◻ INCA2 - Baustoffe

Rechengrundlage sind lineare oder nichtlineare Spannungsdehnungsbeziehungen. Im Programm INCA2 ist es damit möglich, vier verschiedene Typen von Spannungs-Dehnungs-Linien zu definieren:

Linear-Elastisch
Parabel-Rechteck
Parabel-ähnliche, gebrochen-rationale Funktion nach EC2 bzw. DIN 1045-1 zur Verformungsberechnung, rechts zu sehen
Polygonzug / Spline für experimentell ermittelte Beziehungen

Weiterhin muss noch gewählt werden, ob es sich um einen Stahl- oder Beton-ähnlichen Baustoff handelt, da beim Beton die Zugspannung je nach Dehnungszustand abgemindert wird.
In nebenstehender Grafik ist beispielhaft die Eingabemaske für die verschiedenen Spannungs-Dehnungs-Linien dargestellt.

In der hier gezeigten grafischen Ausgabe sind zwei verschiedene Spannungs-Dehnungs-Linien für den Beton C35/45 dargestellt. Die blaue Kurve (kleinste Spannung) stellt die Linie mit den Bemessungswerten (f.cm / 1,5 * 0,85) der Baustoffeigenschaften dar. In der Farbe Grün ist die Linie für die mittleren Betoneigenschaften für eine Verformungsrechnung nach EC2 dargestellt.

Vorspannung, Schwinden und Kriechen sowie die versteifende Mitwirkung des Betons in der gerissenen Zugzone können wie folgt berücksichtigt werden.

Schwinden: Vordehnung des Betonquerschnitts (Zugdehnung) oder Vordehnung der Bewehrung (Druckdehnung)

Kriechen: Die Spannungsdehnungslinie des Betons wird um den Faktor (1 + phi) gestreckt. Die Dehnungen erhöhen sich damit um diesen Faktor, der E-Modul verringert sich entsprechend. Die definierten Spannungen bleiben gleich.

Mitwirkung der gerissenen Betonzugzone: Bei den in der Datei Baustoffe.inc mitgelieferten Kennlinien für die Verformungsberechnung (Mittelwerte sowie Stützenberechnung) ist die versteifende Mitwirkung des Betons in der Zugzone bereits über eine fiktive Spannungs-Dehnungs-Beziehung im Zugbereich definiert. Die Zugfestigkeit beträgt ca. 1/20 bis 1/30 der Druckfestigkeit bei einer Dehnung von ca 0,11 mm/m. Bei größeren Dehnungen wird die Zugfestigkeit abgemindert, bis sie beim Erreichen der Fließgrenze des Stahls den Wert Null erreicht. Damit sind für baupraktische Belange Zustand I (volle Zugfestigkeit), Zustand II (Aufreißen des Betons, aber Mitwirkung), Zustand III (Fließen der Bewehrung, kaum oder keine Mitwirkung des Betons) hinreichend genau formuliert.

Vorspannung: Der Spannstahl wird entsprechend vorgedehnt.

Relaxation des Spannstahls: Die Abnahme der Spannkraft durch Relaxation wird einfach in einer Abnahme der aufgebrachten Vordehnung berücksichtigt.

Nachträglich ergänzter Querschnitt: Dem nachträglich ergänzten Querschnittsteil wird eine Vordehnung und Vorkrümmung zugewiesen, so dass in diesem Teil bei der Rechnung des Gesamtquerschnitts unter Betonierlast keine Spannungen auftreten.

Die meisten üblichen Baustoffe sind in einer Tabelle bereits aufgeführt (Datei Baustoffe.inc). Die entsprechende Datei kann jedoch leicht editiert werden, so dass neue Materialien auch aus anderen Bereichen (Kunststoffe, Holz, Alu, Bodenkennwerte bei Fundamentpressungen etc.) benutzt werden können.

Beachten Sie bitte die besondere Vorgehensweise bei der Berechnung nach der alten DIN 1045 (88). Hier sind ebenfalls bereits Baustoffe vordefiniert, die Baustoffe aus alter und neuer DIN 1045 bzw. EC2 dürfen jedoch nicht gemixt werden. Schauen Sie dazu bitte auch in der Hilfe nach unter Punkt 6.8. Hier finden Sie weiter gehende Erläuterungen zu diesem Thema sowie ein gerechnetes Beispiel. Generell würde ich jedoch empfehlen, bereits bestehende Tragwerke mit der neuen Normung nachzuweisen. Zur Umrechnung zwischen den alten Betonsorten und den neuen Betonen sei auf Hilfethema 6.9 verwiesen.