Beckenkonstruktionen aus Stahlbeton - DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlأ¤ssige Bauwerke aus Beton...

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  • BECKENKONSTRUKTIONEN AUS BECKENKONSTRUKTIONEN AUS BECKENKONSTRUKTIONEN AUS BECKENKONSTRUKTIONEN AUS

    STAHLBETONSTAHLBETONSTAHLBETONSTAHLBETON

    GEM. DIN EN 206 – „BETON“ UND DIN 1045 – „TRAGWERKE AUS BETON, STAHLBETON UND SPANNBETON“

    WASSERUNDURCHLÄSSIGER BETON GEM. DAfStb - RICHTLINIE „WASSERUNDURCHLÄSSIGE BAUWERKE AUS BETON, 11/2003“

    GEM. MERKBLATT DGfdB 25.04 „SCHWIMM- UND BADEBECKEN AUS STAHLBETON“

    GEM. MERKBLATT DGfdB 25.01 „SCHWINDEN UND QUELLEN VON STAHLBETONBECKEN“, EINFLUSS AUF DAS VERBUNDVERHALTEN KERAMISCHER BELÄGE.

  • Gliederung 1. Allgemeines 2. Begriffe 3. Regelwerke 4. Lastfall Wasser 5. Grundlegende WU-Planung 6. Konstruktionsfestlegungen 7. Anforderungen an den Beton 8. Bauausführung 9. Fehler/Fehlerbeseitigung 10. Keramische Auskleidungen auf Beton –

    Schwinden und deren Einfluss auf das Verbundverhalten

    11. Literatur

  • 1. Allgemeines Beckenbauwerke sind Wasserbehälter, die der Belastung aus drückendem Wasser ausgesetzt sind und entsprechend abgedichtet werden müssen. Man unterscheidet starre und hautförmige Abdichtungen. Hautförmige, auf der wasserzugewandten Seite aufgebrachte Abdichtungen sind nach DIN 18195 genormt und entkoppeln tragende und abdichtende Funktion des Bauwerks. Der Anwendungsbereich der DIN 18195 beinhaltet keine wasserundurchlässigen Bauwerke aus Beton. Als wasserundurchlässig (WU)-Konstruktionen bezeichnet man Bauwerke aus Beton, die ohne zusätzliche hautförmige Abdichtung erstellt werden und allein aufgrund des Baustoffs und besonderer konstruktiver Maßnahmen wie Fugenabdichtungen und Rissbreitenbegrenzung einen Wasserdurchtritt in flüssiger Form verhindern. Eine Diffusion von Wasserdampf wird nicht unterbunden. WU-Bauwerke aus Beton gehören zu der Gruppe der starren Abdichtungen und verbinden die tragende und abdichtende Funktion in einer Schicht miteinander. Vorteil dieser Bauweise ist die einfache, einschichtige Konstruktion der Becken, die gegen-über mechanischen Angriffen unempfindlich ist. Die Herstellung ist witterungsunabhängig. Eventuelle Undichtigkeiten lassen sich leicht räumlich eingrenzen. Nachteilig ist ein höherer Planungsaufwand der Baukonstruktion, auf den nachfolgend eingegangen wird. Raum- bzw. Dehnfugen zwischen Beckenteilen erfordern meist aufwendige Fugenkonstruktionen.

    2. Begriffe Weiße Wannen:

    Wasserundurchlässig geplante Bauwerke in Form einer geschlossenen Wanne, bei der Abdichtung und Tragwirkung vom Baustoff Beton übernommen wird. Die Planung beinhaltet Aussagen zur Rissverteilung bzw. einen Nachweis zur Begrenzung der Rissbreite sowie eine detaillierte Vorgabe der Fugensicherungsmaßnahmen. Die in der Regel hellen Betonoberflächen haben zur der Namensgebung geführt. Schwarze Wannen:

    Bauwerke mit hautförmiger, früher häufig schwarzer, meist bituminöser oder kunststoffhaltiger Abdichtung, die als Bahnen bzw. als Anstrich oder gespachtelt aufge-tragen werden. Die Ausführung ist in DIN 18195 genormt.

  • 3. Regelwerke

    Bis vor kurzem gab es in Deutschland kein einheitliches Regelwerk für den Bau wasserundurchlässiger Bauwerke aus Beton. Auf Grundlage allgemeiner Regelwerke für den Betonbau wie DIN 1045 / DIN EN 206-1 gibt es Merkblätter mit empfehlendem Charakter von Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein und von der Bauberatung Zement (Tafel 1). Die „Weisse Wanne“ ist in der DIN 18195 aus 2000 enthalten mit der Aussage: „Diese Norm gilt nicht für Bauteile, die so wasserundurchlässig sind, dass die Dauerhaftigkeit des Bauteils und die Nutzbarkeit des Bauwerkes ohne weitere Abdichtung im Sinne dieser Norm gegeben sind.“ Die DIN EN 206 und die DIN 1045 /1-4 enthalten ebenfalls keine speziellen Regelungen für die „Weisse Wanne“. Im November 2003 ist vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) die Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Bauwerke)“ herausgegeben worden. Die Aufgabe dieser WU-Richtlinie kann als Rahmen-Norm verstanden werden, die Festlegungen, Nachweise und Empfehlungen für die Planung und die Ausführung vorgibt, jedoch keine Konstruktionsdetails enthält. Bauphysikalische Besonderheiten sind allerdings weiterhin gesondert zu berücksichtigen.

  • Lohmeyer, G: Weisse Wannen – einfach und sicher. Verlag Bau + Technik VBT, Düsseldorf 2000

    DIN 7865 : Elastomer-Fugenbänder zur Abdichtung von Fugen in Beton, Teile 1 u. 2 DIN 18541: Fugenbänder aus thermoplastischen Kunststoffen zur Abdichtung von

    Fugen in Beton, Teile 1 u. 2 E DIN 18197: Abdichten von Fugen in Beton mit Fugenbändern

    Zementmerkblätter: Schriftenreihe der Bauberatung Zement, Verlag Bau + Technik VBT, Düsseldorf

    H 10: Wasserundurchlässige Bauwerke, 08/2002 B 22: Arbeitsfugen. 01/2002

    Merkblätter Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.V. (DBV), Berlin Wasserundurchlässige Baukörper aus Beton 06/1996 Fugendichtungen im Hochbau. 1996 Fugenausbildung aus ausgewählten Baukörpern aus Beton. 04/2001 Verpresste Injektionsschläuche für Arbeitsfugen. 06/1996 Abstandshalter. 06/1996 Betonierbarkeit von Bauteilen aus Beton und Stahlbeton. 11/1996 Sachstandsbericht „Quellfähige Fugeneinlagen für Arbeitsfugen“. 02/1999

    DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie), Ausgabe Nov. 2003, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Berlin

    DIN EN 206-1 Beton: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung, Konformität. 07/2001

    DIN 1045 Tragwerke aus Beton, Stahl- und Spannbeton. 07/2001 Teil –1 - Bemessung und Konstruktion Teil – 2 - Deutsche Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1 Teil – 3 - Bauausführung Teil – 4 - Regeln für Herstellung, Überwachung von Fertigteilen

    DIN-Fachbericht 100: Beton, Zusammenstellung von DIN EN 206-1 und DIN 1045-2; 1. Auflage 2001

    Tafel 1: Regelwerke und Empfehlungen für den Bau von wasserundurchlässigen Bauwerken aus Beton

  • 4. Lastfall Wasser WU-Konstruktionen verhindern den Durchtritt von Wasser in flüssiger Form. Die Kenntnis über den anstehenden Lastfall „Wasser“ ist deshalb von großer Bedeutung. Aus der Höhe der Druckwasserbelastung wird in Abhängigkeit von der Wand- oder Sohlplattendicke die maximale Rissbreite bestimmt, die unter Berücksichtigung der Selbstheilung der Risse rechnerisch angenommen werden darf. Die Art der Wasserbeanspruchung wird in eine Beanspruchungsgruppe eingestuft.

    Neben dem hydrostatischen Wasserdruck muss ein eventueller Angriff des Wassers berücksichtigt werden.

  • 5. Grundlegende WU-Planung Eine wasserundurchlässige Betonkonstruktion erfordert mehr als nur den Baustoff „wasserundurchlässiger Beton“ oder „Beton mit hohem Wassereindringwiderstand“, um funktionsfähig zu sein. Die in der Planung zu berücksichtigenden einzelnen Elemente sind: • Baustoff

    Beton mit hohem Wassereindringwiderstand (neue Bezeichnung nach DIN 1045-2) (früher: wasserundurchlässiger Beton oder WU-Beton)

    • Zwangsspannungen im Bauwerk; Aussagen zur Rissbreite, Bewehrungsführung; Nachweis zur Begrenzung der Rissbreite

    • Fugenplanung Auswahl und Anordnung von Fugenabdichtungen

    • Bauausführung Betonierbarkeit, Festlegung von Betonierabschnitten, Verdichtung, Nachbehandlung

    • Bauphysik Wärmedämmung, Nutzungsanforderungen

  • Tafel 2 - Planungsabläufe für Schwimmbecken als Weisse Wanne

    Bodengutachten Art der

    Beanspruchung Druckwasser

    Grundwasseruntersuchung

    In Freibädern: Grund-, Schichten- u. Hochwasser

    Bemessungswasserstand

    Kein Angriff

    XA1

    Einstufung des Grundwassers

    Becken- Füllwasser

    Trinkwasser

    XS2, XD2, XA2XC4, XF1

    schwach

    ---

    starkmittel

    XA2 XA3

    Sole- oder Meerwasser

    Beton mit hohem Wassereindringwiderstand

    Nutzungsanforderungen Feuchtestellen aus Wasserdurchtritt unzulässig

    Bauteil- abmessungen

    Bauweise Festlegung der zul. Rißbreite

    Wahl der Fugenausbildung

    Überwachung DIN 1045-3

    Merkblatt 25.04 < 0,15 mm, bei H/D von > 5 = < 0,10 mm

  • 6. Konstruktionsfestlegungen Durch die kraftschlüssige Verbindung der zu unterschiedlichen Zeitpunkten betonierten Sohlplatte und Wände werden die Verformungen der Bauteile behindert. Auch die Reibung auf der Unterseite von Sohlplatten sowie die Gebäudegeometrie behindern Verformungen, die sich im Beton z.B. aufgrund Temperaturänderungen oder Trocknungsschwinden (Verkürzen durch Austrocknung) einstellen wollen. Dadurch entstehen Zwangsspannungen, die die Zugfestigkeit des Betons überschreiten können. An diesen Stellen reißt der Beton. Bei einer wasserundurchlässigen Betonkonstruktion müssen diese Risse auf eine vorher bestimmte maximale Rissbreite mit Hilfe von Bewehrungsstahl begrenzt werden. Alternativ kann auch versucht werden, die Entstehung der Zwangsspannungen durch eine günstigere zwangsarme Konstruktion zu vermindern. Zusammengefasst ist es möglich, eine Weisse Wanne zu konstruieren: • Bauweise mit beschränkter Rissbildung (voller Zwang -> Trennrissbildung mit Rissbreitenbegrenzung). Nachweis zur Begrenzung der Rissbreite; höhere Bewehrungsgehalte; wenig Fugen Unabhängig von den nachfolgend speziell für WU-Bauwerke durchzuführenden Planungsschritten müssen allgemeine Festlegungen nach DIN 1045 / DIN EN 206-1 getroffen werden. Dazu gehört z.B. die Bestimmung der Expositionsklassen, die wiederum Mindestdruckfestigkeitsklassen und die Maße für die Betondeckungen nach sich zieht. Es sollte immer eine einteilige Herstellung