Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite unter Berücksichtigung des tatsächlichen Bauteilverhaltens - Teil 2: Anwendung für Wände auf Fundamenten und Abgrenzung zum Risskraftnachweis nach EC2

In der Praxis wird für die Ermittlung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite oftmals der zentrische Zwang im frühen Betonalter zugrunde gelegt. Aus mechanischer Sicht kann diese Vorgehensweise nur als eine pragmatische Lösung angesehen werden, da hierbei die maßgebenden Faktoren, wie die zeitliche Entwicklung der Materialeigenschaften und die damit einhergehenden bauteiltypischen Verformungseinwirkungen sowie deren Behinderungssituation, nicht berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann gezeigt werden, dass die Mindestbewehrung für den zentrischen Zwang im frühen Betonalter nicht immer auf der sicheren Seite liegt. Schäden, insbesondere in der Form von wasserführenden Rissen bei WU-Konstruktionen, sind deshalb keine Seltenheit.
Die Schwächen des empirisch modifizierten Nachweises auf Grundlage der Rissschnittgröße wurden detailliert in [1] aufgezeigt und in [2] wurde bereits ein Konzept für die Festlegung der Mindestbewehrung auf Grundlage der Verformungskompatibilität vorgestellt. In einem dem vorliegenden Beitrag vorangegangenen ersten Teil [3] wurde bereits ein allgemeines Modell zur verformungsbasierten Ermittlung der Mindestbewehrung und dessen Anwendung für Bodenplatten präsentiert. Im vorliegenden zweiten Teil wird die Anwendung für den klassischen Fall “Wand auf Fundament” gezeigt und die Leistungsfähigkeit des vorgeschlagenen Modells durch einen direkten Vergleich mit Ergebnissen einer risskraftbasierten Bemessung gemäß heutiger Bemessungsstandards demonstriert.
Insgesamt lässt sich die Empirie bei der Bestimmung der Mindestbewehrung mit der verformungsbasierten Methode deutlich abschwächen, da hierbei stets Verträglichkeit entlang des gesamten Bauteils nachgewiesen wird. Im Gegensatz dazu wird bei der risskraftbasierten Bemessung gemäß EC2 [4] nur das Kräftegleichgewicht im Querschnitt betrachtet.

Minimum reinforcement for crack width control considering the real member behaviour
It is standard practice to determine the minimum reinforcement for crack width control on base of centric restraint due to concrete hardening. Although this concept gives straightforward results, it can only be seen as a pragmatic solution which is generally not on the safe side. In detail, this simplification neglects the deformation compatibility and considers therefore not the real member behaviour. As a result of this, structural damage - especially in form of leakage in watertight constructions - often occurs.
A detailed presentation of the weakness of this empirically modified cracking force approach can be found in [1]. However, the mechanically consistent determination of the minimum reinforcement for crack width control can be achieved by considering the deformation compatibility of the restrained member, see [2].
The previous first part of this contribution [3] presented the general application of the deformation-based design concept and its particular application in case of “ground slabs”. The following second part presents the particular application in case of “walls on foundations” as well as a direct comparison with results from a cracking force-based minimum reinforcement design according to current design standards.
Altogether, the introduced approach reduces the empiricism of minimum reinforcement design significantly. The main reason is the verification of deformation compatibility along the member length. In contrast, however, the cracking force-based minimum reinforcement design according to EC2 [4] solely verifies the equilibrium in a cross section.