Eigenspannungen

Allgemeines

Eigenspannungen entstehen immer dann, wenn sich über den Querschnitt verteilt unterschiedliche Dehnungen einstellen.
Charakteristisch für diese Art der Spannungen ist, dass sich ihre Summe über den Querschnitt immer zu Null ergibt. Zusätzlich dazu werden weder Schnittkräfte erzeugt noch Auflagerreaktionen angrenzender Bauteile hervorgerufen. Außerdem entwickeln sich Eigenspannungen unabhängig vom statischen System und der Bauteillagerung.

Beispiele

Spannungsverlauf beim Biegen eines Bewehrungsstahles

Im Stahlbetonbau werden Eigenspannungen beispielsweise beim Biegen eines Bewehrungsstahles oder bei Zwangsbeanspruchungen berücksichtigt.
Wird ein Bewehrungsstahl gebogen, dehnt sich der Querschnitt unterschiedlich stark und beginnt in Teilbereichen zu fließen. Die Eigenspannungen entstehen nach dem Biegen durch die eingeprägte Verformung. Damit der Stahl nicht bis zu seiner Bruchdehnung plastiziert, muss der Biegerollendurchmesser begrenzt werden.
Bei den Zwangsbeanspruchungen treten Eigenspannungen nur als Resultat des inneren Zwangs auf. Der hierbei entstehende nichtlineare Spannungsanteil wird durch die unterschiedliche Temperatur- bzw. Feuchtigkeitsverteilung über den Querschnitt infolge des Abfließens der Hydratationswärme bzw. des Schwindens erzeugt.
Im Spannbetonbau stellt sich ein Eigenspannungszustand durch das Einbringen der Vorspannung in den Spannstahl ein. Das Spannglied wird durch eine Zugkraft belastet, wodurch in den Betonquerschnitt eine Druckkraft eingeleitet wird.

Quellen

Fachliteratur