik) ISBN-13: 978-3-519-20058-1 e-isbn-13: 978-3-322-83006-7 001: 10.1007/978-3-322-83006-7 NE: GT Das Werk ist urheberrechtlich geschutzt. Die dadurch begrundeten Rechte, besonders die der Ubersetzung, des Nachdrucks, der Bildentnahme, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ahnlichem Wege, der Speicherung und Auswertung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei Verwertung von Teilen des Werkes, dem Verlag vorbehalten. Bei gewerblichen Zwecken dienender Vervielfaltigung ist an den Verlag gema2 54 UrhG eine VergUtung zu zahlen, deren Hohe mit dem Verlag zu vereinbaren ist. B. G. Teubner, Stuttgart 1982 Gesamtherstellung: Beltz Offsetdruck, Hemsbach/Bergstr. Umschlaggestaltung: W. Koch, Sindelfingen
5 Vorwort zur dritten Auflage Das vorliegende Skriptum entstand aus den Vorlesungen an der Fachhochschule Nordostniedersachsen - Fachbereich Bauingenieurwesen. A n lwar a ~ letztlich der Wunsch der Studenten, eine Zusam - menfassung und Erlauterung der DIN 1045 ( Beton- und Stahlbetonbau ) mit Beispielen zu haben, die es auch einem Ingenieur, der sich nicht taglich mit Stahlbetonbau beschafti - gen m u ~ ermoglicht,, sich kurzfristig wieder in dieses Stoffgebiet hineinzufinden. In der Zeit zwischen der zweiten und der dritten Auflage erfolgte die Umstellung aller M a ~ e i n hauf e idie t SI-Einhei e n - ten. Dadurch wurde eine Neufassung der DIN 1045 im Jahre 1978 und des Heftes 220 des Deutschen Ausschusses fur Stahlbeton ( Bemessung von Beton- und Stahlbetonbauteilen ) in dem darauf folganden Jahre erforderlich. In dar Fassung der DIN 1045, Ausgabe 1978, sind die Abschnitte uber das Krie - chen und Schwinden des Betons nicht mehr enthalten, dafur wurde auf die entsprechenden Abschnitte der DIN 4227 (Spannbeton, Teil 1) verwiesen. Andere Abschnitte der DIN 1045 wurden uberarbeitet. Eine teilweise Neufassung und Erweite rung einzelner Abschnitte dieses Skriptums war die unaus - bleibliche Folge. FUr aile hier benutzten bzw. fur alle weiteren M a ~ e i n h e i t Zeichen und Symbole wird auf den Band Wendehorst / Muth, Bautechnische Zahlentafeln, 20. Auflage1981 verwiesen. Danken mochte ich dam Deutschen N o r m e n a und s sdem c hdeut schen A u s s cfur h u Stahlbeton ~ fur ihre Genehmigung, die u ~ DIN-Vorschriften und Bemessungsunterlagen auszugsweise zu ubernehmen, und Herrn Professor Dr.-Ing. Hubert Rusch fur das Uberlassen einer Darstellung von Versuchsergebnissen. Das gleiche gilt auch fur das Entgegenkommen des Bundesverbandes der Deutschen Zementindustrie und der Baustahlgewebe G.m.b.H. fur ihre Hilte bei dem Zustandekommen dieses Buches.
6 Beim Benutzen des vorliegenden Buches sollte man unbedingt die DIN 1045 und das Heft 220 des Deutschen Ausschusses fur Stahlbeton oder die Nachdrucke zur Hand haben. Ein leichteres Zurechtfinden in den Vorachriften Boll dadurch gegeben sein, d a bei ~ den einzelnen Kapiteln des Skriptums die entsprechenden Paragraphen genannt werden. Die Bezeichnungen 'Bild' und 'Tabelle' sind den jeweiligen D a r s t e lder l ~ Vorschrift ~ g e n vorbehalten, ebenso die Nummern der Formeln. Um Verwechslungen auszuschalten, wird bei den Angaben aus dem Heft 220 darauf hingewiesen. Darstellungen, die n i ~ den h t Vorschriften entnommen sind, werden mit 'Abbildung' oder 'Tafel' bezeichnet. Danken mochte ich meiner Mitarbeiterin Frau G. Kelle, die mir die Schreibarbeiten abgenommen hat. FUr die Zuschriften und Anregungen danke ich allen Betei - ligten. Suderburg, im Juli 1982 Otfrid Homann
7 Inhaltsverzeichnis 1. Zur Geschichte des Betonbaues 2. Die Baustoffe 2.1. Betonstahl 2.1.1. Eigenschaften 2.1.2. Lieferformen und Kennzeichnungen 2.1.3. HandelsUbliche Abmessungen 2.1.4. PrUfungen auf der Baustelle 2.1.5. Formgebung 2.1.6. Haken 2.1.7. Abrechnung von Rundstahl 2.1.8. Betonstahlmatten - Baustahlgewebe 2.2. Beton 2.2.1. Bindemittel 2.2.2. Betonzuschlage 2.2.3. Zugebewasser 2.2.4. Beton, allgemein 2.2.5. Festigkeitseigenschaften 3. Grundlagen fur die Festigkeitsberechnung 3.1. Formanderungen 3.1.1. Elastische Formanderungen 3.1.2. Kriechen des Betons 3.1.3. Schwinden des Betons 3.1.4. Warmedehnung des Betons 3.1.5. Gesamt-Verformungen 3.2. Festigkeiten und Dehnungen des Betons 3.2.1. Zugfestigkeit des Betons 3.2.2. Druckfestigkeit des Betons 3.2.3. Dehnungen und Stauchungen 3.3. Sicherheiten im Stahlbetonbau 3.4. Bewehrung von Stahlbetonbauteilen 3.4.1. Rostschutz und BetonUberdeckungen 3.4.2. Abstande der Bewehrungsstabe 3.4.3. Mindest- und Hochstanteile der Stahlbebewehrung 11 15 15 15 15 21 22 22 24 25 26 34 34 35 40 41 50 54 54 54 56 60 62 63 63 63 66 66 68 70 70 74 74
8 4. Stahlbeton unter Biegebeanspruchung 4.1. Ansatze zur Bemessung 4.1.1. Voraussetzungen 4.1.2. Bemessungsformeln fur Rechteckquerschnitte 76 76 76 77 Abstand der Null-Linie vom gedruckten Rand (xl 77 Abstand der Beton-Druck Resultierenden vom gedruckten Rand - Hebelarm der inneren Krafte (zl Erforderlicher Stahlquerschnitt Erforderliche Nutzhohe (hl 78 78 79 4.1.3. Naherungen fiir die Spannungs Dehnungslinie des Betons 4.1.4. Parabel-Konstruktionen 4.2. Konstruktive Bedingungen 4.2.1. Auflager und StUtzweite 4.2.2. Mindest-Nutzhohe 80 81 84 84 87 4.2.3. Zs - Linie 88 4.2.4. Verankerung der Bewehrungsstahle im Bauteil Verbundspannungen Verankerung StoBe 4.2.5. Beschrankung der RiBbreite 4.3. Einachsig gespannte Platten 90 90 92 102 113 118 4.3.1. Allgemeine Bedingungen und konstruktive Ausbildung 118 4.3.2. Aufbau einer statischen Berechnung - Bewehrungszeichnungen 127 4.3.3. Regeln fur einachsig gespannte Platten - Zusammenstellung 130 4.3.4. Einfeld-Platten Statische Berechnung fur eine Einfeld- 134 Platte mit Bewehrungszeichnung fur Rundstahl
9 Statische Berechnung fur eine Einfeld-Platte mit Bewehrungszeichnung fur Betonstahlmatten 4.3.5. Durchlaufende Platten 145 Zusatzliche Bedingungen fur durchlaufende Platten 145 Statische Berechnung fur eine Vierfeld-Platte mit Bewehrungszeichnung fur Rundstahl 151 4.3.6. Einzellasten 169 Grundlagen fur die Berechnung von Platten unter Einzellasten 169 Statische Berechnung einer Einfeld- Platte unter einer Einzellast 174 4.4. Zweiachsig gespannte Platten 178 4.4.1. Allgemeine Bedingungen und konstruktive Ausbildung 178 4.4.2. Viersei tig gelagerte P'latten 180 Mindest-Nutzhche 180 Ermittlung der SchnittgroBen 180 ~ 1 0 m e n t e n - L i n i e n Bewehrungs-Hinweise Statische Berechnung einer zweiachsig gespannten Platte Uber 3 x 4' Felder mit Bewehrungszeichnung 4.4.3. Dreiseitig gelagerte Platten Mindest-NutzhBhe Ermittlung der SchnittgrcBen Bewehrungs-Hinweise 187 191 194 211 211 211 213
10 Anhang Lagermatten 223 Beton-Uberdeckungen 224 Bemessungstafel 225 Stahlquerschnitte bei Platten 226 Verankerungslangen von Staben 227 Maximale Durchmesser (RiRsicherheit) 234