Verbundlose interne Vorspannung von weitgespannten Plattentragwerken im Hochbau

Abstract

Um den Ansprüchen der Robustheit und der Zeit-und Kostenoptimierung auch im Hochbau Rechnung zu tragen, wurde die verbundlose interne Vorspannung dahingehend vereinfacht, dass der Einbau der Spannglieder mit geringstmöglichem Arbeitsaufwand ermöglicht wird. Dazu wurde die freie Spanngliedlage entwickelt, bei welcher lediglich eine Randanhebung (Auflagerbereich) und eine oder mehrere Mittenanhebungen (Stützenbe-reich) notwendig sind. Die Umlenkkräfte werden vor allem zur Begrenzung der Durchbiegungen und erst in zweiter Linie zur Rissbreitenbeschränkung und zur Herstellung der Tragsicherheit herangezogen. In diesem Aufsatz werden neben theoretischen Überlegungen auch zwei innovative Anwendungsbeispiele gezeigt. Durch Überlegung der Abtragungsmechanismen und mittels dreidimensionaler FE-Berechnungen konnte auch die Interaktion zwischen Tragwerk und Untergrund einbezogen werden. Internal unbounded Posttensioning in Wide Span Slabs for Building ConstructionsIn order to comply with the needs of robustness and economy to be considered in design and construction, the internal, unbounded posttensioning has been optimized, in a way to install the cables with the minimum necessary amount of work. For this purpose a free system of posttensioning cables has been adopted, in which border uplift forces (in correspondence of the supports) and single or multiple midspan uplift forces are necessary. The deviation forces helps to limit the deflections and cracks. In this paper after some theoretical reflections two innovative practical applications are presented. On the basis of the mechanics of the load bearing behaviour and with three dimensional finite element calculations also the soil-structure interaction have been taken into account. Vorspannung von weitgespannten PlattentragwerkenWeitgespannte Plattentragwerke bieten neue Möglichkei-ten der räumlichen Gestaltung für Dächer, Decken und Fundamentplatten. Die Plattentragwerke sind entscheidende Konstruktionselemente im Hochbau, da sie etwa 50-70 % der Rohbaukosten verursachen. Vergleicht man die Rohbaukosten der verschiedenen Deckensysteme untereinander, so weichen einachsig gespannte Platten mit Unterzügen und vorgespannte Platten nach Hegger um weniger als 10 % voneinander ab [1]. Die häufigsten Anwendungsfälle der Spannweiten liegen zwischen 7 und 12 m, während die Nutzlasten zwischen 3,5 und 10 kN/m 2 variieren. In einigen europäischen Ländern ist der Anteil von vorgespannten Platten über 50 % (beispielsweise in Italien), während in Österreich und Deutschland sich dieser Prozentsatz bei 30 % bewegt. In den Niederlanden werden mehr als 50 % der Deckenflächen als vorgespannte Decken ausgeführt, wobei größtenteils Spannbetonhohlplatten und Elementdecken zur Ausführung kommen.Die verbundlos vorgespannten Deckenplatten wurden in den vergangenen 20 Jahren vermehrt angewandt; deren Anteil kann in Deutschland, Italien, Niederlande, Öster-reich und Schweiz mit etwa 30 % abgeschätzt werden.Entscheidend bei der Bemessung und der konstruktiven Durchbildung dieser Flächentragwerke ist...

Vordimensionierung von vorgespannten Flachdecken

“…Dieses praxisorientierte Ziel verfolgt auch die Entwicklung der freien Spanngliedlage. Hinweise zu deren Verlauf sowie die Einflüsse auf die Abweichungen der Geometrie finden sich in . In der Regel kann jeder der drei genannten geometrischen Verläufe abschnittsweise mit einer Formel beschrieben werden.…”

Auswirkung von Lageabweichungen bei der Verwendung der freien Spanngliedlage – Ansatz der Vorspannkräfte im GZT

“…Beispielhaft sind hier der Verwaltungsneubau der Landeskreditbank in Stuttgart oder das Parkhaus der Allianz Arena in München zu nennen. Im europäischen Ausland, wie beispielsweise in den Niederlanden und in Italien [1], sind vorgespannte Massivdecken wesentlich weiter verbreitet. Außerhalb Europas, insbesondere in den USA, in Südostasien, in Australien sowie in Chile, wird die Spannbetonbauweise sogar primär im Hochbau eingesetzt [2], vorgespannte Flachdecken sind dort die “Regelbauweise”.…”

“…Außerhalb Europas, insbesondere in den USA, in Südostasien, in Australien sowie in Chile, wird die Spannbetonbauweise sogar primär im Hochbau eingesetzt [2], vorgespannte Flachdecken sind dort die “Regelbauweise”. Ursächlich für die geringe Verbreitung in Deutschland ist vor allem ein erhöhter Aufwand für die Planung und Ausführung [1], teilweise auch die mangelnde Erfahrung der Planenden beim Einsatz von Vorspannung im Hochbau. So ist für die Dimensionierung eines vorgespannten Tragwerks gegenüber einem schlaff bewehrten Bauteil grundsätzlich ein Mehraufwand in Kauf zu nehmen [3].…”

“…Maßgebende Kriterien zur Auslegung der Vorspannung ergeben sich im Regelfall vor allem aus der Begrenzung von Langzeitverformungen. Wirtschaftliche Vorspanngrade κ (Verhältnis der Spannung aus Vorspannung zur Spannung aus Eigengewicht‐ und Verkehrslasten im Beton an der vorgedrückten Zugzone im Zustand I) der Stützstreifen liegen zwischen 0,4 und 0,6 im Gebrauchszustand [1, 6]. Die Berechnung der Schnittgrößen aus Vorspannung erfolgt üblicherweise durch den Ansatz der Umlenk‐ und Verankerungskräfte als äußere Einwirkungen auf das System.…”