umwelt-online: DIN 4227-1 Spannbeton; Bauteile aus Normalbeton mit beschränkter oder voller Vorspannung (4)
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14.3 Nachweis der Zugkraftdeckung

(1) Bei gestaffelter Anordnung von Spanngliedern ist die Zugkraftdeckung im rechnerischen Bruchzustand nach DIN 1045/07.88, Abschnitt 18.7.2, durchzuführen. Bei Platten ohne Schubbewehrung istυ = 1,5h in Rechnung zu stellen.

(2) In der Zone a erübrigt sich ein Nachweis der Zugkraftdeckung, wenn die Hauptzugspannungen im rechnerischen Bruchzustand

nicht überschreiten.

(3) Werden am Auflager Spannglieder von der Trägerunterseite hochgeführt, so muss die Wirkung der vollen Trägerhöhe für die Schubtragfähigkeit durch eine Mindestgurtbewehrung zur Deckung einer Zuggurtkraft vonZu = 0,5Qu gesichert werden. Im Zuggurt verbleibende Spannglieder dürfen mit ihrer anfänglichen VorspannkraftV0 angesetzt werden.

(4) Im Bereich von Zwischenauflagern ist diese untere Gurtbewehrung in Richtung des Auflagers umυ = 1,5 h über den Schnitt hinaus zu führen, der bei der sich ergebenden Lastfallkombination einschließlich ungünstig wirkender Zwangbeanspruchungen (z.B. aus Temperaturunterschied oder Stützensenkung) noch Zug erhalten kann.

(5) Entsprechendes gilt auch für die obere Gurtbewehrung.

14.4 Verankerungen innerhalb des Tragwerks

(1) Wenn ein Teil des Querschnitts mit Ankerkörpern (Verankerungen, Spanngliedkopplungen) durchsetzt ist, sind Querschnittsschwächungen zu berücksichtigen infolge von:

  1. Ankerkörpern, bei denen zwischen Stirnfläche des Ankerkörpers und Beton bzw. Einpressmörtel eine nachgiebige Zwischenlage angeordnet ist, bei allen Nachweisen im Gebrauchszustand und im rechnerischen Bruchzustand;
  2. Ankerkörper, die im Bereich von Längszugspannungen liegen, bei Nachweisen im Gebrauchszustand.

(2) Bei Verankerungen innerhalb von flächenhaften Tragwerksteilen müssen mindestens 25 % der eingetragenen Vorspannkraft durch Bewehrung nach rückwärts, d.h. über das Spanngliedende hinaus, verankert werden.

(3) Dabei darf nur jener Teil der Bewehrung berücksichtigt werden, der nicht weiter als in einem Abstand von 1,5 (A1)0,5 von der Achse des endenden Spanngliedes liegt und dessen resultierende Zugkraft etwa in der Achse des endenden Spanngliedes liegt. Dabei istA1 die Aufstandsfläche des Ankerkörpers des Spanngliedes. Im Verbund liegende Spannglieder dürfen dabei mitgerechnet werden.

(4) Als zulässige Stahlspannung der Bewehrung aus Betonstahl gelten hierbei die Werte der Tabelle 9, Zeile 68. Für die Spannglieder darf die vorhandene Spannungsreserve bis zur zulässigen Spannstahlspannung nach Tabelle 9, Zeile 65, aber keine höhere Zusatzspannung als 240 N/mm2 angesetzt werden.

(5) Sind hinter einer Verankerung Betondruckspannungenσ vorhanden, so darf die sich daraus ergebende kleinste Druckkraft abgezogen werden:

D = 5 *A1 *σ (21)

15 Zulässige Spannungen

15.1 Allgemeines

(1) Die bei den Nachweisen nach den Abschnitten 9 bis 12 und 14 zulässigen Beton- und Stahlspannungen sind in Tabelle 9 angegeben. Zwischenwerte dürfen nicht eingeschaltet werden. In der Mittelfläche von Gurtplatten sind die Spannungen für mittigen Zug einzuhalten.

(2) Bei nachträglicher Ergänzung von vorgespannten Fertigteilen durch Ortbeton B 15 (siehe Abschnitte 3.1.1 und 12.7) beträgt die zulässige Randdruckspannung 6 N/mm2.

(3) Bei Brücken nach DIN 1072 und vergleichbaren Bauwerken gelten die zulässigen Betonzugspannungen von Tabelle 9, Zeilen 42, 43 und 44, nur, sofern im Bauzustand keine Zwangschnittgrößen infolge von Wärmewirkungen auftreten. Treten jedoch solche Zwangschnittgrößen auf, so sind die Zahlenwerte der Tabelle 9, Zeilen 42, 43 und 44, um 0,5 N/mm2 herabzusetzen.

15.2 Zulässige Spannung bei Teilflächenbelastung

Es gelten DIN 1045/07.88, Abschnitt 17.3.3, und für Brücken DIN 1075/04.81, Abschnitt 8.

15.3 Zulässige Druckspannungen in der vorgedrückten Druckzone

Der Rechenwert der Druckspannung, der den zulässigen Spannungen nach Tabelle 9, Zeilen 1 bis 4, gegenüberzustellen ist, beträgt

σ = 0,75σv +σq (22)

Hierin bedeuten:

σv Betondruckspannung aus Vorspannung
σq Betondruckspannung aus ungünstigster Lastzusammenstellung nach den Abschnitten 9.2.2 bis 9.2.7.

15.4 Zulässige Spannungen in Spanngliedern mit Dehnungsbehinderung (Reibung)

Bei Spanngliedern, deren Dehnung durch Reibung behindert ist, darf nach Tabelle 9, Zeile 66, die zulässige Spannung am Spannende erhöht werden, wenn die Bereiche der maximalen Momente hiervon nicht berührt werden und die Erhöhung auf solche Bereiche beschränkt bleibt, in denen der Einfluss der Verkehrslasten gering ist.

15.5 Zulässige Betonzugspannungen für die Beförderungszustände bei Fertigteilen

Die zulässigen Betonzugspannungen betragen das Zweifache der zulässigen Werte für den Bauzustand.

15.6 Querbiegezugspannungen in Querschnitten, die nach DIN 1045 bemessen werden

(1) In Querschnitten, die nach DIN 1045 bemessen werden (z.B. Stege oder Bodenplatten bei Querbiegebeanspruchung), dürfen die nach Zustand I ermittelten Querbiegezugspannungen die Werte der Tabelle 9, Zeile 45, nicht überschreiten. Bei Brücken wird dieser Nachweis nur für den Lastfall H verlangt.

(2) Außerdem dürfen für den Lastfall ständige Last plus Vorspannung die nach Zustand I ermittelten Querbiegezugspannungen die Werte der Tabelle 9, Zeile 37, nicht überschreiten.

15.7 Zulässige Stahlspannungen in Spanngliedern

(1) Beim Spannvorgang darf die Spannung im Spannstahl vorübergehend die Werte nach Tabelle 9, Zeile 64, erreichen; der kleinere Wert ist maßgebend.

(2) Nach dem Verankern der Spannglieder gelten die Werte der Tabelle 9, Zeilen 65 bzw. 66 (siehe auch Abschnitt 15.4).

(3) Bei Spannverfahren, für die in den Zulassungen eine Abminderung der Spannkraft vorgeschrieben ist, muss die gleiche prozentuale Abminderung sowohl beim Spannen als auch nach dem Verankern der Spannglieder berücksichtigt werden.

15.8 Gekrümmte Spannglieder

In aufgerollten oder gekrümmt verlegten, gespannten Spanngliedern dürfen die Randspannungen den Wertβ0,01 nicht überschreiten. Die Randspannungen für Litzen dürfen mit dem halben Nenndurchmesser ermittelt werden.

15.9 Nachweise bei nicht vorwiegend ruhender Belastung

15.9.1 Allgemeines

(1) Mit Ausnahme der in den Abschnitten 15.9.2 und 15.9.3 genannten Fälle sind Nachweise der Schwingbreite für Betonstahl und Spannstahl nicht erforderlich.

(2) Für die Verwendung von Betonstahlmatten gilt DIN 1045/ 07.88, Abschnitt 17.8; für die Schubsicherung bei Eisenbahnbrücken dürfen jedoch Betonstahlmatten nicht verwendet werden.

15.9.2 Endverankerungen mit Ankerkörpern und Kopplungen

(1) An Endverankerungen mit Ankerkörpern sowie an festen und beweglichen Kopplungen der Spannglieder ist der Nachweis zu führen, dass die Schwingbreite das 0,7fache des im Zulassungsbescheid für das Spannverfahren angegebenen Wertes der ertragenen Schwingbreite nicht überschreitet.

(2) Dieser Nachweis ist, sofern im Querschnitt Zugspannungen auftreten, nach Zustand II zu führen. Hierbei sind nur die durch häufige Lastwechsel verursachten Spannungsschwankungen zu berücksichtigen.

(3) In diesen Querschnitten ist auch die Schwingbreite im Betonstahl nachzuweisen. Die ermittelten Schwingbreiten dürfen die Werte von DIN 1045/07.88, Abschnitt 17.8; nicht überschreiten.

(4) Bei diesem Nachweis sind in Querschnitten mit festen oder beweglichen Kopplungen außer den ständigen Lasten und der Vorspannung nach Kriechen und Schwinden folgende Beanspruchungen als ständig wirkend zu berücksichtigen, soweit sie hinsichtlich der Spannungsschwankungen ungünstig wirken:

- Wahrscheinliche Baugrundbewegungen nach Abschnitt 9.2.6.
- Temperaturunterschiede nach Abschnitt 9.2.5. Bei Straßen- und Wegbrücken sind die Temperaturunterschiede nach DIN 1072/12.85, Tabelle 3, Spalten 4 bzw. 6, ohne Abminderung einzusetzen.
- Zusatzmoment (23)

Hierin bedeuten:

EI Biegesteifigkeit im Zustand I
d0 Querschnittsdicke des jeweils betrachteten Querschnitts

(5) ΔM nach Gleichung (23) ist ausschließlich bei diesem Nachweis zu berücksichtigen.

15.9.3 Endverankerung von Spanngliedern mit sofortigem Verbund

Es ist nachzuweisen, dass die Änderung der Spannung aus häufigen Lastwechseln (siehe Abschnitt 15.9.2) am Ende der Übertragungslänge bei gerippten und profilierten Drähten nicht größer als 70 N/mm2, bei Litzen nicht größer als 50 MN/m2 ist.

Tabelle 9. Zulässige Spannungen

Beton auf Druck infolge von Längskraft und Biegemoment im Gebrauchszustand
  1 2 3 4 5 6
  Querschnittsbereich Anwendungsbereich Zulässige Spannungen
N/mm2
B 25 B 35 B 45 B 55
1 Druckzone Mittiger Druck in Säulen und Druckgliedern 8 10 11,5 13
2 Randspannung bei Voll- (z.B. Rechteck-)
Querschnitt (einachsige Biegung)
11 14 17 19
3 Randspannung in Gurtplatten aufgelöster Querschnitten (z.B. Plattenbalken und Hohlkastenquerschnitte) 10 13 16 18
4 Eckspannungen bei zweiachsiger Biegung 12 15 18 20
5 vorgedrückte Zugzone Mittiger Druck 11 13 15 17
6 Randspannung bei Voll- (z.B. Rechteck-) Querschnitten (einachsige Biegung) 14 17 19 21
7 Randspannung in Gurtplatten aufgelöster Querschnitte (z.B. Plattenbalken und Hohlkastenquerschnitte) 13 16 18 20
8 Eckspannung bei zweiachsiger Biegung 15 18 20 22
Beton auf Zug infolge von Längskraft und Biegemoment im Gebrauchszustand

Allgemein (nicht bei Brücken)

  volle Vorspannung allgemein:        
9 Mittiger Zug 0 0 0 0
10 Randspannung 0 0 0 0
11 Eckspannung 0 0 0 0
  unter unwahrscheinlicher Häufung von Lastfällen:        
12 Mittiger Zug 0,6 0,8 0,9 1,0
13 Randspannung 1,6 2,0 2,2 2,4
14 Eckspannung 2,0 2,4 2,7 3,0
  Bauzustand:        
15 Mittiger Zug 0,3 0,4 0,4 0,5
16 Randspannung 0,8 1,0 1,1 1,2
17 Eckspannung 1,0 1,2 1,4 1,5
  beschränkte Vorspannung allgemein:        
18 Mittiger Zug 1,2 1,4 1,6 1,8
19 Randspannung 3,0 3,5 4,0 4,5
20 Eckspannung 3,5 4,0 4,5 5,0
  unter unwahrscheinlicher Häufung von Lastfällen:        
21 Mittiger Zug 1,6 2,0 2,2 2,4
22 Randspannung 4,0 4,4 5,0 5,6
23 Eckspannung 4,4 5,2 5,8 6,4
  Bauzustand:        
24 Mittiger Zug 0,8 1,0 1,1 1,2
25 Randspannung 2,0 2,2 2,5 2,8
26 Eckspannung 2,2 2,6 2,9 3,2
  volle Vorspannung unter Hauptlasten:        
27 Mittiger Zug 0 0 0 0
28 Randspannung 0 0 0 0
29 Eckspannung 0 0 0 0
  unter Haupt- und Zusatzlasten:        
30 Mittiger Zug 0,6 0,8 0,9 1,0
31 Randspannung 1,6 2,0 2,0 2,4
32 Eckspannung 2,0 2,4 2,7 3,0
  Bauzustand:        
33 Mittiger Zug 0,3 0,4 0,4 0,5
34 Randspannung 0,8 1,0 1,1 1,2
35 Eckspannung 1,0 1,2 1,4 1,5
  beschränkte Vorspannung unter Hauptlasten:        
36 Mittiger Zug 1,0 1,2 1,4 1,6
37 Randspannung 2,5 2,8 3,2 3,5
38 Eckspannung 2,8 3,2 3,6 4,0
  unter Haupt- und Zusatzlasten:        
39 Mittiger Zug 1,2 1,4 1,6 1,8
40 Randspannung 3,0 3,6 4,0 4,5
41 Eckspannung 3,5 4,0 4,5 5,0
  Bauzustand:        
42 Mittiger Zug1) 0,8 1,0 1,1 1,2
43 Randspannung1) 2,0 2,2 2,5 2,8
44 Eckspannung1) 2,2 2,6 2,9 3,2
Biegezugspannungen aus Quertragwirkung beim Nachweis nach Abschnitt 15.6
45     3,0 4,0 5,0 6,0
Beton auf Schub
Schiefe Hauptzugspannungen im Gebrauchszustand
46 volle Vorspannung Querkraft, Torsion 0,8 0,9 0,9 1,0
Querkraft plus Torsion in der Mittelfläche
47 Querkraft plus Torsion 1,0 1,2 1,4 1,5
48 beschränkte Vorspannung Querkraft, Torsion 1,8 2,2 2,6 3,0
Querkraft plus Torsion in der Mittelfläche
49 Querkraft plus Torsion 2,5 2,8 3,2 3,5
Schiefe Hauptzugspannungen bzw. Schubspannungen im rechnerischen Bruchzustand ohne Nachweis der Schubbewehrung (Zone a und Zone b)
50 Querkraft bei Balken 1,4 1,8 2,0 2,2
51 bei Platten2) (Querkraft senkrecht zur Platte) 0,8 1,0 1,2 1,4
52 Torsion bei Vollquerschnitten 1,4 1,8 2,0 2,2
53 in der Mittelfläche von Stegen und Gurten 0,8 1,0 1,2 1,4
54 Querkraft plus Torsion in der Mittelfläche von Stegen und Gurten 1,4 1,8 2,0 2,2
55 bei Vollquerschnitten 1,8 2,4 2,7 3,0
Grundwerte der Schubspannung im rechnerischen Bruchzustand in Zone b und in Zuggurten der Zone a
56 Querkraft bei Balken 5,5 7,0 8,0 9,0
57 bei Platten (Querkraft senkrecht zur Platte) 3,2 4,2 4,8 5,2
58 Torsion bei Vollquerschnitten 5,5 7,0 8,0 9,0
59 in der Mittelfläche von Stegen und Gurten 3,2 4,2 4,8 5,2
60 Querkraft plus Torsion in der Mittelfläche von Stegen und Gurten 5,5 7,0 8,0 9,0
61 bei Vollquerschnitten 5,5 7,0 8,0 9,0
Beton auf Schub

Schiefe Hauptdruckspannungen im rechnerischen Bruchzustand in Zone a und in Zone b

62 Querkraft, Torsion, Querkraft plus Torsion in Stegen 11 16 20 25
63 Querkraft, Torsion, Querkraft plus Torsion in Gurtplatten 15 21 27 33
Stahl auf Zug
Stahl der Spannglieder
  1 2
  Beanspruchung Zulässige Spannungen
64 vorübergehend, beim Spannen (siehe auch Abschnitte 9.3 und 15.7) 0,8βS bzw. 0,65βZ
65 im Gebrauchszustand 0,75βS bzw. 0,55βZ
66 im Gebrauchszustand bei Dehnungsbehinderung (siehe Abschnitt 15.4) 5 % mehr als nach Zeile 65
67 Randspannungen in Krümmungen (siehe auch Abschnitt 15.8) β0,01
Betonstahl
68 Zur Aufnahme der im Gebrauchszustand auftretenden Zugspannung BSt 420 S (III S) βS /1,75
BSt 500 S (IV S)
BSt 500 M (IV M)
69 Beim Nachweis zur Beschränkung der Rissbreite, zur Aufnahme der Zugkräfte bei Biegung im rechnerischen Bruchzustand und zur Bemessung der Schubbewehrung BSt 420 S (III S) βS
BSt 500 S (IV S)
BSt 500 M (IV M)
1) Abschnitt 15.1, (3), ist zu beachten.

2) Für dicke Platten (d > 30 cm) siehe Abschnitt 12.4.1


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Zitierte Normen und andere Unterlagen


DIN 1013 Teil 1 Stabstahl; Warmgewalzter Rundstahl für allgemeine Verwendung, Maße, zulässige Maß- und Formabweichungen
DIN 1045 Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausführung
DIN 1072 Straßen- und Wegbrücken; Lastannahmen
DIN 1075 Betonbrücken; Bemessung und Ausführung
DIN 1084 Teil 1 Überwachung (Güteüberwachung) im Beton- und Stahlbetonbau; Beton II auf Baustellen
DIN 1084 Teil 2 Überwachung (Güteüberwachung) im Beton- und Stahlbetonbau; Fertigteile
DIN 1084 Teil 3 Überwachung (Güteüberwachung) im Beton- und Stahlbetonbau; Transportbeton
Normen der Reihe
DIN 1164 Portland-, Eisenportland-, Hochofen- und Trasszement
DIN 4099 Schweißen von Betonstahl; Anforderungen und Prüfungen
DIN 4226 Teil 1 Zuschlag für Beton; Zuschlag mit dichtem Gefüge, Begriffe, Bezeichnung und Anforderungen
DIN 4227 Teil 2 Spannbeton; Bauteile mit teilweiser Vorspannung
DIN 4227 Teil 5 Spannbeton; Einpressen von Zementmörtel in Spannkanäle
DIN 4227 Teil 6 Spannbeton; Bauteile mit Vorspannung ohne Verbund
DIN 17 100 Allgemeine Baustähle; Gütenorm
DIN 18 553 Hüllrohre aus Bandstahl für Spannglieder; Anforderungen, Prüfungen
DAfStb-Heft 320 Richtlinien für die Bemessung und Ausführung von Stahlverbundträgern (vorläufiger Ersatz für DIN 1078 und DIN 4239).

Mitteilungen des Instituts für Bautechnik, Berlin


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Weitere Normen


DIN 488 Teil 1 Betonstahl; Sorten, Eigenschaften, Kennzeichen
DIN 488 Teil 3 Betonstahl; Betonstabstahl, Prüfungen
DIN 488 Teil 4 Betonstahl; Betonstahlmatten und Bewehrungsdraht, Aufbau, Maße und Gewichte
DIN 1055 Teil 1 Lastannahmen für Bauten; Lagerstoffe, Baustoffe und Bauteile, Eigenlasten und Reibungswinkel
DIN 1055 Teil 2 Lastannahmen für Bauten; Bodenkenngrößen, Wichte, Reibungswinkel, Kohäsion, Wandreibungswinkel
DIN 1055 Teil 3 Lastannahmen für Bauten; Verkehrslasten
DIN 1055 Teil 4 Lastannahmen für Bauten; Verkehrslasten; Windlasten bei nicht schwingungsanfälligen Bauwerken
DIN 1055 Teil 5 Lastannahmen für Bauten; Verkehrslasten; Schneelast und Eislast
DIN 1055 Teil 6 Lastannahmen für Bauten; Lasten in Silozellen
DIN 4102 Teil 1 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Baustoffe, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen
DIN 4102 Teil 2 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Bauteile, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen
DIN 4102 Teil 3 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Brandwände und nichttragende Außenwände, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen
DIN 4102 Teil 4 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile
DIN 4102 Teil 5 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Feuerschutzabschlüsse, Abschlüsse in Fahrschachtwänden und gegen Feuerwiderstandsfähige Verglasungen, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen
DIN 4102 Teil 6 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Lüftungsleitungen, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen
DIN 4102 Teil 7 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Bedachungen, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen
DIN 4226 Teil 2 Zuschlag für Beton; Zuschlag mit porigem Gefüge (Leichtzuschlag), Begriffe, Bezeichnung und Anforderungen
DIN 4226 Teil 3 Zuschlag für Beton; Prüfung von Zuschlag mit dichtem oder porigem Gefüge


Frühere Ausgaben

DIN 4227: 10.53x; DIN 4227 Teil 1: 12.79

Änderungen

Gegenüber der Ausgabe Dezember 1979 wurden folgende Änderungen vorgenommen:

  1. Erweiterung der Regelungen für den Einbau von Hüllrohren.
  2. Erhöhung der Mindestbewehrung bei Brücken und vergleichbaren Bauwerken.
  3. Konstruktive Regelungen für die Längsbewehrung von Balkenstegen.
  4. Nachweis für die Gebrauchsfähigkeit vorgespannter Konstruktionen (Beschränkung der Rissbreite).
  5. Angleichung an DIN 1072 hinsichtlich Zwangbeanspruchung, insbesonders aus Wärmewirkung.

Allgemeine redaktionelle Anpassungen an die zwischenzeitliche Normenfortschreibung.

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Internationale Patentklassifikation


C 04 B 28/04

E 04 8 1/22

E 04 C 5/08

E 01 D 7/02

E 04 G 21/12

G 01 L 5/00

G 01 N 3/00

G 01 N 33/38

ENDE

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