Einer der gebräuchlichsten modernen Baustoffe ist Stahlbeton. Die Bauarbeiter können den frischen Beton in fast jede beliebige Form bringen, was diesem Material einen großen Vorteil gegenüber anderen verleiht.
Damit der Beton jedoch seinen Zweck erfüllen kann und sehr haltbar ist, benötigt er eine Stahlbewehrung, in der Regel in Form von Stahlstäben oder geschweißten Drähten.
Hier kommen die Bewehrungspläne ins Spiel. Bei diesen Plänen handelt es sich in der Bauindustrie im Wesentlichen um Bewehrungszeichnungen (in CAD-Software erstellt), die die Bewehrung eines Betonbauteils darstellen.
In den Bewehrungsplänen sind Art und Lage aller zur Verwendung vorgesehenen Bewehrungsstähle (oder -drähte) angegeben. Sie werden in der Regel von einem Bauingenieur erstellt und anschließend von einem Prüfer vor der Fertigung kontrolliert.
In diesem Artikel werden die Bedeutung von Bewehrungsplänen und die Arten der Bewehrung im Bauwesen erläutert.
Bewehrungspläne dienen als Ausführungspläne, mit deren Hilfe der Bewehrungsstahl auf der Baustelle entsprechend den Vorgaben des Stahlbetonbauers geformt (oder gebogen) werden kann.
Wie bereits erwähnt, werden diese Pläne sorgfältig vom Bauingenieur entworfen, der für die Erstellung genauer statischer Analysen und korrekter statischer Berechnungen für das Bauprojekt verantwortlich ist.
Die Bewehrungspläne arbeiten mit den Schalungsplänen zusammen, die die Hauptgrundlage für die Form des jeweiligen Stahlbetonbauteils bilden.
Dank des Fortschritts in der modernen Technologie werden diese Pläne heute mit Hilfe von CAD-Programmen wie Allplan, die in Breon verwendet werden, präzise gezeichnet – anstelle des manuellen Zeichnens von Hand, das bis in die 80er und 90er Jahre (je nach Region) üblich gewesen ist.
Es gibt viele Gründe, warum ein Bewehrungsplan wichtig ist:
– In erster Linie stellt er sicher, dass das Betonbauteil allen Belastungsbedingungen standhält, ohne zu versagen.
– Zweitens ermöglicht er die Herstellung der Bewehrungsstähle nach Vorgabe und vermeidet so kostspielige Nacharbeiten auf der Baustelle.
– Schließlich dient er als wichtiges Kommunikationsmittel zwischen dem Bauingenieur (oder Zeichner) und dem Bauunternehmer, da er alle relevanten Informationen zur Bewehrung an einer einzigen Stelle bereitstellt.
Durch sein duktiles Verhalten erhöht die Bewehrung im Beton die Gesamtfestigkeit des Bauwerks. Wenn eine Betonplatte ohne Stahlbewehrung gegossen wird, bricht sie höchstwahrscheinlich zusammen, da sie keine große Last aufnehmen kann.
Die Bewehrungsmaterialien sind in der Regel in verschiedenen Formen von Stäben erhältlich, die entsprechend den Bewehrungsplänen miteinander verbunden werden.
Je nach Bewehrungsmaterial gibt es also vier verschiedene Arten von Bewehrungsplänen.
Wie der Name schon sagt, werden die kaltverformten Stäbe bei kälteren Raumtemperaturen hergestellt. Während des Kaltverformungsprozesses werden diese Stäbe den notwendigen Verdrehungen und Walzungen des Stahls unterzogen, damit sie verschiedene Bauprojekte unterstützen können.
Da die Temperatur jedoch kälter ist, sind sie weniger flexibel und können hauptsächlich für Projekte mit geringen Toleranzen verwendet werden. Obwohl sie weniger dehnbar sind, haben sie immer noch eine Zugfestigkeit von 60k psi (pounds per square inch).
Glatte Stäbe aus Baustahl sind in der Regel billiger in der Herstellung und haben eine glatte Form ohne Rippen auf der Oberfläche. Aufgrund ihrer Oberfläche sind viele Ingenieure der Meinung, dass sie sich nicht gut mit dem Beton verbinden und daher nicht für größere Bauprojekte geeignet sind.
Bauingenieure erstellen Bewehrungspläne mit diesen glatten Stäben meist für kleinere Projekte, bei denen das Budget knapper ist.
Der Baustahl hat eine geringere Zugfestigkeit von 40k psi.
Warmgewalzte verformte Stäbe gehören zu den beliebtesten Stäben in den Bewehrungsplänen, die Bauingenieure für Stahlbetonkonstruktionen verwenden.
Diese Stäbe werden bei heißen Temperaturen hergestellt, wobei die Oberfläche “verformt” wird und spezielle Rippen entwickelt werden. Diese Rippen ermöglichen es den Stahlstäben, eine feste Verbindung mit dem Beton einzugehen und ein Abrutschen zu verhindern.
Die durchschnittliche Zugfestigkeit der warmgewalzten verformten Stahlstäbe beträgt 60k psi.
Die stärksten Bewehrungsmaterialien in Bewehrungsplänen sind schließlich die Spannstahlstäbe. Sie werden kaltgeformt und bestehen aus mehreren Drähten, die auch als Spannglieder bezeichnet werden und aus 2-7 Drahtlitzen bestehen.
Diese Stäbe haben eine unglaubliche Zugfestigkeit von 250-270k psi und werden meist für Brücken oder andere große Betonplatten in Gebäuden verwendet.
Der Zweck der Verwendung von Bewehrung in Beton kann in drei Hauptbereiche unterteilt werden:
Die Bewehrung trägt zur Sicherheit eines jeden Bauwerks bei, insbesondere in stark beanspruchten Bereichen.
Die Stahlbewehrungen sind in standardisierten Formen und Mustern erhältlich, die effektiver sind als herkömmliche Bewehrungen. Sie verstärken diesen schwachen Bereich des Betons drastisch, so dass er die Last ohne Probleme tragen kann.
Bauingenieure können die Gesamtkosten des Projekts optimieren, indem sie moderne standardisierte Bewehrungen (und präzise Bewehrungspläne) verwenden.
Der Einsatz von industriell gefertigter Bewehrung kann den Arbeitsaufwand für die Herstellung und den Einbau erheblich reduzieren.
Bewehrungen können den Bauingenieuren das Leben erleichtern, da sie die Stahlstäbe selbst bei komplexen Strukturen leicht vor Ort einbauen können (natürlich nur, wenn der Bewehrungsplan solide ist).
Dadurch werden auch die Arbeitskosten für die Verlegung gesenkt und eine optimale Verteilung der Bewehrung gewährleistet.
Hier sind einige der wichtigsten Vorteile der Bewehrung:
1. Es verleiht der Struktur Verformbarkeit, Stabilität und Robustheit.
2. Es hat eine hohe Feuerbeständigkeit (oder eine andere Wetterbeständigkeit).
3. Es hat niedrige Wartungskosten (es ist kosteneffektiv).
4. Es ist vielseitig und kann in viele verschiedene Formen gebracht werden.
5. Es ist leicht zugänglich (es gibt viele Stahllieferanten da draußen).
6. Er kann leicht recycelt und für neue Konstruktionen verwendet werden.
7. Er verhindert katastrophale Ereignisse wie Versagen der Struktur.
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Referenzen:
https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Reinforcement_detailing
https://civilengineeringtotalconcept.com/2021/03/01/reinforcement-function-and-its-types/
https://basiccivilengineering.com/2015/05/what-is-reinforcement-in-construction.html
https://second.wiki/wiki/bewehrungsplan
https://theconstructor.org/building/steel-reinforcement-types-properties/24437/
