Nachweisführung und Bewehrungsermittlung
Grundlagen
Bei Trägern, die durch Biegemomente und Querkräfte belastet werden, ist folgendes Rissbild zu beobachten.[1]
Es ist zu erkennen, dass die Risse in Bereichen geringer Querkraft fast Vertikal verlaufen, sich aber mit zunehmender Querkraft immer weiter neigen.
Aus diesem Rissbild lässt sich auf den inneren Verlauf der Spannungstrajektorien des Bauteils durch die Krafteinwirkung schliessen.
Dies ist der Verlauf der Hauptspannungen im ungerissenen Zustand (Zustand 1) eines Balkens.
Sobald der Balken durch Rissbildung in den Zustand 2 übergeht verlagern sich die Hauptspannungen, und es wird komplizierter einen genauen Spannungsverlauf zu ermitteln.
Aus diesem Grunde wurden für die Bemessung im Stahlbetonbau einfachere theoretische Modelle entwickelt, die eine möglichst wirklichkeitsnahe Berechnung ermöglichen.
Bei der Querkraftbemessung von Bauteilen wird generell zwischen zwei Fällen unterschieden:
1. Bauteile ohne Querkraftbewehrung:
Die Tragwirkung von Bauteilen ohne Querkraftbewehrung wird durch das sogenannte Bogen-Zugband-Modell beschrieben.
Einwirkende Kräfte werden über den entstehenden Druckbogen zu den Auflagern geführt. Sobald das Bauteil in den Zustand 2 übergeht,
kommen weitere Traganteile durch die Kornverzahnung in den gezackten Rissen und durch die Dübelwirkung der Längsbewehrung bei Rissbildung hinzu.[2]
Da die Längsbewehrung hier eine wichtige Rolle bei der Tragwirkung spielt, ist es besonders wichtig sie gut in den Auflagern zu verankern.
2. Bauteile mit Querkraftbewehrung:
Das Tragverhalten von Bauteilen mit Querkraftbewehrung wird durch das sogenannte Fachwerkmodell idealisiert.
Der Obergurt des Fachwerks wird durch den Beton gebildet und der Untergurt durch die Zugbewehrung.
Die Diagonalen (VRd,max) stellen die Betondruckstreben mit dem dazugehörigen Druckstrebenneigungswinkel phi dar.
Die Vertikalen (VRd,sy) bilden die aufzunehmenden Zugkräfte ab, die durch die Querkraftbewehrung aufzunehmen sind.
Diese können auch geneigt um den Winkel (α) 45°-90° abgebildet werden.