9.1.4 Krümmung im Zustand II

Krümmung im Zustand II

Unter Gebrauchslasten zeigt Beton ein linear elastisches Verhalten. Die Verteilung der Betonspannung über die Druckzone wird dreieckförmig angenommen.

Die Höhe der Betondruckzone kann bestimmt werden zu:

$$\begin{gathered} x = \rho · {\alpha }_e · d · \left[-1 + \sqrt{1 + \frac{2}{\rho · {\alpha }_e}}\right] = \\ = 0.0026 · 20.0 ·17\text{ cm} · \left[-1 + \sqrt{1 + \frac{2}{0.0026 · 20.0}}\right] = 4.68 \text{cm} \end{gathered}$$

Die Zugspannung in der Bewehrung ermittelt sich mit M_Ed = 18.50 kNm wie folgt:

${\sigma }_s = \frac{M}{A_s · \left(d - {\displaystyle \frac{x}{3}}\right)} = \frac{18.5 · {10}^{-3}}{4.45 · {10}^{-4} · \left(0.17 - {\displaystyle \frac{0.0468}{3}} \right)} = 269.60 \mathrm{N}/{\mathrm{mm}}^2$

Die Krümmung nach abgeschlossener Rissbildung ermittelt sich zu:

${\left(\frac{1}{r}\right)}_{M,II} = \frac{{\epsilon }_s}{d - x} = \frac{1.346 · {10}^{-3}}{170 - 46.8} = 0.010931 {\mathrm{m}}^{-1}$

mit

${\epsilon }_s = \frac{{\sigma }_s}{E_s} = \frac{269.26}{200 000} = 1.346 · {10}^{-3}$

Die Krümmung im Zustand II wird in der Handrechnung mit einer Tabelle aus [12] ermittelt (siehe Bild 9.2).

${\omega }_1 = {\alpha }_e · \frac{A_s}{b · d} = 20.0 · \frac{4.45 {\mathrm{cm}}^2}{100 \mathrm{cm} · 17 \mathrm{cm}} = 0.052 \to \beta = 1.10$

${\left(\frac{1}{r}\right)}_{cs,II} = {\epsilon }_{cs\infty } · {\alpha }_e ·\frac{S_{II}}{I_{II}} = {\epsilon }_{cs\infty } · \beta ·\frac{1}{d} = 0.0005 · 1.10 · \frac{1}{0.17 \text{m}} = 0.00324 {\text{m}}^{-1}$

${\left(\frac{1}{r}\right)}_{tot,II} = {\left(\frac{1}{r}\right)}_{M,II} = {\left(\frac{1}{r}\right)}_{cs,II} = 0.01093 + 0.00324 = 0.01417 {\mathrm{m}}^{-1}$