Vorwort zur 2. Auflage | 5 |
Vorwort zur 1. Auflage | 6 |
Dank des Autors | 7 |
Inhaltsverzeichnis | 8 |
1 Einleitung | 13 |
1.1 Geschichtliches | 13 |
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 Umweltverträglichkeit | 16 |
1.3 Korrosion der Stahlfasern | 17 |
1.4 Normen und Richtlinien | 18 |
1.4.1 Normen | 18 |
1.4.2 Richtlinien | 19 |
2 Zeichendefinition | 20 |
Kräfte und Momente sowie Faserrichtungen mit Großbuchstaben | 20 |
Spannungen mit griechischen Kleinbuchstaben | 20 |
Längen mit Kleinbuchstaben | 21 |
Flächen in Großbuchstaben bzw. Kleinbuchstaben | 21 |
Materialspannungen mit indizierten Kleinbuchstaben | 22 |
Winkel mit griechischen Kleinbuchstaben | 22 |
Faktoren mit indizierten Kleinbuchstaben | 22 |
Verhältnisse bzw. Sicherheiten mit griechischen Kleinbuchstaben | 23 |
3 Baustoff | 24 |
3.1 Beton | 24 |
3.1.1 Betonarten | 24 |
3.1.2 Betonklassen | 25 |
3.2 Zement | 26 |
3.3 Gesteinskörnungen (Zuschlag) | 28 |
3.4 Wasser | 30 |
3.5 Betonzusätze | 30 |
3.5.1 Betonzusatzstoffe | 30 |
3.5.2 Betonzusatzmittel | 30 |
3.6 Betoneigenschaften | 31 |
3.6.1 Betonarten | 31 |
3.6.2 Einwirkungen auf den Beton | 32 |
3.6.3 Konsistenz | 34 |
3.6.4 Kurzbezeichnungen | 34 |
3.7 Stahlfasern | 35 |
3.7.1 Hakenform | 37 |
3.7.2 Wellenform | 37 |
3.7.3 Gestauchte Form | 37 |
3.7.4 Zugfestigkeit | 38 |
3.8 Bewehrungsstahl | 38 |
3.9 Spannstahl | 39 |
4 Verarbeitung | 41 |
4.1 Übliche Betonsorten | 41 |
4.2 Zusatzstoffe für Pumpbeton | 41 |
4.3 Übliche Dosierungen | 41 |
4.4 Zugabe der Stahlfasern | 42 |
4.5 Mischvorgang | 43 |
4.6 Igelbildung | 44 |
4.7 Einbauen von Stahlfaserbeton | 45 |
4.8 Besonderheiten für Stahlfaserspritzbeton | 49 |
5 Materialkennwerte | 53 |
5.1 Betoneigenschaften | 53 |
5.2 Stahlfasern | 58 |
5.3 Abbindevorgang | 59 |
5.4 Verbundwirkung der Stahlfaser | 62 |
5.4.1 Ausgangssituation | 63 |
5.4.2 Versuchsanordnung | 64 |
5.4.2.1 Einfacher Biegebalken | 64 |
5.4.2.2 Einfacher Biegebalken mit Kerbe | 65 |
5.4.2.3 Standardbiegebalken | 67 |
5.4.3 Versuchsablauf | 69 |
5.4.4 Auswertung der Messdaten | 71 |
5.4.5 Ergebnisse der Versuchsreihen | 77 |
5.4.6 Ermittlung der Faserkennwerte | 78 |
5.4.7 Materialkennwerte Stahlfaserbeton | 80 |
6 Bemessung | 83 |
6.1 Bemessungsverfahren | 83 |
6.1.1 Gebrauchslastverfahren | 84 |
6.1.2 Traglastverfahren | 84 |
6.1.3 Bemessung mit Teilsicherheitsfaktoren | 85 |
6.2 Zuverlässigkeitskonzepte | 86 |
6.2.1 Deterministisches Zuverlässigkeitsprinzip | 86 |
6.2.2 Probabilistisches Zuverlässigkeitsprinzip | 87 |
6.2.3 Semiprobabilistisches Zuverlässigkeitsprinzip | 87 |
6.2.3.1 Nachweis der Tragsicherheit | 87 |
6.2.3.2 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit | 88 |
7 Bemessungstheorie | 89 |
7.1 Bemessung für Materialwahl – Dosierung | 89 |
7.1.1 Biegung | 89 |
7.1.1.1 Zustand 1 | 89 |
7.1.1.2 Zustand 1–2 | 91 |
7.1.1.3 Zustand 2 | 92 |
7.1.2 Biegung mit Längskraft | 94 |
7.1.2.1 Kleine Ausmitte | 94 |
7.1.2.2 Mittlere Ausmitte | 95 |
7.1.2.3 Große Ausmitte | 97 |
7.1.3 Druckstäbe | 98 |
7.1.4 Schubnachweis | 100 |
7.1.5 Ausbruch eines Auflagers | 102 |
7.2 Bemessung für Querschnittswahl – Höhe | 105 |
7.2.1 Biegung | 105 |
7.2.2 Biegung mit Längskraft | 106 |
7.2.2.1 Kleine Ausmitte | 107 |
7.2.2.2 Mittlere Ausmitte | 108 |
7.2.3 Druckstäbe | 109 |
7.2.4 Schubnachweis | 111 |
7.2.5 Ausbruch eines Auflagers | 114 |
8 Bemessungsanwendung | 115 |
8.1 Bemessung für Materialwahl – Dosierung | 115 |
8.1.1 Allgemeines | 115 |
8.1.2 Biegung | 116 |
8.1.2.1 Platten und Decken | 116 |
8.1.2.2 Träger | 121 |
8.1.3 Biegung mit Längskraft | 125 |
8.1.3.1 Kellerwände | 125 |
8.1.3.2 Wandscheibe mit Biegung | 127 |
8.1.3.3 Stütze mit Biegung | 129 |
8.1.4 Druckstäbe | 133 |
8.1.5 Querkraft | 135 |
8.1.5.1 Querkraft bei Träger | 135 |
8.1.5.2 Durchstanzen eines Auflagers | 137 |
8.1.6 Ausbruch eines Auflagers | 140 |
8.1.6.1 Auflager bei Träger | 140 |
8.1.6.2 Auflager bei Platte | 142 |
8.2 Bemessung für Querschnittswahl – Höhe | 146 |
8.2.1 Allgemeines | 146 |
8.2.2 Biegung | 146 |
8.2.3 Biegung mit Längskraft | 150 |
8.2.4 Druckstäbe | 153 |
8.2.5 Querkraft | 155 |
8.2.6 Ausbruch eines Au.agers | 157 |
9 Beilagen | 160 |
9.1 Mohr-Coulomb Beziehungen | 160 |
9.1.1 Eindimensionale Beanspruchung | 160 |
9.1.2 Dreidimensionale Beanspruchung | 165 |
9.2 Materialkennwerte | 174 |
9.2.1 Faser FE 65/35 von ArcelorMittal | 176 |
9.2.2 Faser HE 55/35 von ArcelorMittal | 183 |
9.3 Bemessungsdiagramme für Platten | 190 |
9.3.1 Fasern von Arcelor-Mittal | 191 |
9.3.2 Fasern von Krampe-Harex | 197 |
10 Berechnung mit Tabellenkalkulation | 198 |
10.1 Bemessung für Materialwahl – Dosierung | 200 |
10.1.1 Biegebemessung | 200 |
10.1.1.1 Dateneingabe | 200 |
10.1.1.2 Berechnung in Einzelschritten | 202 |
10.1.1.3 Berechnungsergebnis | 211 |
10.1.2 Biegung mit Druckkraft | 214 |
10.1.2.1 Dateneingabe | 214 |
10.1.2.2 Berechnung in Einzelschritten | 216 |
10.1.2.3 Berechnungsergebnis | 219 |
10.1.3 Knicken | 221 |
10.1.3.1 Dateneingabe | 221 |
10.1.3.2 Berechnung in Einzelschritten | 224 |
10.1.3.3 Berechnungsergebnis | 226 |
10.1.4 Schubbemessung | 228 |
10.1.4.1 Dateneingabe | 228 |
10.1.4.2 Berechnung in Einzelschritten | 231 |
10.1.4.3 Berechnungsergebnis | 232 |
10.2 Bemessung für Querschnittswahl – Höhe | 234 |
10.2.1 Biegebemessung | 234 |
10.2.1.1 Dateneingabe | 234 |
10.2.1.2 Berechnung in Einzelschritten | 237 |
10.2.1.3 Berechnungsergebnis | 239 |
10.2.2 Biegung mit Druckkraft | 240 |
10.2.2.1 Dateneingabe | 240 |
10.2.2.2 Berechnung in Einzelschritten | 243 |
10.2.2.3 Berechnungsergebnis | 245 |
10.2.3 Reine Druckbelastung – Knicken | 246 |
10.2.3.1 Dateneingabe | 246 |
10.2.3.2 Berechnung in Einzelschritten | 249 |
10.2.3.3 Berechnungsergebnis | 251 |
10.2.4 Schub – Durchstanzen | 252 |
10.2.4.1 Dateneingabe | 252 |
10.2.4.2 Berechnung in Einzelschritten | 255 |
10.2.4.3 Berechnungsergebnis | 257 |
Anhang | 258 |
Tabellenverzeichnis | 259 |
Abbildungsverzeichnis | 260 |
Literaturverzeichnis | 268 |
Sachverzeichnis | 269 |