Auswirkungen einer Vorspannung
Vermeidung/Verminderung Rissbildung —> verbesserte Gebrauchstauglichkeit (Verformungen, Bauteilsteifigkeit,Dichtigkeit)
Ausnutzung der Werkstoffeigenschaften hochfester Baustoffe (Beton, Stahl)
—> größere Spannweiten bzw. schlankere Tragwerke möglich
Patente für Spannbeton
1928 - Eugène Freyssinet: Patent für ein Spannverfahren
1934 - Franz Dischinger: Vorspannung ohne Verbund
Vorteile Spannbeton
Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit (SLS)
Zugzone ist rissfrei bzw. weitgehend rissfrei,
Größere Steifigkeit —> geringere Durchbiegungen
Ausnutzung hochfester Baustoffe (Spannstähle und Beton)
Vorteile gegenüber Stahlbeton
Wesentlich höhere Tragfähigkeit
Wesentlich schlankere Tragwerke
Wesentlich größere Spannweiten
Wesentlich höhere Ermüdungsfestigkeit
Baustoffe
Beton: Mindestbetonfestigkeitsklasse
Betonstahl
Spannstähle: Arten
Mindestbetonfestigkeitsklasse:
Vorspannung mit nachträglichem Verbund: C25/30
Vorspannung mit sofortigem Verbund: C30/37
Betonstahl:
zusätzliche Bewehrung aus geripptem Betonstahl B500 A und B500 B zur Begrenzung der Rissbreiten auf zulässige Grenzwerte (i.A. wcal = 0,2 mm)
Spannstähle:
Typische Spannungs-Dehnungslinien für Spannstahl
Spannverfahren
Vorspannung mit sofortigem Verbund
Vorspannung mit nachträglichem Verbund
Interne Vorspannung ohne Verbund
Externe Vorspannung
Herstellung - Vorspannung mit sofortigem Verbund
Herstellung - Vorspannung mit nachträglichem Verbund
Hüllrohre für Spannglieder mit nachträglichem Verbund
Herstellung aus 0,20 bis 0,35 mm dicken Stahlblechbändern
Querwellen versteifen Rohr und verbessern den Verbund
Krümmungen mit verhältnismäßig kleinen Radien möglich
Vorspannung mit nachträglichem Verbund – Ankerplatten
Vorspannung mit nachträglichem Verbund – Verlegen der Spannglieder
Vorspannung mit nachträglichem Verbund: Meist werden Fertigspannglieder als Ganzes inkl. Hüllrohre und Verankerungen hergestellt, geliefert und montiert
beim Betonieren dürfen Hüllrohre nicht beschädigt werden (Gefahr von Verstopfern!)
Spannglieder müssen so befestigt werden, dass sie sich beim Betonieren nicht verschieben können
ausreichender Abstand zwischen den Hüllrohren einhalten, damit Beton einwandfrei eingebracht und verdichtet werden kann
Vorspannung mit nachträglichem Verbund – Spannvorgang
Das Spannen erfolgt nach der Spannanweisung
Spannanweisung enthält für jedes einzelne Spannglied
Reihenfolge
Höhe der Vorspannkraft
zugehöriger Ausziehweg
Das Vorspannen erfolgt so früh wie möglich, zur Vermeidung einer frühzeitigen Rissbildung infolge abfließender Hydratationswärme.
Beim Vorspannen muss Beton Mindestdruckfestigkeit aufweisen (siehe Zulassung)
Herstellung - Interne Vorspannung ohne Verbund
Herstellung - Externe Vorspannung
Ursachen für Spannkraftverluste
Reibung
Zeitabhängiges Materialverhalten
Einflussgrößen der Reibung
Umlenkpressungen
Gleitweg delta l
Klemmvorgänge
Oberfläche
Hüllrohr
Die Spannkraftverluste infolge Reibung sind abhängig von
Größe des Umlenkwinkels phi (x)
Reibungswinkel My
Spannen von einer Seite und Spannen von zwei Seiten
Zeitabhängiges Materialverhalten des Betons
Kriechen des Betons
Schwinden des Betons
Relaxation des Spannstahls
Relaxation des Betons
Zeitabhängiges Verhalten des Spannstahls
Ursachen für Spannkraftverluste - Skizze mit Legende
Arten des zeitabhängigen Betonverhaltens
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