Vergleich von drei Modellen zur Berechnung der durch Schwinden verursachten primären Spannungen in Verbundbalken

Abstract

In diesem Bericht werden Möglichkeiten gezeigt, die primären Spannungen infolge Schwindens in Stahl-Stahlbetonverbundbalken mit breiten Gurten einfach und zuverlässig abzuschätzen. Insbesondere wird ein üblicherweise verwendetes Ingenieurmodell in der Art angepasst, dass die mit diesem Modell berechneten Spannungen den Ergebnissen einer FEM Berechnung entsprechen. Basierend auf einer Diplomarbeit (2007), bei der dieses Problem nach der Scheibentheorie gelöst wird, wird für das Ingenieurmodell eine effektive Breite des Betongurtes so ermittelt, - dass mit dem Ingenieurmodell die gleichen Spannungen im Stahlträger erhalten werden wie nach der Scheibentheorie - dass mit dem Ingenieurmodell die gleiche maximale Spannung in der Mittellinie des Betongurtes oberhalb des Stahlträgersteges erhalten wird wie nach der Scheibentheorie - dass mit dem Ingenieurmodell die gleiche Betongurtkraft erhalten wird wie nach der Scheibentheorie Anschliessend werden für einige Grenzfälle die Ergebnisse dieser Anpassung mit den Ergebnissen einer FEM Berechnung verglichen. Die Abweichung der Spannungen wird in Abhängigkeit der Dicke des Betongurtes untersucht. Es wird gezeigt, dass eine Anpassung mit einer vereinfachten Berücksichtigung der Biegesteifigkeit der Betonplatte im allgemeinen zulässig ist.<br />

In this report it is about the easy and trusful calculation of primary stresses due to shrinkage of concrete in steel-reinforced concrete composite beams with wide concrete plates. More precisely, an common used engineer modell has to be adapted to make his results correspond to the results of an finite-elements calculation. Based on an master thesis dealing with the problem with the sheets theory, an effective width of the concrete plate is to be constructed so that: - the same stresses in the steel profile - the same stress in the middle line of the concrete plate on the axe of symetry of the section - the same force in the concrete plate as in the modell founded on the sheet theory are obtained with the engineer modell. Then the findings are compared with those of a finite-element calculation in some extreme cases. The difference in the stresses is analysed as a function of the thckness of the concrete plate. An adaptation with a simplified consideration of the bending stiffness of the concrete plate is shown to be trustful.