Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen (Bsp.): Unterschied zwischen den Versionen

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Aus dem Diagramm geht hervor, dass der Einfluss der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen mit steigendem Bewehrungsgrad abnimmt. Außerdem ist zu erkennen, dass Einfluss ab einem gewissen Bewehrungsgrad weniger stark abnimmt bzw. nahezu gleichbleibet.  
Aus dem Diagramm geht hervor, dass der Einfluss der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen mit steigendem Bewehrungsgrad abnimmt. Außerdem ist zu erkennen, dass Einfluss ab einem gewissen Bewehrungsgrad weniger stark abnimmt bzw. nahezu gleichbleibet.  
=Betonseitige Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen=
Im Folgenden werden zwei der auf der Seite [[Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen (Zugversteifung)]] vorgestellten Verfahren am Beispiel erläutert. Hierbei wird nur die mittlere Stahldehnung bei auftreten des Bruchs betrachtet. An den anderen Punkten ist mit der vorhandenen Stahldehnung in gleicher Weise zu Verfahren.
==Abnehmende Betonzugspannung==
Es wird von einem geringen Bewehrungsgrad und hieraus folgend von einem linearen Verlauf zwischn ε<sub>ct</sub> und ε<sub>ctu</sub>.
Die Stahldehnung kann mithilfe der ω-Tafel und den gegebenen Querschnittswerten ermittelt werden.
<math>\varepsilon_{s2}=20,71\cdot10^{-3}</math>


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Aktuelle Version vom 12. August 2024, 20:48 Uhr

Auf dieser Seite wird beispielhaft die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen ermittelt, die Theorie hierfür wird auf einer gesonderten Seite dargestellt (vgl. Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen.

Aufgabenstellung

Für eine Platte mit Rechteckquerschnitt und gegebener Bewehrung sollen die Mitwirkung des Betons im ungerissenen Zustand, bei Erreichung der Streckgrenze und zum Zeitpunkt des Bruchs berechnet werden. Als Festigkeiten sind die rechnerischen Mittelwerte anzusetzen

  • b/h=100cm/25cm
  • d=23cm
  • B500A
  • Längsbewehrung: R524 (As,vorh=5,24cm²)
  • C 20/25
  • Ecm=10000Nmm2=1000kNcm2 (Mit der Berücksichtigung von Kriecheinflüssen)
  • Kurzzeitbelastung

Modifizierung der Arbeitslinie des Stahls

Festigkeiten

fyR=1,1500=550Nmm2=55kNcm2

ftR=1,05550=577,5Nmm2=57,75kNcm2

fctm=2,2Nmm2=0,22kNcm2

Vorbereitende Berechnung

Ermittlung des Rissbildungsmoments

II=bh312=10025312=130208cm4

zI,c1=12,5cm

Mcr=0,2213020812,5=2292kNcm

Ermittlung der Stahldehnung im Riss unter den Rissschnittgrößen

αe=20000010000=20

x=αeAs1b(1+1+2bdαeAs1)

x=205,24100(1+1+210023205,24)=5,97cm

z=dx3=235,973=21,01cm

σs,cr2=McrzAs1=229221,015,24=20,82kNcm2

εs,cr2=20,9220000=1,0411˙03

Ermittlung der mittleren Stahldehnungen im ungerissenen Zustand

εc1,cr1=εc2,cr1=fctmEcm=0,221000=0,22103

εs,cr1=εc1,cr1dzI,c2zI,c1=0,221032312,512,5=0,185103

εsm1=εs,cr1=0,185103__

Da im Zustand I noch keine Risse vorhanden sind, entspricht die mittlere Stahldehnung der Stahldehnung.

Ermittlung der mittleren Stahldehnung bei Erreichen der Streckgrenze

Dehnung an der Streckgrenze: εs2=εsy=5520000=2,75103

βt=0,4 (Kurzzeitbelastung)

εsmy=εs2βt(εs,cr2εs,cr1)

εsmy=2,751030,4(1,0411030,185103)

εsmy=2,4076103__

Ermittlung der mittleren Stahldehnung zum Zeitpunkt des Bruchs

Die Stahldehnung im Riss unter den Rissschnittgrößen wurde mithilfe der gegebenen Querschnittsgeometrie und Bewehrung mithilfe der ω-Tafeln ermittelt. Für die Ermittlung wurde die rechnerische Zugfestigkeit verwendet.

εs2=εst=20,71103

εsmt=εsyβt(εs,cr2εs,cr1)+δt(1σsrfy)(εs2εsy)

εsmt=2,751030,4(1,0411030,185103)+0,6(10,1851032000055)(20,711032,75103)

εsmt=12,46103__

Einfluss des Bewehrungsgrads auf die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen

Im Folgenden soll der Einfluss des Bewehrungsgrads auf die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen an diesem Beispiel verdeutlich werden. Hierfür wird das Verhältnis der mittleren Stahldehnung zur Stahldehnung im Riss für unterschiedliche Bewehrungsgrade mit den hier vorgestellten Gleichungen ermittelt. Betrachtet werden die Dehnungen bei Erreichen der Streckgrenze.

Der Bewehrungsgrad wird zwischen dem minimal für die Sicherstellung der Duktilität erforderlichen und dem maximal ohne Druckbewehrung möglichen variiert.

Verhältnis der mittleren Stahldehnung zur Stahldehnung im Riss bei zunehmendem Bewehrungsgrad

Aus dem Diagramm geht hervor, dass der Einfluss der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen mit steigendem Bewehrungsgrad abnimmt. Außerdem ist zu erkennen, dass Einfluss ab einem gewissen Bewehrungsgrad weniger stark abnimmt bzw. nahezu gleichbleibet.

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