Proposal for a more mechanically consistent determination of the minimum reinforcement for crack control

Der gängige Bemessungsansatz für die Mindestbewehrung zur Rissbreitenbegrenzung infolge von Zwang basiert auf der Risskraft des Querschnitts. Es wird zwischen zentrischem Zwang, Biegezwang, einer Kombination aus zentrischem und Biegezwang sowie Biegezwang mit Drucknormalkraft unterschieden. Um wirtschaftliche Ergebnisse zu erzielen, werden mehrere Reduktionsfaktoren für Eigenspannungen, Rissbildung im jungen Betonalter und den Wirkungsbereich der Bewehrung angewendet. Obwohl dieser in EN 1992‐1‐1:2015 definierte und in DIN EN 1992‐1‐1/NA sowie ÖNORM B 1992‐1‐1 weiter spezifizierte Ansatz unkompliziert ist, stellen die Reduktionen der Zugfestigkeit eher pragmatische als mechanisch konsistente Annahmen dar. Der neue Vorschlag in EN 1992‐1‐1:2023 sieht weiterhin eine Reduktion der Zugfestigkeit zur Erreichung wirtschaftlicher Bewehrungsmengen vor. Daher wird in diesem Beitrag ein alternatives Bemessungskonzept vorgeschlagen, das die vertraute Struktur des etablierten Modells nach EN 1992‐1‐1:2015 beibehält, das realistische Bauteilverhalten unter Zwangbeanspruchung jedoch mechanisch konsistenter abbildet und gleichzeitig problematische Annahmen zur Zugfestigkeit vermeidet.

The common design approach for minimum reinforcement for crack control is based on the cracking force of the cross‐section. A distinction is made between centric restraint, bending restraint, a combination of centric restraint and bending restraint, and bending restraint with normal compressive force. To obtain economical results, several reduction factors are applied for eigenstresses, early‐age cracking, and the effective concrete area. Although this method as defined in EN 1992‐1‐1:2015 and further specified in DIN EN 1992‐1‐1/NA and ÖNORM B 1992‐1‐1, is straightforward, its reductions in tensile strength represent pragmatic rather than mechanically consistent assumptions. The new proposal in EN 1992‐1‐1:2023 continues to rely on a reduction of the tensile strength in order to achieve economical reinforcement quantities. Therefore, this paper proposes an alternative design concept that preserves the familiar structure of the established model of EN 1992‐1‐1:2015 while representing restrained cracking behavior in a more consistent mechanical manner while avoiding problematic assumptions for the tensile strength.