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E-Book

Stahlfaserbeton

Grundlagen und Praxisanwendung

AutorBernhard Wietek
VerlagVieweg+Teubner (GWV)
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl269 Seiten
ISBN9783834893925
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis49,44 EUR
Der Verbundbaustoff Stahlfaserbeton ist die jüngste Kombination zwischen Beton und Stahl im konstruktiven Ingenieurbau. Nachdem Stahlbeton und Spannbeton in der Praxis bereits verstärkt eingesetzt werden, hat jetzt auch der Stahlfaserbeton eine anwendungsreiche Zukunft vor sich. Der Autor erklärt in seinem Buch die wichtigen Eigenschaften der Stahlfaserbeton-Einzelteile und deren Zusammensetzung. Der Inhalt wurde für die zweite Auflage aktualisiert und in Darstellung und praktischer Anwendung mit zahlreichen Beispielen weiter vereinfacht. Damit ist das Buch für den Leser noch verständlicher aufbereitet.

Der Inhalt
Einleitung - Zeichendefinition - Baustoff - Verarbeitung - Materialkennwerte - Bemessungsverfahren - Bemessungstheorie - Bemessungsanwendung - Beilagen - Berechnung mit Tabellenkalkulation - Anhang

Die Zielgruppe
Bauingenieure in der Praxis

Der Autor
Prof. Dipl.-Ing. Bernhard Wietek ist an der HTL Innsbruck tätig.

Prof. Dipl.-Ing. Bernhard Wietek ist an der HTL Innsbruck tätig.

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Leseprobe
1 Einleitung (S. 1)

Beschäftigt man sich mit einem Baustoff und setzt ihn in der Praxis bei einem Bauwerk ein, so ist es interessant und auch notwendig zu wissen, wie der Baustoff entstanden ist, wie er sich im Umfeld verhält und auch wie er von der Fachwelt bewertet wird und somit auch eine allgemeine Anerkennung findet. In den folgenden Passagen sollen diese allgemein nützlichen Wissensteile angesprochen werden.

1.1 Geschichtliches

Meist wird in diesem Bereich dem Leser mit Jahreszahlen und Er.ndern die erste Lust am Weiterlesen vermiest, hier soll auf eine andere Art dieses Kapitel abgehandelt werden, das möglicherweise so manchen auch zum Nachdenken bringt. Einleitend soll hier ein über 2.000 Jahre altes Vorwort wiederholt werden, das an Aktualität nichts verloren hat, sondern eher noch mehr in der heutigen Zeit gilt:

1.1.1 Vorwort aus Vitruv – De Architectura 27 v. Chr.

VITRUV (Marcus Vitruvius Pollio)

Römischer Architekturtheoretiker des 1. Jahrhunderts vor Christi, Verfasser des auf eigenen Erfahrungen als Baumeister (Tempel in Fanum – Fano) und auf intensivem Studium griechischer Quellen beruhenden zehnbändigen Werks (Marcus Vitruvius Pollio)

Berümte Sportler, die Olympia, an den Pythen, Istmien und Nemeen Siege errungen hatten, haben die Vorfahren der Griechen mit so hohen, ehrenvollen Auszeichnungen bedacht, dass sie nicht nur in der Festversammlung mit Siegespalme und Siegeskranz stehend Ruhm ernten, sondern auch, wenn sie siegreich in ihre Stadt zurückkehren, im Triumpfzug auf einem Viergespann in ihre Heimatstadt und zu ihrem Vaterhaus gefahren werden und in den Genuss eines von der Bürgerschaft beschlossenen lebenslangen Ehrensoldes kommen.

Wenn ich dies also bedachte, muss ich mich wundern, warum die gleichen ehrenvollen Auszeichnungen und sogar noch größere nicht auch den Schriftstellern zuteil geworden sind, die aller Welt für alle Ewigkeit unendliche, gute Dienste leisteten.

Es wäre nämlich würdiger gewesen, diese Einrichtung zu treffen, weil die Sportler durch Training ihre eigenen Körper stählen, die Schriftsteller aber nicht nur ihren eigenen Geist, sondern das allgemeine Geistesleben bereichern, da sie durch ihre Bücher Lehren bereithalten, damit man durch sie Kenntnisse erwirbt und den Geist schärft. Was nützen nämlich Milon aus Kreton, weil er unbesiegbar geblieben ist, oder die übrigen, die auf demselben Gebiet Sieger waren, den Menschen?

Nur zu ihren Lebzeiten genossen sie unter ihren eigenen Mitbürgern Wertschätzung. Die auf das tägliche Leben bezüglichen Lehren des Pythagoras aber auch des Demokrit, des Platon, des Aristoteles und der übrigen Philosophen, die mit unermüdlichem Fleiß gepflegt, bringen nicht nur ihren Mitbürgern, sondern auch der ganzen Menschheit frische und lieblich duftende Früchte hervor.

Diejenigen, die sich von frühester Jugend an aus diesen Schriften mit einem Übermaß gelehrten Wissens erfüllen, haben die besten, klugen Gedanken und werden in ihren Gemeinden zu den Schöpfern menschlich-sittlichen Verhaltens, der Rechtsgleichheit, der Gesetze, ohne die kein Staat sicher bestehen kann.

Da also von den weisen Schriftstellern den Menschen sowohl im privaten wie im öffentlichen Leben so bedeutungsvolle Gaben geschenkt sind, muss man ihnen nach meiner Meinung nicht nur Palmen und Kränze verleihen, es müssten ihnen sogar Triumphe beschlossen werden, und sie müssten für würdig befunden werden, dass man ihnen einen Platz unter den Göttern anweise. Wie sich die Zeiten doch nicht ändern! Nehmen wir heute jeden beliebigen Supersportler her und vergleichen ihn mit Mitterhofer oder auch Madersperger – was, Sie kennen diese Herren nicht? Mitterhofer (1822–1893): Er.nder der Schreibmaschine, starb verarmt – was würden wir heute ohne Schreibmaschine als Vorgänger der heutigen Computer machen? Madersperger (1786–1850), Erfinder der Nähmaschine, starb verarmt – was wären unsere Kleider ohne Nähmaschine?

Diese Abschweifung soll etwas zum Nachdenken anregen und die Dinge in unserer raschlebigen Zeit doch etwas zurechtrücken. In der Öffentlichkeit wird nicht immer das Wesentliche erkannt. Wir sind aufgerufen, dazu ein wenig für einen Ausgleich beizutragen. Nun aber wieder zurück zu unserem Thema: Das Bauwesen ist seit dem ersten Bauwerk eine Fachrichtung im menschlichen Handeln, das seit jeher immer schon allwissende Pfuscher hatte, die Schäden produzierten und so sich selbst ihr Denkmal setzten.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort zur 2. Auflage5
Vorwort zur 1. Auflage6
Dank des Autors7
Inhaltsverzeichnis8
1 Einleitung13
1.1 Geschichtliches13
1.1.1 Vorwort aus Vitruv – De Architectura 27 v. Chr.13
1.1.2 Seit wann gibt es Beton?14
1.1.3 Seit wann gibt es Stahlbeton?15
1.1.4 Seit wann gibt es Stahlfaserbeton?15
1.2 Umweltverträglichkeit16
1.3 Korrosion der Stahlfasern17
1.4 Normen und Richtlinien18
1.4.1 Normen18
1.4.2 Richtlinien19
2 Zeichendefinition20
Kräfte und Momente sowie Faserrichtungen mit Großbuchstaben20
Spannungen mit griechischen Kleinbuchstaben20
Längen mit Kleinbuchstaben21
Flächen in Großbuchstaben bzw. Kleinbuchstaben21
Materialspannungen mit indizierten Kleinbuchstaben22
Winkel mit griechischen Kleinbuchstaben22
Faktoren mit indizierten Kleinbuchstaben22
Verhältnisse bzw. Sicherheiten mit griechischen Kleinbuchstaben23
3 Baustoff24
3.1 Beton24
3.1.1 Betonarten24
3.1.2 Betonklassen25
3.2 Zement26
3.3 Gesteinskörnungen (Zuschlag)28
3.4 Wasser30
3.5 Betonzusätze30
3.5.1 Betonzusatzstoffe30
3.5.2 Betonzusatzmittel30
3.6 Betoneigenschaften31
3.6.1 Betonarten31
3.6.2 Einwirkungen auf den Beton32
3.6.3 Konsistenz34
3.6.4 Kurzbezeichnungen34
3.7 Stahlfasern35
3.7.1 Hakenform37
3.7.2 Wellenform37
3.7.3 Gestauchte Form37
3.7.4 Zugfestigkeit38
3.8 Bewehrungsstahl38
3.9 Spannstahl39
4 Verarbeitung41
4.1 Übliche Betonsorten41
4.2 Zusatzstoffe für Pumpbeton41
4.3 Übliche Dosierungen41
4.4 Zugabe der Stahlfasern42
4.5 Mischvorgang43
4.6 Igelbildung44
4.7 Einbauen von Stahlfaserbeton45
4.8 Besonderheiten für Stahlfaserspritzbeton49
5 Materialkennwerte53
5.1 Betoneigenschaften53
5.2 Stahlfasern58
5.3 Abbindevorgang59
5.4 Verbundwirkung der Stahlfaser62
5.4.1 Ausgangssituation63
5.4.2 Versuchsanordnung64
5.4.2.1 Einfacher Biegebalken64
5.4.2.2 Einfacher Biegebalken mit Kerbe65
5.4.2.3 Standardbiegebalken67
5.4.3 Versuchsablauf69
5.4.4 Auswertung der Messdaten71
5.4.5 Ergebnisse der Versuchsreihen77
5.4.6 Ermittlung der Faserkennwerte78
5.4.7 Materialkennwerte Stahlfaserbeton80
6 Bemessung83
6.1 Bemessungsverfahren83
6.1.1 Gebrauchslastverfahren84
6.1.2 Traglastverfahren84
6.1.3 Bemessung mit Teilsicherheitsfaktoren85
6.2 Zuverlässigkeitskonzepte86
6.2.1 Deterministisches Zuverlässigkeitsprinzip86
6.2.2 Probabilistisches Zuverlässigkeitsprinzip87
6.2.3 Semiprobabilistisches Zuverlässigkeitsprinzip87
6.2.3.1 Nachweis der Tragsicherheit87
6.2.3.2 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit88
7 Bemessungstheorie89
7.1 Bemessung für Materialwahl – Dosierung89
7.1.1 Biegung89
7.1.1.1 Zustand 189
7.1.1.2 Zustand 1–291
7.1.1.3 Zustand 292
7.1.2 Biegung mit Längskraft94
7.1.2.1 Kleine Ausmitte94
7.1.2.2 Mittlere Ausmitte95
7.1.2.3 Große Ausmitte97
7.1.3 Druckstäbe98
7.1.4 Schubnachweis100
7.1.5 Ausbruch eines Auflagers102
7.2 Bemessung für Querschnittswahl – Höhe105
7.2.1 Biegung105
7.2.2 Biegung mit Längskraft106
7.2.2.1 Kleine Ausmitte107
7.2.2.2 Mittlere Ausmitte108
7.2.3 Druckstäbe109
7.2.4 Schubnachweis111
7.2.5 Ausbruch eines Auflagers114
8 Bemessungsanwendung115
8.1 Bemessung für Materialwahl – Dosierung115
8.1.1 Allgemeines115
8.1.2 Biegung116
8.1.2.1 Platten und Decken116
8.1.2.2 Träger121
8.1.3 Biegung mit Längskraft125
8.1.3.1 Kellerwände125
8.1.3.2 Wandscheibe mit Biegung127
8.1.3.3 Stütze mit Biegung129
8.1.4 Druckstäbe133
8.1.5 Querkraft135
8.1.5.1 Querkraft bei Träger135
8.1.5.2 Durchstanzen eines Auflagers137
8.1.6 Ausbruch eines Auflagers140
8.1.6.1 Auflager bei Träger140
8.1.6.2 Auflager bei Platte142
8.2 Bemessung für Querschnittswahl – Höhe146
8.2.1 Allgemeines146
8.2.2 Biegung146
8.2.3 Biegung mit Längskraft150
8.2.4 Druckstäbe153
8.2.5 Querkraft155
8.2.6 Ausbruch eines Au.agers157
9 Beilagen160
9.1 Mohr-Coulomb Beziehungen160
9.1.1 Eindimensionale Beanspruchung160
9.1.2 Dreidimensionale Beanspruchung165
9.2 Materialkennwerte174
9.2.1 Faser FE 65/35 von ArcelorMittal176
9.2.2 Faser HE 55/35 von ArcelorMittal183
9.3 Bemessungsdiagramme für Platten190
9.3.1 Fasern von Arcelor-Mittal191
9.3.2 Fasern von Krampe-Harex197
10 Berechnung mit Tabellenkalkulation198
10.1 Bemessung für Materialwahl – Dosierung200
10.1.1 Biegebemessung200
10.1.1.1 Dateneingabe200
10.1.1.2 Berechnung in Einzelschritten202
10.1.1.3 Berechnungsergebnis211
10.1.2 Biegung mit Druckkraft214
10.1.2.1 Dateneingabe214
10.1.2.2 Berechnung in Einzelschritten216
10.1.2.3 Berechnungsergebnis219
10.1.3 Knicken221
10.1.3.1 Dateneingabe221
10.1.3.2 Berechnung in Einzelschritten224
10.1.3.3 Berechnungsergebnis226
10.1.4 Schubbemessung228
10.1.4.1 Dateneingabe228
10.1.4.2 Berechnung in Einzelschritten231
10.1.4.3 Berechnungsergebnis232
10.2 Bemessung für Querschnittswahl – Höhe234
10.2.1 Biegebemessung234
10.2.1.1 Dateneingabe234
10.2.1.2 Berechnung in Einzelschritten237
10.2.1.3 Berechnungsergebnis239
10.2.2 Biegung mit Druckkraft240
10.2.2.1 Dateneingabe240
10.2.2.2 Berechnung in Einzelschritten243
10.2.2.3 Berechnungsergebnis245
10.2.3 Reine Druckbelastung – Knicken246
10.2.3.1 Dateneingabe246
10.2.3.2 Berechnung in Einzelschritten249
10.2.3.3 Berechnungsergebnis251
10.2.4 Schub – Durchstanzen252
10.2.4.1 Dateneingabe252
10.2.4.2 Berechnung in Einzelschritten255
10.2.4.3 Berechnungsergebnis257
Anhang258
Tabellenverzeichnis259
Abbildungsverzeichnis260
Literaturverzeichnis268
Sachverzeichnis269

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