0040-D-DBV-AK Software-Einfluss von Kriechen bei der Bemessung schlanker Schleuderbeton-Pendelstützen nach dem allgemeinen Verfahren

Das Verifizierungsbeispiel behandelt die Bemessung einer schlanken Pendelstütze aus Schleuderbeton (s. Zulassung Z-15.13-343 [1]) nach dem allgemeinen Verfahren gemäß DIN EN 1992-1-1/NA:2011-01 Abschnitt 5.8.6. Zusätzlich zu der geometrischen Nichtlinearität des Systems nach Theorie II. Ordnung sind geeignete Spannungs-Dehnungs-Linien mit Kriechauswirkungen für Beton und Stahl in der Bemessung zu berücksichtigen (s. Beispiele [2, S. 29-35] und [3]).

Kriechauswirkungen können gemäß DIN EN 1992-1-1 5.8.6 (3) über den Ansatz einer Formänderung bzw. Vorverformung infolge Kriechens, z.B. mit dem Mehrstufenmodell nach Westerberg (s. [4] und [5]), oder gemäß 5.8.6 (4) über eine modifizierte Spannungs-Dehnungs-Linie, in der alle Dehnungswerte des Betons mit dem Faktor (1+ \varphi_ef; \varphi_ef = effektive Kriechzahl) multipliziert werden, berücksichtigt werden.

Das Ziel dieses Beispiels besteht darin, den Einfluss der beiden Kriechansätze auf die Bemessung der Schleuderbetonstütze zu untersuchen und zu erläutern. 

Für die Ermittlung der Tragfähigkeit des Systems werden gemäß DIN EN 1992-1-1 NDP zu 5.8.6 (3) Spannungs-Dehnungs-Linien verwendet, die auf Bemessungswerte basieren: f_cd (=f_cm/ γ_C) für die Betondruckfestigkeit und E_cd (=E_cm/ γ_CE) für das Elastizitätsmodul. Die Anwendung von Materialsicherheitsbeiwerten in der Spannungs-Dehnungs-Linie zur Ermittlung der Kriechvorverformung unter einer Lastkombination in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit führt häufig zu Diskussionen über eine mögliche Redundanz des Sicherheitskonzepts, da bei der Bemessung der Stütze in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit ohnehin Materialsicherheitsbeiwerte angesetzt werden. Um die Auswirkung der Materialsicherheitsbeiwerte auf die Kriechvorverformung und damit auf die Bemessung der Schleuderbetonstütze zu erfassen, werden in diesem Beispiel Spannungs-Dehnungs-Linien mit und ohne Materialsicherheitsbeiwerte verwendet.

Die Querschnittstragfähigkeit wird mit dem Teilsicherkeitsfaktor γ_C = 1,5 nachgewiesen. Eine Verminderung des Teilsicherheitsbeiwerts mit γ_C,red4 = 1,35 gemäß NPD zu A.2.3 (1) für Fertigteile wird in diesem Beispiel nicht berücksichtigt. Zu beachten ist, dass der verminderte Teilsicherheitsbeiwert γ_C,red4 von 1,35 gemäß NPD zu A.2.3 (1) nur bei Fertigteilen mit einer werkmäßigen und ständig überwachten Herstellung mit Überprüfung der Betonfestigkeit an jedem Bauteil angesetzt werden darf. Die in diesem Fall notwendigen Maßnahmen sind durch den Hersteller in Abstimmung mit der zuständigen Überwachungsstelle festzulegen und zu dokumentieren. 

Aufgrund der hohen resultierenden Bewehrungsgrade und der hohen Betonfestigkeit der Stütze erfolgt die Bemessung mit den Nettoquerschnittswerten (s. Zilch/Zehetmaier [6]). 

Systemgrafik: