Stahlbetonbau - Teil 1

Der minimale Korndurchmesser beim Beton muss >8mm sein.

Er hat eine Rohdichte von weniger als 2000kg/m³. Wird ganz oder teilweise mit Leicht- Zuschlagstoffen (Z.B. Blähton) hergestellt. Gute Wärmedämmung.

Er hat eine Rohdichte von >2800kg/m³. Schwere Gesteine als Zuschläge (Schwerspat, Baryt) und künstliche Zuschläge (Metallspähne / Metalschrott) machen ihn schwer.

Ortsbeton nennt man Beton, den man vor auf der Baustelle herstellt.

Beton der ausserhalb der Baustelle fabriziert wird und anschliessend mit geeigneten Transportmittel auf die Baustelle transportiert wird.

Beton mit speziellen plastifizierenden Zuschlägen, der durch bewegliche Rohre in die Schalung gepumpt werden kann.

Stahl nimmt den Zug auf, welcher vom Beton nicht übernommen wird.

Bewehrter Beton. Verbundstoff aus Beton und Stahl.

Portland-Zement ist ein hydraulisches Bindemittel welches auch unter dem Wasser abbindet.

Gewaschenes Kies-Sand-Material mit Korndurchmesser 0-32mm.

Grundsätze für die Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit von Tragwerken. Legt das Vorgehen fest für die Berechnung und Bemessung von Bauteilen.

Grundsätze für Projektierung und Ausführung. Vorschriften zur Berechnung und Bemessung. Konstruktive Durchbildung der tragenden Bauteile. Vorschriften über die verwendeten Baustoffe.

Vorschriften über die Materialprüfung von Beton und Betonstahl (Druck-Zugfestigkeit).

• Ermittlung der angreifenden Kräfte
• Standsicherheit
• Tragsicherheit
• Gebrauchstauglichkeit
• Festlegen der Abmessungen der Bauteile unter dem Gesichtspunkt von Sicherheit und Wirtschaftlichkeit.

Genaue Kenntnisse über Nutzung und Beanspruchung des Gebäudes sind erforderlich.

• Belastung der Tragwerke
• Wirkungsweise der Tragwerke
• Eigenschaften der verwendeten Baustoffe
• Berechnungsmethoden.

Der rechnerischen Nachweis für die Stabilität eines Tragwerks.

Es ist rechnerisch nachzuweisen, dass das Bauwerk allen zu erwartenden Kräften standzuhalten vermag. (Kräfte aus der Baumasse, aus der Schneemasse aus Wind etc.)

Materialermüdung ereignet sich bei Strassen, Brücken, Kranträgern usw. welche ständigen Schwingungen Unterworfen sind. Es ist nachzuweisen, dass die Tragsicherheit dadurch nicht beeinträchtigt wird.

Aus den inneren Kräften.

Alle Kräfte (innere und äussere) eines Tragwerk müssen sich gegenseitig aufheben. Das Tragwerk muss im Gleichgewicht stehen.

Es wirkt Zug auf den Beton, was zur Folge hätte, dass der Beton brechen würde. Deshalb nimmt man Zug mit Stahleinlagen auf.

Damit sich die Stäbe im Beton nicht verschieben können.

Stahl und Beton haben praktisch den gleichen Dehnungsfaktor. Zudem ist der Stahl im Beton vor Korrosion geschützt.

• kleine Durchbiegung (Bemessung)
• Dichter Beton
• Engmaschiges Bewehrungsnetz (bei Sichtbetonflächen)
• Lange Bauteile mit Dilatationsfugen versehen.

10kg = 100N = 0.1 KN (1000)

Richtige Verarbeitung, die Zementdosierung, die Kornzusammensetzung, der WZ-Wert und die richtige Wahl & Dosierung von Zusatzmitteln.

Druckfestigkeit, Wasserdichtigkeit, Frostbeständigkeit, Tausalzbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Abriebfestigkeit.

Nach 28 Tagen werden an Probekörpern l=20cm die Druckfestigkeit geprüft. Test in Druckpresse. Dann wird Körper zusammengedrückt bis er Bricht = Würfeldruckfestigkeit (fcw = F/A in N/mm²)

An Probekörpern misst man während 24h die Wassermenge, welche aufgenommen wird. Diese vergleicht man mit der verdampfbaren Wassermenge auf der Wasserabgewandten Seite des Probekörpers.

Der Witterung stark ausgesetzte Bauteile, vor allem im Wasserbau, Stützmauern. Die Probekörper werden Frostwechseln ausgesetzt.

Parkplätze, Parkhäuser, Brücken... Beton welcher Tausalz und häufigen Frost und Tauwechseln unterworfen ist. Frostwechsel an Probewürfel mit Kochsalzlösung auf der Oberfläche durchführen.

Man misst den Gewichtsverlust der durch einen normierten Abschleifvorgang entsteht.

Meistens Portlandzement CEM I 42.5 (normaler Portlandzement), CEM I 52.5 (Hochwertiger Portlandzement), CEM I 42.5 HS (Portlandzement mit hohem Sulfatwiderstand)

Das Wasser muss sauber sein (keine schädlichen Beimengungen enthalten). Wasser von Trinkwasserversorgung nehmen, anderes Wasser vorab im Labor prüfen lassen.

Plastifizierungsmittel (Vergütungsmittel); Verflüssiger; Abbindeverzögerer; Luftporenbildner; Frostschutzmittel

Würfeldruckfestigkeit nach 28 Tagen; Zementgehalt; besondere Eigenschaften wie Frostbeständigkeit & Frost-Tausalzbeständigkeit; Rohdichte beim Leichtbeton.

Angaben in Bezug auf: Wasserdichtigkeit; Frostbeständigkeit; Abriebfestigkeit; Frost- Tausalzbeständigkeit; Chemische Beständigkeit.

Normaler Beton mit ø Druckfestigkeit Fcw von 40N/mm² und mindestens 30N/mm² | reiner Portlandzement 300kg/m³ mit einer Druckfestigkeit von 52,5N/mm²| so verarbeitet, das Beton Wasserdicht ist.

Vorderer Wert: Fcwm = 35N/mm² (Mittelwert Würfeldruckprobe) | hinterer Wert: Fcwm = 25N/mm² (Mindestwert Würfeldruckprobe)

Abminderung des Mindestwertes fcw, min um den Faktor 0.65.

Unbewehrtem Beton: Da Beton nur Druckkraft aufnimmt, ist er beschränkt auf Bauteile ohne Zugkraft. | Bewehrtem Beton: Zugkräfte werden durch Stahl übernommen (& Beton übernimmt Druckkraft).

Bauteil ist konstruktiv Bewehrt um Schwindrisse zu verhindern.

Glatter Stahl (Rundeisen) wird zum Montieren oder für Distanzhalter gebraucht.

Das sind die Proportionalitätsgrenze, Elastizitätsgrenze, Fliessgrenze (Steckgrenze), Zugfestigkeit, Bruchfestigkeit.

Bis zu dieser nimmt die Spannung proportional zu.

Bis zu dieser Grenze kann der Stab gezogen werden, ohne dass bei Entlastung eine bleibende Veränderung eintrifft.

Hier beginnt das Material zu "Fliessen" das heisst, bei Entlastung geht die Dehnung nicht wieder zurück. Der Stab wird länger, ohne dass die Last vergrössert wird.

Nach Beendigung der Fliessperiode muss die Belastung wieder gesteigert werden, um eine weitere Dehnung zu erreichen. Die Zugfestigkeit ist der Höchstwert der Belastung.

Nach Erreichen der Zugfestigkeit verringert sich der Kraftaufwand merklich. Der Stab verringert an einer Stelle seinen Querschnitt und bei grosser Durchdehnung kommt es schliesslich zum Bruch.

Naturhart bez. Mikrolegiert

Kaltverformt

Ringmaterial warmgewalzt

Vergütet

Ist kaltverformt und zu Netzen verschweisst.

Warm gewalzter Betonstahl ohne Nachbehandlung. | Bsp: BARO-S

Durch mitlegieren von Zusatzstoffen (Z.B. Mangan, Sizilium, Miob) beim Schmelzprozess im Elektroofen, wird der Stahl verbessert (Schweissbarkeit, Festigkeit) | Bsp: "TORIP", "ROLL-R"

Der Stahlquerschnitt wird bei der letzten Walzstufe um bis zu 30% verringert. Bewirkt höhere Zugfestigkeit. | "ROLL-R", "TORIP"

Der Stahl wird auf ca. 800-900°C erhitzt und anschliessend in Wasser abgeschreckt. | Bsp: TOPAR 500s.

Aufgerollter ringförmiger gerippter Betonstahl ø6-12mm. Wird vor allem in Biegereien gebraucht. | Bsp: "ROLL-R", "BOX-R"

Maschinell verschweisste Betonstahlmatten. Geeignet für gerade Bauteile wie Wände, Decken usw. Schnelles Verlegen. | Bsp. "ARTEC"- Netze.

Dem Rundstahl werden Rippen aufgewalzt. Die Haftfähigkeit im Beton wird erhöht.

Fliessgrenze bei Prüfstäben einer Herstellungsserie.

Fliessgrenze, die Massgebend ist für den Nachweis der Tragsicherheit.

Das ist für die Stossverbindungen wichtig.

Für Abbiegungen d1 = 15ø | Für End-, Winkelhaken, Schlaufen d2 = 6ø für <20mm; d2 = 8ø für >20 <30; d2 =10ø für >30 <40 | Für Bügel d3 =4ø für <16mm.

Starker Rost ist sehr schlecht. Leichter Rost ist nicht schlimm, sondern eher gut (Haftigkeit wird erhöht).

Eis & Schnee auf Stahl nie mit Salz auftauen! Enteisen mit Gasflamme vor dem Verlegen. Frostzusatzmittel im Beton tauen Eis & Schnee auf dem Stahl nicht auf!

Haftfähigkeit wird vermindert durch Lehm, Humus, Fett etc. Qualität des Beton wird ebenfalls beeinträchtigt.

Bis ø16mm können Eisen kalt nachgebogen werden. Es müssen die minimale Biegradien einhalten werden! Durchmesser über ø16mm erhitzen auf 600°C.

Während dem Betonieren nicht mit Vibriernadel an die Bewehrung kommen. Früher eingebrachte Betonteile lösen sich sonst von der Bewehrung ab.

Abbrennen und Abschneiden von Stäben nur nach Rücksprache mit dem Ingenieur. Für Risse & oder andere Schäden am Bewehrungssystem haftet der Unternehmer.

Bewehrungsstäbe können verschweisst werden, aber nicht in Nähe von Abbiegungen.

Der Beton schützt den Stahl vor Korrosion.

Die Mindestüberdeckung beträgt 20mm.

• Bei geschalten Fläche: 30mm
• Bei ungeschalten Flächen: 35mm.

Die Überdeckung beträgt 40-50mm.

Sie muss mindesten 15mm betragen.

Wasserdichter Überzug; Aussenisolation; Beschichtete Bewehrung (Bewehrung werden verzinkt oder beschichtet)

Wenn Stahlstäbe zu nahe aneinander liegen, sickert Beton nicht mehr hindurch. Eine Verdichten ist nicht möglich.

1. Das grösste Korn des verwendeten Betons muss zwischen den Bewehrungsstäben Platz haben. | 2. Der Abstand muss mindestens so gross sein wie der ø des grösseren der nebeneinander liegenden Stäben.

Wenn Bewehrung zu eng beieinander liegt, bleiben die grossen Körner daran hängen und die kleinen kommen hindurch. Der Beton entmischt sich somit.

Maximal zwei Stäbe.

S235 dürfen nie ein gerades Stabende haben. Sie müssen einen umgebogenen Hacken oder einen Winkelhacken haben.

Sie ist 40ø.

Die Verankerungslänge ist ø60.

Die Verankerungslänge ist ø25.

Sie entsteht im Verankerungsbereich. Die Zugkraft Z steht mit Druckkraft D im Gleichgewicht. Es ergibt Zug & Druckspannung.

In solchen Zonen ist eine Querbewehrung einzulegen. Querdruck über Auflager im Verankerungsbereich wirkt sich deshalb günstig aus.

Hier wirken Stahl und Beton bei der Kraftübertragung zusammen. Übergreifen der Stäbe.

Hier erfolgt die Kraftübertragung nur durch den Stab (Verschweissen, Kontaktstoss).

Bei vertikalen Stössen (Anschlusseisen) sind zur Verhinderung von Unfällen Haken anzuordnen.

Stösse nie an Stellen höchster Beanspruchung platzieren.

Stosslängen sind mindestens so gross wie die Verankerungslängen.