Zur Ermittlung von Zwangschnittgrößen in einachsig gespannten Hochbaudecken - Ein Näherungsverfahren zur Ermittlung der Zwanglängskraft infolge Schwinden

Stahlbetonhochbaudecken sind im Regelfall einer kombinierten Beanspruchung aus Last und Zwang unterworfen. Die hierbei für die Bemessung erforderliche Größe der Zwangkraft kann angesichts ihrer direkten Verknüpfung mit der Steifigkeit nur mithilfe von physikalisch nichtlinearen Berechnungen mit befriedigender Genauigkeit abgeschätzt werden. Für Tragwerksplaner wäre ein solches Vorgehen jedoch mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand verbunden. In der Praxis ist es daher üblich, an jeder Stelle eines Bauteils den größeren derjenigen Bewehrungsquerschnitte einzulegen, die sich aus Last oder aus Zwang ergeben. Die zur Aufnahme des Zwangs erforderliche Bewehrung wird hierbei basierend auf der Erstrisskraft des jeweiligen Querschnitts gewählt. Dieses Vorgehen ist aber in vielen Fällen unwirtschaftlich und kann auch auf der unsicheren Seite liegen. Im Rahmen des Forschungsprojekts “Ressourcenschonende Reduktion von Bewehrungsstahl in Hochbaudecken” wurde ein Näherungsverfahren erarbeitet, welches eine wirklichkeitsnahe Abschätzung der Zwanglängskraft infolge einer behinderten Schwindverformung erlaubt. Im vorliegenden Beitrag wird das Näherungsverfahren vorgestellt sowie dessen Anwendung anhand von zwei Beispielen erläutert.

Restraint forces in one-way reinforced concrete slabs - An approximate method for the calculation of the restraint forces due to shrinkage
Reinforced concrete slabs are usually subject to a combined action of loads and restrained shrinkage. The relevant restraint forces required for the design however depend on the stiffness and therefore on the formation of cracks in the individual parts of the structure. In order to obtain a realistic estimate of the restraint forces it is necessary to use nonlinear analyses. In practice however it is unacceptable for the designers to perform such time-consuming calculations. It is rather common instead to calculate the required amount of reinforcement for the applied loads and for the restraint forces separately and to apply the larger of both in every spot of the slab. This method often leads to unnecessary large amounts of reinforcement and can still be unsafe concerning the limitation of the crack widths. As part of the research project “Resource-efficient reduction of reinforcement in reinforced concrete slabs” an approximate method was developed which allows for an economical and yet safe estimate of the restraint forces in one-way reinforced concrete slabs. The approximate method is provided in this article and its use is explained by means of two examples.