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Spannbetonplatte Bei Platten aus Spannbeton, die zur Verlegung als
Fertigteile bestimmt sind, ist man aus Gründen der Herstellung genötigt, geradlinig
durchgehende Bewehrungseinlagen zu verwenden, die auf die ganze Länge der Platte
die gleiche Vorspännung aufweisen. Damit ergibt sich aber auch in allen Teilen der
Platte der gleiche Vorspannungszustand, während es wünschenswert ist, den Vorspannungszustand
in jedem Teil der Platte dem später durch die Belastung in ,diesem Schnitt hervorgerufenen
Moment anzupassen. Die Erfindung zeigt einen Weg, diesem Mangel abzuhelfen, indem
die Stärke der Platte nach den Auflagern zu derart vergrößert wird, daß in den einzelnen
Querschnitten ein zweckmäßigerer Vorspannungszustand erreicht wird.
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Abb. i zeigt eine Platte aus Spannbeton der bisher üblichen Art. a
ist die Platte selbst, b stellt die vorgespaimte Bewehrungseinlage bzw., wenn diese
aus mehreren im Querschnitt verteilten Stahleinlagen besteht, die Schwerachse dieser
Stahleinlagen dar. Für eine zweckmäßige Materialausnutzung unter gleichzeitiger
Vermeidung von Zugspannungen wird dann die vorgespannte Bewehrung b so angeordnet
sein müssen, daß sie durch den unteren Kernpunkt des Plattenquerschnittes
geht
und somit ihr Abstand vom unteren Rand >_/3 d, vorn oberen Rand 2l3 d beträgt,
worin d die Plattenstärke bedeutet. Man erhält bei dieser Anordnung aus der Vorspannung
allein den in Abb. r dargestellten Spannungszustand, nämlich eine Druckspannung
a,.. deren Größe sich nach der gewählten Vorspannung richtet, auf der Plattenunterseite
und die Spannung o auf der Plättenoberseite. Dieser Spannungszustand entsteht gleichmäßig
in allen Querschnitten der Platte, also nicht nur im Mittelquerschnitte, sondern
auch im Querschnitt e über dem Auflager.
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N@#ird nun eine derartige Platte als Fertigteil, also als Träger auf
zwei Stützen, verlegt, so entstehen in ihr durch eine spätere gleichmäßig verteilte
Belastung Biegungsmomente. d re e -n. bekannter parabolischer Verlauf in Abb. z
dargestellt ist. Sollen nun entsprechend der für Spannbetonkonstruhtionen geltenden
Forderung auch unter der Belastung keine Zugspannungen im Beton entsteinen, so darf
das 1lomen t 11"tay im 1littelquersclinitt c so groß werden. daß dadurch ein Spamiungsdiagramm
gemäß Abb. 3 hervorgerufen wird. also auf der Plattenunterseite eine Zugspannung
-6,. und auf der Plattenoberseite eine Druckspannung -i- ", auftritt. (Dabei ist
der Einfachheit halber außer acht gelassen. -daß der Schwerpunkt des Querschnittes
weg°n der Bewehrungseinlagen nicht genau mit dem Ouerschnittsmittelpunkt zusammenfällt.)
Zusammen mit den in der Platte bereits vorhandenen, durch die Vorspannung hervorgerufenen,
ergeben diese Spannungen dann im Mittelquerschnitt für Vollbelastung das Spannungsdiagramm
nach Abb, d, also an Plattenob-erseite die Druckspannung ß, an Plattenunterseite
die Spannung o.' Damit ist die denkbar günstigste 1Iaterialausiiutzung in diesem
Querschnitt erreicht.
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Andererseits erfährt aber der durch die -Torspannung hervorgerufene
Spannungszustand im Auflage.rquerschnitt e. da hier kein Moment aus äußeren Kräften
auftritt, überhaupt beine Änderung. Hier bleibt also die volle Druckspannung a,,
an der Plattenunterseite und ebenso die Spannung o an der Plattenoberseite bestehen.
Es ergibt sich somit die Tatsache. daß dieser Querschnitt, in dein bei einer Platte
mit nicht vorgespannter Bewehrung überhaupt keine Normalspannungen auftreten würden,
hier dauernd ebenso hoch beansprucht wird svie der -Mittelquerschnitt bei ungünstigster
Belastung. Ein solcher Zustand ist schon an sich unerwünscht, er wird jedoch zum
unmittelbaren Nachteil dadurch, daß bei jeder praktisch verwendeten Platte mit einer
mehr oder weniger hohen Einspannung an den Auflagern gerechnet werden muB. Durch
eine derartige Einspannung treten aber stets Druckspannungen an der Plattenunterseite
und Ztigspannutigen an der Plattenobercite auf. so daß in Verl)in(I-tiii@,- mit
den durch die Vorspannung Hervorgerufenen Besich irrt -anz:it iin Auflagerquerschnitt
an der Plattenunterseite eine Druckbeanspruchung ergibt, die größer ist als clie
Beanspruchung,iit.. für die die Platte bemessen ist, während an der Oberseite sogar
Zugspannungen übrig _;bleiben.
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L m diesem Mangel abzuhelfen, wird iiacli der Erfindung der Plattenquerschnitt
am Auflager und in seiner \älie nach unten liiii verstärkt. Die zweckmäßigste Anordnung
ergil)t sielt, wenn die Ouerschnitts:iöl=e hin Auflager das Doppelte der 0i;:rsclinitts:iöl,r
in Platteninitte beträgt. Eine derartige Platte ist in Abb. 3 dargestellt. Während
die -Normalspannungen durch Vorspannung ini Mittelciuersclitiitt @h@r Platte c die
1-leielien bleiben wie in Abb. i. greift im Au flagerquerschnitt die Vorspannung
nunmehr im oberen Kernpunkt (Drittelpunkt) des Querschnittes all. Damit ergibt sich
jetzt am unteren Plattenrand die Beanspruchung o und die Größtlteanspruchung am
oberen Plattenrand, die unter Berücksichtigung der verdoppelten Quersciniittsliöiie
o.3 also die Hälfte der Druckheanspr:iclititig am unteren Rand des QuerscHnittes
in Plattenmitte. beträgt. Der so vorbeanspruchte Auflagerquerschnitt ist nunmehr
ohne weiteres in der Lage. zusätzliche Beanspruchungen durch #e:ne zufälüe oder
sogar gewollte Einsl>antiung aufztiiielitneii; itisbesondere ist für den Ausgleich
der dadurch in der Plattenoberseite auftretenden Zilgspannttngen jetzt eine genügend
grolle Druckspannungsreserve (= o.3 (-),.t vorbanden.
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DiePlattencerstärhtingamAuflager braucht nicht unbedingt bis auf den
@\-ert 2<I vorgenommen zu werden. Wie man sich überzeugt, genügt vielmehr auch
eine beliebige kleinere Verstärkung nach unten hin schon. um eine günstigere Gestaltung
des durch die Vorspannung hervorgerufenen Spannungsdiagramms zu bewirken. Bei einer
Verstiirlcung auf den Wert -1/3d z. B. ergibt sich i in Auflagerquerschnitt e, da
d:A Vorspannkraft dann zentrisch angreift, eine gleirltmäl@ige I3eanspruchung von
je nach <ietii Wunsch. mehr oder weniger großen EinSpannungsgraden Rechnung zu
tragen, kann daher dis Verstärkung im Auflagerduerschnitt verschieden groß gehalten
werden. Der L 1>ergang von) verstärkten Auflagerquersclinitt zuin Ouerschtlitt in
Plattenmitte kann je nach Bedarf ebenfalls verschieden ausgebilclet werden. Für
die im -Cber-angsbereich liegetlden Ouersclinitte ergeben sich dann Spannungsverhältnisse,
de zwischen denen des Mittelquerschnittes c und des Auflag erdtiei-schnittes c
liegen.
Die Form dieses Überganges wird auch Rücksicht zu nehmen haben auf die Art der Belastung
der Platte. Für eine gleichmäßig verteilte Belastung ergibt sich z. B. ein besonders
stetiger Spannungsverlauf in der Platte, wenn wie in Abb. 6 die Unterseite der Platte
eine parabolische Wölbung erhält. Aus . der Vorspannung erhält man_ dann in den
verschiedenen Querschnitten die aus Abb.6 ersichtlichen Normalspannungen, während
sich bei Überlagerung mit den aus der Belastung entstehenden Beanspruchungen die
Spannungsdiagramm,. nach Alb. 7 ergeben.
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Besonders zweckmäßig ist die vorbeschriebene Ausbildung von Spannbetonplatten;
wenn sie auf allseitig aufgelagerte, also kreuzweise bewehrte Platten an sich bekannter
Art angewendet wird. Die Drillungsteifigkeit ergibt bei derartigen Platten bekanntlich,
selbst bei vollkommen freier Auflagerung, von vornherein eine ähnliche Wirkung wie
eine Einspannung, und es ist daher besonders notwendig, dieser Einspannung in den
Auflagerquersehnitten der Platte Rechnung zu tragen. Bei Platten gemäß der Erfindung
ist dies ohne weiteres möglich. Derartige allseitig aufgelagerte Platten erhalten
dann auf ihrer Unterseite bei einem Querschnitt nach Abb. 5 eine kassettierte Form,
bei einem Querschnitt nach Abb. 6 die Form eines Klostergewölbes. Ihre Bewehrung
kann in an sich bekannter Weise aus zwei sich kreuzenden vorgespannten Stahleinlagen
oder aus vorgespanntem Baustahlgewebe bestehen. Die Grundrißform kann quadratisch
oder innerhalb .der bekannten Grenzen rechteckig sein; es ist aber auch möglich,
kreisförmige, elliptische oder ähnliche Platten in dieser Weise auszubilden.