Flachdecke mit Kragarm und Vorspannung

Belastung, Einwirkungen, Biegebewehrung aus Bemessung, Verformungen uz

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EN 1992-1-1 Bemessung > Beispiele

Flachdecke mit Kragarm und Vorspannung

Belastung, Einwirkungen, Biegebewehrung aus Bemessung, Verformungen uz

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Dieses Beispiel ist eine Variante des vorhergehenden Beispiels mit Vorspannung ohne Verbund. Zum Vergleich werden ebenfalls die erforderliche Stahlbetonbewehrung nach EN 1992‑1‑1 sowie die linear-elastischen Verformungen ermittelt. Durch die Vorspannung soll vor allem die Durchbiegung der Flachdecke reduziert werden.

Da sich bei einer vorgespannten Flachdecke auch Normalkräfte in der Fläche ergeben, sind Schalenelemente zu verwenden und es ist auf eine möglichst zwängungsfreie horizontale Lagerung zu achten. Ansonsten würden sich durch das Schwinden des Betons und die Vorspannung große Zugspannungen bzw. Lagerkräfte ergeben.

Es kommen 7-drähtige Monolitzen aus Spannstahl St 1570/1770 mit einem Korrosionsschutzsystem in freier Spanngliedlage zum Einsatz. Die 50 Spannglieder (1) in y-Richtung sind gleichmäßig verteilte einzelne Monolitzen. Bei den vier Spanngliedern (2) in x-Richtung handelt es sich um zweifach gebündelte Monolitzen.

System mit Anordnung der Monolitzen in freier Spanngliedlage mit ihren Hoch- und Tiefpunkten des Beispiels Flachdecke mit Kragarm und Vorspannung

System mit Anordnung der Monolitzen in freier Spanngliedlage mit ihren Hoch- und Tiefpunkten

Belastung

Zusätzlich zu den Lastfällen des vorhergehenden Beispiels wird noch ein Vorspannlastfall (Lastart Vorspannung) benötigt. Der kriech­er­zeu­gen­de Dauerlastfall 11 wird um den Vorspann­lastfall ergänzt. Da die Spannglieder keinen Verbund mit dem Beton haben, führt das in der Literatur angenommene Schwindmaß des Betons von εs,∞ = -40·10-5 zu einem zu­sätz­li­chen Anker­schlupf von 7,9 mm für die x- und 5,5 mm für die y-Richtung. So ergibt sich zum Zeitpunkt t∞ unter Vernachlässigung der Reibung eine Vorspannkraft von 178 kN je Spannglied (1) und 359 kN je Spannglied (2). Die Vorspannung zu einem früheren Zeitpunkt wird in diesem Beispiel nicht untersucht.

Tabelle der Eingabedaten - Lastfall 10: P Vorspannung

Tabelle der Eingabedaten - Lastfall 11: G+0,3·Q mit elastischem Materialverhalten

 

Bemessung nach EN 1992‑1‑1

Die bemessungsrelevanten Einwirkungen werden um die Vorspannung und den Kriechlastfall ergänzt.

Einwirkungen (Teil 1) nach EN 1992‑1‑1

 

Einwirkungen (Teil 2, QN) nach EN 1992‑1‑1

 

Einwirkungen (Teil 3, G) nach EN 1992‑1‑1

Einwirkungen (Teil 4, P) nach EN 1992‑1‑1

 

Einwirkungen (Teil 5, CSR1) nach EN 1992‑1‑1

 

Biegebewehrung aus Bemessung der ständigen und vorübergehenden Situation

Biegebewehrung der oberen Lage asx.1

Biegebewehrung der oberen Lage asx.1 [cm²/m]

Biegebewehrung der unteren Lage asx.2

Biegebewehrung der unteren Lage asx.2 [cm²/m]

Biegebewehrung der oberen Lage asy.1

Biegebewehrung der oberen Lage asy.1 [cm²/m]

Biegebewehrung der unteren Lage asy.2Farblegende

Biegebewehrung der unteren Lage asy.2 [cm²/m]

 

Verformungen uz

Lastfall 13: Farbverlauf der Verformungen uz zum Zeitpunkt t∞Farblegende

Lastfall 13: Farbverlauf der Verformungen uz [mm] zum Zeitpunkt t∞

 

Zusammenfassend ergeben sich im Zustand I folgende maximale Verformungen gegenüber dem vorhergenden Beispiel ohne Vorspannung:

 

max uz [mm]

Lastfall

mit Vorsp.

ohne Vorsp.

11

G+P+0,3·Q mit elastischem Materialverhalten

3

10

12

Kriechen (φ=2,5 unter LF 11) mit elastischem Materialverhalten

5

23

13

Summe (Lastfall 11 + Lastfall 12)

8

33

 

Hauptzugspannungen σ1

Lastfall 13: Farbverlauf der Hauptzugspannungen σ1,unten

Lastfall 13: Farbverlauf der Hauptzugspannungen σ1,obenFarblegende

Lastfall 13: Farbverlauf der Hauptzugspannungen σ1,unten bzw. σ1,oben [MN/m²]

Da die Hauptzugspannungen σ1 die Betonzugfestigkeit fctm von 2,9 MN/m² nur in kleinen Bereichen überschreiten, wird auf eine Untersuchung im Zustand II verzichtet.