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Monatsschrift des Württembg. Vereins für Baukdnde in Stuttgart.
No. 3
Vortrag des Herrn Regierungsbaumeisters Mörsch aus Neustadt a. H.
über
„Theorie der Betoneisenkonstruktionen“.
(Fortsetzung und Schluss.!
Die bisherigen Berechnungsmethoden gelten nur für den
rechteckigen Querschnitt, sind also für die Berechnung der Decken
platten und Gewölbe massgebend. Es ist klar, dass die Platten,
frei aufliegend oder eingespannt, kontinuierlich mit mehreren
Oeffnungen sein können und dass demgemäss gewisse Typen
für die Form der Eiseneinlage unterschieden werden können.
Zu den frei aufliegenden armierten Betonplatten gehören
die Monierplatten, die als Fusswegbelage eiserner Brücken und
Fussstege dienen, ferner die Deckenplatten von Plattendurch
lässen, die Decken nach System Holzer u. s. w. Bei allen
diesen Konstruktionen liegt die Eiseneinlage in der Richtung
des Zuges möglichst nahe der Plattenunterkante, natürlich noch
in einer solchen Entfernung von derselben, dass das Eisen ge-
Fig.9.
nügend vom Beton umhüllt ist. Anders ist der Fall bei der an
den Enden eingespannten Platte oder bei der kontinuierlich über
mehrere Stützen fortlaufenden Platte. Hier sind die Momente
in der Nähe der Stützen negativ und die Stützenmomente selbst
sind ziemlich grösser als die positiven Maximalmomente in den
Feldmitten.
Es müssen also hier über den Stützen und in der Nähe
derselben Eisen an der Oberkante liegen und man gelangt so zu
den abgebogenen Eisen.
Die einfachen abgebogenen Eisen genügen gewöhnlich nicht,
da die Nutzlast ihre Lage wechseln kann und dadurch die
Momente sich ändern. Man erhält vielmehr bei einer kontinuier
lichen Decke eine positive und eine negative Maximalmomenten-
linie, welcher die Armierung zu entsprechen hat. Damit ergibt
sich gewöhnlich die in der Abbildung Fig. 9 c dargestellte An
ordnung der Eiseneinlage. Häufig wird auch noch eine durch
gehende obere Einlage nötig; namentlich, wenn eine kleine Spann
weite an eine grosse anstösst.
Die armierten Deckenkonstruktionen haben eine derartige
Mannigfaltigkeit erlangt, dass die Zahl der Systeme nicht auf
gezählt werden kann, es werden nahe an 300 sein und fast
jede Woche taucht wieder ein neues System auf, das in den
meisten Fällen keine Verbesserung bedeutet. So zeigen ver
schiedene Deckensysteme den Grundfehler, dass über den Trägern
die Eiseneinlagen der Decke unten liegen und nicht an die
Oberkante gerückt sind, wie es die Rechnung erfordert. Einen
Fortschritt bedeuten diejenigen Deckenkonstruktionen, bei welchen
darauf ausgegangen ist, den Abstand zwischen Zug- und Druck
zone möglichst zu vergrößern, ohne dass dadurch das Eigen
gewicht wesentlich erhöht wird. Dies wird erzielt durch An
ordnung von Rippen, welche durch zwischeslliegende Hohlsteine
begrenzt sind und welche im unteren Teil die Eiseneinlage auf
nehmen. Diese Anordnung zeigt auch unsere Zellendecke, die
Ihnen nachher unter den Lichtbildern vorgeführt werden wird.
Denken wir uns bei diesen Rippendecken die Hohlsteine,
d. h. die Zwischenfüllung zwischen den Stegen, weggenommen,
so entsteht eine Decke, welche aus aneinander gereihten
T-Trägern aus Beton mit Eiseneinlage im unteren Teil der Stege
besteht. Werden nun diese nach unten vorstehenden armierten
Rippen weiter auseinander gelegt und entsprechend stärker aus
gebildet, so wird die obere, die Druckgurtung bildende Beton
schicht als eine zwischen die Rippen gespannte ebene Betondecke
nach den besprochenen Grundsätzen mit Eiseneinlage zu versehen
sein. Dadurch entsteht die Plattenbalkenkonstruktion, bei welcher
die Decke mit den Betoneisenunterzügen ein tragfähiges T-Profil
bildet. Vom theoretischen Standpunkt aus bildet eine durch
Rippen verstärkte Platte eine sparsamere Materialausnützung dar
als eine Platte konstanter Dicke. Bis zu einer gewissen Spann
weite jedoch werden die grösseren Einschalungskosten der Rippen
die Ersparnis an Material ausgleichen, so dass die Plattenbalken
erst etwa von 3—4 m Spannweite an vorteilhaft ausgeführt werden
können.
Bei der. Plattenbalken kommt die Decke immer auf eine
gewisse Breite zur statischen Mitwirkung mit dem Unterzug.
Sind indessen die Biegungsmomente negativ, wie es an einge
spannten Trägerenden oder über den Mittelstützen durchlaufender
Träger der Fall ist, und wird wieder von der Zugfestigkeit des
Betons abgesehen, so wird sich die Berechnung ebenso gestalten,
wie wenn die Decke gar nicht vorhanden wäre, d. h. man wird
ebenso verfahren müssen, wie es vorhin für den rechteckigen
Querschnitt gezeigt wurde nur mit dem Unterschied, dass sich
die Zugzone mit den Eiseneinlagen im oberen Teil, die Druckzone
aber im unteren Teil des Querschnitts befindet.
Wird die Eiseneinlage des Stegs auf die wirksame Platten
breite b gleichmässig verteilt gedacht, so kann auch bei
positivem Biegungsmoment die Berechnung für den rechteckigen
Querschnitt erfolgen, wenn hienach die neutrale Achse inner
halb der Deckenplatte zu liegen kommt oder mit dem unteren
Plattenrand zusammenfällt.
In Wirklichkeit fällt die neutrale Achse immer in die
Nähe der Plattenunterkante, es kann daher, wenn sie etwas
tiefer als diese Kante zu liegen kommt, das schraffierte Stück
des Stegs (Fig. 10), in welchem noch geringe Druckkräfte wirk
sam sind, ohne grosse Ungenauigkeit einfach vernachlässigt
werden. Handelt es sich nur darum,‘die Eiseneinlage zu ermitteln,
so kann als Hebelarm zwischen Zug und Druck der kleinste
erreichbare W'ert, nämlich der Abstand zwischen der Eisenein
lage und der Mitte der Deckenplatte gewählt werden.
Die obere Randspannung des Betons der Deckenplatte be
wegt sich nicht innerhalb so enger Grenzen wie dieser Hebelarm
von Z und D (Fig. 10) und man muss, um dieselbe zu berechnen,
folgenden genaueren Weg einschlagen.
Fig. 10.
Biegung der Plattenbalken.
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2 ,n. k. f, +d * 2 d d 2
2 . (n . f e + d) J X ' 2 <i (2 x—d)
-
n (k—x)
Die Neutralachse liege im Abstand x vom oberen Platten
rand innerhalb des Steges, k sei die Entfernung der Eisenein
lage von demselben Rand, f e bedeute den auf die Einheit der
wirksamen Plattenbreite reduzierten Querschnitt der Eisenein
lage. Werder, sodann der Einfachheit halber die geringen Druck
kräfte in der schraffierten Fläche des Stegs vernachlässigt, so
erhält man unter der Voraussetzung eines konstanten Elastizitäts
moduls E i, des gedrückten Betons den Abstand der neutralen
Achse
2 . n . k . f e -f d 2
2 (n . f. + d)
Der Abstand des Mittelpunktes der Druckspannungen oder die
Entfernung des Schwerpunktes des von diesen dargestellten Tra
pezes von der neutralep Schichte berechnet sich zu
d d 2
2 T 6(2 x- dl
Ist der Druckmittelpunkt bekannt, so lässt sich die Druck
kraft D = Z, sowie die Spannung * e berechnen und man erhält
b —