Titel: | Neuere Versuche mit Eisenbetonträgern von C. von Bach. |
Autor: | P. Weiske |
Fundstelle: | Band 323, Jahrgang 1908, S. 107 |
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Neuere Versuche mit Eisenbetonträgern von C. von
Bach.
Von Dr.-Ing. P. Weiske.
Neuere Versuche mit Eisenbetonträgern von C. von Bach.
Nach dem vom Eisenbetonausschuß der Jubiläumsstiftung der deutschen Industrie
aufgestellten Programm sind in der Materialprüfungsanstalt der Kgl. Technischen
Hochschule in Stuttgart von Bach mit 102
Eisenbetonbalken Versuche angestellt worden, deren Ergebnisse in den Heften 39 und
42 bis 45 der Mitteilungen über Forschungsarbeiten auf dem Gebiete des
Ingenieurwesens, herausgegeben vom Verein Deutscher Ingenieure, mitgeteilt sind.
Heft 39 behandelt Versuche mit rechteckigen Eisenbetonbalken und einer geraden
Rundeiseneinlage ohne besondere Sicherung der Verbundwirkung. In der folgenden
Besprechung werden diese Versuche nur vergleichsweise erwähnt, da sie bereits von
Probst in D. p. J. 1907, S. 339 u. 359 ff.
besprochen sind.
In den Heften 42 bis 45 werden die weiteren Versuche mit rechteckigen Balken und
Plattenbalken mit einer und mehreren Eiseneinlagen, bei denen in der Mehrzahl die
Verbundwirkung durch Umbiegen (Haken) oder Aufbiegen der Rundeisen in den
Balkenenden und durch Einlagen von Bügeln gesichert ist, besprochen. Diese Versuche
sind in einem Umfange angestellt, der Folgerungen über den Einfluß dieser
verschiedenen Hilfsmittel auf die Erhöhung der Bruchlast mit Sicherheit zu ziehen
gestattet. Insbesondere läßt sich die Berechtigung einiger durch die amtlichen
Bestimmungen vom 16. April 1904 und vom 24. Mai 1907 festgelegten Rechnungsweisen
prüfen. Die Eigenschaften der verwendeten Baustoffe sind noch durch besondere Druck-
und Zugversuche festgestellt.
Im Folgenden sollen die in den Heften 42 bis 45 mitgeteilten Versuche eingehend
besprochen werden.
Beschreibung der Versuche.
1. Baustoffe.
Der Zement stammte von den Portlandzementwerken Heidelberg und Mannheim und
wurde nach 6,27 und 89 Tagen normengemäß untersucht. Die Druckfestigkeit betrug
nach 7 Tagen 162 kg/qcm, nach 89 Tagen 346 kg/qcm. Die entsprechenden
Zugfestigkeiten waren 20 bezw. 38,7 kg/qcm.
Als Sand und Kies wurde Rheinkies aus der Nähe von Speyer verwendet, und zwar auf
3 R. T. Sand 2 R. T. Kies. Das Mischungsverhältnis war 1 R. T. Zement auf 4 R.
T, Sandkies. Hierbei hatte die trockene Mischung (lose eingefüllt) ein Gewicht
von 1900 kg/cbm. Der Wasserzusatz betrug 15 Raumprozent der trockenen Mischung
oder 7,89 Gewichtsprozent derselben.
Nur für drei Probebalken von 15 cm Breite und 20 cm Höhe mit einer Einlage von
ausgefrästem Eisenblech wurde 1 R. T. Zement, 1 R. T. Sand und 2 R. T. Kies mit
8 Gewichtsprozent Wasser gewählt.
Die Streckgrenze der Rundeiseneinlagen schwankt zwischen 2369 und 3412 kg/qcm,
ihre Zugfestigkeit zwischen 3550 und 4535 kg/qcm. Bei drei Balken wurde
amerikanisches Thacher-Eisen mit einer Streckgrenze von 3413 kg/qcm und einer
Zugfestigkeit von 4347 kg/qcm verwendet.
2. Druckversuche mit dem
Beton.
Es wurden 12 Würfel von 30 cm Seitenlänge zur Ermittlung der Würfelfestigkeit und
vier quadratische Prismen von 20 cm Seitenlänge und 100 cm Höhe zur Ermittlung
der gesamten, bleibenden und federnden Zusammendrückungen für verschiedene
Belastungsstufen und zur Bestimmung der Druckfestigkeit bei einem Verhältnis der
Höhe zur Seitenlänge von 5 : 1 untersucht.
Die Würfelfestigkeit ergab sich bei zwei verschiedenen Zementmarken im Mittel zu
228 und 247 kg/qcm, die Druckfestigkeit der Prismen zu 146 und 183
kg/qcm. Die Probekörper waren 193 bis 224 Tage alt.
Die Druckelastizität kann nach folgendem Beispiel beurteilt werden, in dem neben
den zugehörigen Belastungsstufen die Dehnungskoeffizienten für die federnden
Zusammendrückungen und die Vergleichswerte n mit
dem Dehnungskoeffizienten \frac{1}{2100000} des Flußeisens
angegeben sind.
Belastungsstufe
Dehnungskoeff.
n
0,2–6,1 kg/qcm
\frac{1}{280400}
7,5
0,2–36,3 kg/qcm
\frac{1}{239400}
8,8
0,2–72,7 kg/qcm
\frac{1}{196100}
10,7
0,2–109 kg/qcm
\frac{1}{145100}
14,5
In den amtlichen Bestimmungen für die Berechnung der Eisenbetonbauten wird n = 15 angenommen. Dieser Wert wird also erst bei
hoher Belastung erreicht.
3. Zugversuche mit dem
Beton.
Die Zugfestigkeit wurde an quadratischen Probekörpern von 20 cm Seitenlänge und
45 cm Maßlänge untersucht. Sie erreichte mit 13,0 kg/qcm den
\frac{1}{18,3} fachen Wert der Würfelfestigkeit.
Ein Vergleich mit auf Biegung beanspruchten Betonbalken gleicher Mischung zeigte,
daß die Biegungsfestigkeit von 23,9 kg/qcm die Zugfestigkeit um das 1,84 fache
übertraf.
Die Dehnungskoeffizienten für Zug ändern sich mit wachsender Last rascher als für
Druck; beide sind aber bei der Belastungsstufe von 0 bis 6 kg/qcm nahezu gleich
groß. Die Messungen wurden bis zu einer Belastungs stufe von 0 bis 9,6 kg/qcm
festgestellt und ergaben hier bei einen Dehnungskoeffizienten von rd
\frac{1}{235000}.
4. Biegeversuche.
Untersucht wurden 59 Balken von 30 cm Höhe und 15 bis 30 cm Breite und 21
Plattenbalken von 450 cm Breite und 10 cm Höhe der Platte bei 20 cm Breite und
40 cm Höhe der Rippe. Der Eisenquerschnitt der einzelnen Träger ist aus der
Zusammenstellung Tab. 1 (s. später) zu ersehen. Der von Bach angegebene Prozentsatz der Berechnung (Armierung) bezieht sich
auf den wirklich vorhandenen Betonquerschnitt. Derselbe ist entsprechend
dem in der Praxis üblichen Verfahren in der Weise umgerechnet, daß an Stelle des
wirklichen Betonquerschnittes das Rechteck aus der Plattenbreite und dem Abstand
des Schwerpunktes der Eiseneinlage von der Druckkante eingeführt ist. Hierdurch
erhält man bei den Balken den 1,09 fachen, bei den Plattenbalken den 0,6 fachen
Wert der Bachschen Zahlen.
Die Art der Einbettung der Eiseneinlagen besonders am Auflager und ihre Anzahl
war verschieden und ist ebenfalls in Tab. 1 angegeben.
Beobachtet wurde bei den Biegeversuchen:
1. Die Belastung, unter der die Wasserfleckes. D. p. J.
1907, S. 340. und Risse zuerst gesehen wurden, ferner das
Fortschreiten der Risse bei steigender Belastung,
2. die Verschiebung der Eiseneinlagen gegen den Beton an
den Balkenenden,
3. die gesamten, bleibenden und federnden Durchbiegungen,
gemessen an fünf Punkten in der Mittellinie der oberen Balkenfläche,
4. die gesamten, bleibenden und federnden Verlängerungen
der Betons an der Unterseite auf 70 cm Meßlänge,
5. die gesamten, bleibenden und federnden
Zusammendrückungen des Betons an der oberen Fläche auf 70 cm
Meßlänge,
6. die gesamten bleibenden und federnden Verlängerungen der
Eiseneinlagen bei einer Balkengruppe, Bauart 18 (s. Tab. 1)
7. die Höchstbelastung.
Die Stützweite betrug bei den Balken und bei drei Plattenbalken 2 m, bei den
übrigen Plattenbalken 3 m.
Die Belastung wurde mittels Presse durch zwei Rollen im Abstande von 100 cm auf
die Balken gleichmäßig übertragen, so daß innerhalb der Belastungsstellen die
Querkraft Null ist. Infolgedessen werden auf diese Länge die Querschnitte auch
nach der Biegung eben bleiben, während dies für die äußeren Balkenteile nicht
der Fall ist, da durch das Hinzutreten der Querkräfte die Querschnitte, wenn
auch sehr wenig, nach der S-Form gekrümmt werden. Da
zwischen beiden Formen ein Uebergang anzunehmen ist, wurde die Meßlänge zur
Ermittlung der Dehnungen in der Balkenmitte gleich 70 cm gewählt.
Die in der Tabelle gleichfalls angegebenen Spannungen sind nach den amtlichen
Bestimmungen vom 16. April 1904 berechnet bis auf einzelne Werte des
Gleitwiderstandes τ1, von denen weiter unten die Rede sein wird.
(Fortsetzung folgt.)