Beanspruchungen massiger Betonbauteile unter frühem Zwang infolge Hydratationswärmewirkung

Spannungsentwicklung

In massigen Stahlbetonbauteilen, deren freie Verformbarkeit behindert ist, können bereits während der Hydratation durch die Wirkung von Zwangs- und Eigenspannungen Risse im jungen Beton entstehen. Die Zwangsbeanspruchung entwickelt sich dabei durch die ungleichmäßige Erwärmung und durch die Verformungsbehinderung des erhärtenden Bauteils. Eigenspannungen werden unabhängig von der Lagerung hervorgerufen, wenn die Eigenverformungen über den Querschnitt behindert werden.

Bild 1: Schleuse Rothensee

Finite Element Berechnung

In das FE-Programm ANSYS wurde ein 8-Knoten USER-Element mit zeitabhängiger Steifigkeitsentwicklung implementiert. Das viskoelastische Werkstoffverhalten wird mittels einer Dirichletreihenentwicklung berücksichtigt.

 Bild 2: Messquerschnitt und Elementierung

Schleuse Rothensee

Das entwickelte USER-Element wird auf eine massige Schleusenwand der Schleuse Rothensee angewendet. Das Institut für Massivbau hat im Auftrag der Bundesanstalt für Wasserbau umfangreiche Temperatur- und Dehnungsmessungen während der Hydratation an der Schleuse Rothensee durchgeführt.

Bild 3: Betondehnungsaufnehmer D35

 Bild 4

Ansprechpartnerin

Dipl.- Ing. Judith Böckmann

Literatur

Malte Kosmahl; Dissertation, Universität Hannover 2006