Stenzel Beton Bodenplatten Bust 0405

277 2005 Ernst & Sohn Verlag fr Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin Beton- und Stahlbetonbau 100 (2005), Heft 4

Beton-Bodenplatten im Industriebau dienen als Fahrbahn, Lager-flche und Grndungsbauteil, z. B. fr Hochregallager. An die Ge-brauchseigenschaften Rutschfestigkeit, Ebenheit, Verschlei-festigkeit, Widerstand gegen chemischen Angriff, Dauerhaftigkeitund Standsicherheit werden hohe Anforderungen gestellt. Des-halb ist gerade bei Beton-Bodenplatten eine ganzheitliche Be-trachtung der Planungs- und Bauaufgabe besonders wichtig, umeine wirtschaftliche Konstruktion (niedrige Herstellkosten undgeringer Unterhaltsaufwand) gemeinsam mit dem Bauherrn fest-legen zu knnen. In diesem Beitrag werden die wesentlichenKonstruktions- und Bemessungsregeln fr Beton-Bodenplattenzusammenfassend dargestellt, um das Finden der fr jeden Ein-zelfall optimalen Lsung zu erleichtern.

Concrete Floor Slabs for Indoor and Outdoor Areas Design andConstructionConcrete floor slabs for industrial buildings are used as drive-ways, stock areas and foundations, e. g. for high rack ware-houses. It is very exacting to serve the customers demands asfor slippery safety, evenness, wear and chemical resistance,durability and stability. Especially for concrete floor slabs it isparticularly important to have an entire view on the constructionand building requirements to fix an economic solution in co-operation with the client.

The aim of this article is to summarize the substantial designand construction rules for concrete floor slabs in order to facili-tate the finding of an ideal solution.

1 Einfhrung

Betonstraen und Hallenbden aus Beton werden schonseit ber 100 Jahren erfolgreich geplant und ausgefhrt.Die technische Entwicklung ging einher mit der Weiter-entwicklung der Einbaumaschinen (z. B. Deckenfertiger,Flgelgltter) und der Betontechnologie (z. B. Luftporen-bildner, Fliemittel, Hartstoffeinstreuung) und ist wasden Straenbau betrifft zweifelsohne ausgereift. BeimBau von Beton-Bodenplatten im Hallen- und Industrie-bau hufen sich allerdings in letzter Zeit Schden, insbe-sondere bei starkem Gabelstaplerverkehr. Die aufgetrete-nen Schden gehen sowohl auf Planungsfehler (keinePlanung, falsche Konstruktion, Unterdimensionierung),Ausschreibungsfehler (1 Lage Q 188, Dicke und Fugen-anordnung nach Wahl des Auftragnehmers) als auch aufmangelhafte Sorgfalt bei der Ausfhrung (Betonbestel-lung, handwerkliches Knnen beim Einbau, Nachbehand-lung) zurck [1].

Umfangreiche Hinweise fr geeignete Konstruktio-nen fr Betonbden im Industriebau gibt [2], wobei dieKonstruktions- und Bemessungsvorschlge Bezug neh-men auf die im Betonstraenbau blichen Betone gem[3], [4] und [5]. Durch die Einfhrung der neuenDIN 1045 [6] besteht die Gefahr, da bei der Betonbestel-lung die Eigenschaften (Expositionsklassen) gem derneuen DIN 1045 mit den Eigenschaften eines Straenbau-betons (z. B. hohe Biegezugfestigkeit) verwechselt wer-den, was leicht zur Unterdimensionierung von nichttra-

genden und in der Regel unbewehrten Beton-Bodenplat-ten fhren kann. Ein weiterer wesentlicher Punkt ist, daBelastungen aus Gabelstaplerbetrieb wesentlich grereBeanspruchungen hervorrufen als die luftbereiften Fahr-zeuge im Straenverkehr. Deshalb wird in [1] empfohlen,die beliebte weil kostengnstige Ausfhrung von ge-schnittenen Scheinfugen nur bei geringem Gabelstapler-verkehr bis zu einer zulssigen Gesamtlast von 69 kN aus-zufhren. Den prinzipiellen Aufbau einer Beton-Boden-platte zeigt Bild 1. Zur Erreichung einer gleichmigen

Bei Beton-Bodenplatten ist eine ganzheitliche Betrachtung wichtig.

Beton-Bodenplatten fr Hallen- und FreiflchenKonstruktion und Bemessung

Gerhard Stenzel

Bild 1. Prinzipieller Aufbau einer Beton-BodenplatteFig. 1. Concrete floor slab principle

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Sonderdruck

und homogenen Auflagerung ist die Anordnung einerTragschicht immer erforderlich. Bei sehr tragfhigem Un-tergrund kann die Tragschicht selbstverstndlich durchAufnehmen und Wiedereinbauen des vorhandenen Bo-denmaterials hergestellt werden. Gleichermaen wichtigist, da der vorhandene Untergrund auch im Bereich vonFundamentarbeitsrumen und Rohrleitungsgrben sorg-fltig wieder eingebaut wird. Beim Einbau des Betons vonHand ist die Anordnung einer Gleitschicht (z. B. eine La-ge PE-Folie) immer sinnvoll, whrend sich beim Einbaumit Straendeckenfertigern die Verwendung eines Vlies-stoffes auf hydraulisch gebundenen Tragschichten durch-gesetzt hat (siehe auch [7]). Dies gilt auch, wenn eine Sau-berkeitsschicht geplant wird. Falls eine Beschichtung er-forderlich oder vorgesehen ist (eventuell auch zu einemspteren Zeitpunkt), ist eine Bauweise mit Scheinfugen(Bild 2) nur dann mglich, wenn die Beschichtung nicht

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G. Stenzel Beton-Bodenplatten fr Hallen- und Freiflchen Konstruktion und Bemessung

ber die Fugen hinweg gefhrt wird, weil die Beschichtungbei Fugenbewegungen durchreien oder nach oben aus-beulen wrde.

2 Lastannahmen und Baustoffkennwerte

Beton-Bodenplatten sind multifunktionale Bauteile, aufdie unter anderem folgende Beanspruchungen einwirkenknnen: Gabelstapler- und LKW-Verkehr Lagerlasten (Paletten, Schttgter) Regallasten (inkl. Aussteifungen) Belastung durch tragende/nichttragende Wnde Aufstellung von Maschinen Mechanische und chemische Beanspruchungen Wasserdruck (von unten oder oben) Setzungen und Bergsenkungen Gleichmige Temperaturnderungen ts Temperaturgradienten t Schwinden und Quellen des Betons Kriechverformungen des Betons

Gleichzeitig mssen Beton-Bodenplatten folgende Anfor-derungen an die Gebrauchsfhigkeit und Dauerhaftigkeiterfllen: Rutschfestigkeit Ebenheit Einwandfreie Entwsserung (vor allem im Freien) Verschleifestigkeit (bei Bedarf) elektrische Ableitfhigkeit

Auerdem sollen Beton-Bodenplatten nur geringe Unter-haltskosten verursachen und pflegeleicht sein.

Dies alles ist erfllbar, wenn sorgfltig geplant, kon-struiert und bemessen wird. Deshalb kommt zutreffendenLastannahmen bei Bodenplatten eine hohe Bedeutung zu.

Eigen- und Nutzlasten regelt DIN 1055-3 [8]. Hier seivor allem hingewiesen auf die Einzellasten aus Gabelstap-lerbetrieb, die neuerdings in sechs Kategorien eingeteiltsind. Nach dieser Norm sollte bereits geplant werden, ob-wohl sie noch nicht bauaufsichtlich eingefhrt ist. In Ta-belle 1 sind die anzusetzenden Werte fr Flchen- und

Bild 2. Scheinfugen mit VerdbelungFig. 2. Cut expansion joints with pinning

Tabelle 1. Charakteristische Werte fr Gabelstaplerbetrieb nach DIN 1055-3 [8]Table 1. Characteristic values for operation of fork lifts acc. to DIN 1055-3 [8]

Kategorie Zulssige Nenntrag- Flchenlast qk Radlast (Einzelrad) 1,4 QkGesamtlast fhigkeit (auf 0,20 m x 0,20 m)(Summe aus

Nenntragfhigkeit und Eigenlast)

Achse Lnge Breite [kN] [kN] [kN/m2] [kN] a [m] l [m] b [m]

G1 31 10 12,5 18 0,85 2,60 1,00

G2 46 15 15,0 28 0,95 3,00 1,10

G3 69 25 17,5 44 1,00 3,30 1,20

G4 100 40 20,0 63 1,20 4,00 1,40

G5 150 60 20,0 98 1,50 4,60 1,90

G6 190 80 20,0 120 1,80 5,10 2,30

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Sonderdruck aus: Beton- und Stahlbetonbau 100 (2005), Heft 4

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Radlasten infolge von Gabelstaplerbetrieb zusammenge-stellt. In dieser Tabelle ist der fr die Radlast anzusetzendeSchwingbeiwert von = 1,4 bereits bercksichtigt. In [2]werden fr sehr schwere Gabelstapler und Container-Por-talstapler Radlasten (ohne ) in Hhe von 150 kN angege-ben. Radlasten und Schwingbeiwerte von automatischenRegalbediengerten mssen mit dem jeweiligen Herstellerim Einzelfall abgestimmt werden.

Dies gilt auch fr die Eigen- und Nutzlasten von Re-galanlagen. Hier ist es notwendig, die Angaben der Her-steller kritisch zu hinterfragen und auch fr das Eigenge-wicht der Regale den Teilsicherheitsbeiwert fr Verkehrs-lasten Q = 1,5 anzuwenden. Auch wenn der Regalherstel-ler dies nicht angibt, ist zur Erzielung einer ausreichendenSicherheit gegen Umkippen immer eine Horizontallast inHhe von 1/100 der Gesamtlast in Hhe des Schwer-punkts anzunehmen [8]. Der Ansatz der vollen Regal-lasten bzw. der Flchenlasten gem Tabelle 1 ist insbe-sondere notwendig fr die Ermittlung von zentrischenZwangbeanspruchungen bei Beton-Bodenplatten im Frei-en oder in Torbereichen von Hallen.

Fr die Bercksichtigung von normalem LKW-Ver-kehr gengt gem [8] der Ansatz der Brckenklasse30/30 der DIN 1072 [9], das heit die Einzelachse mit130 kN. Die Bercksichtigung eines Schwingbeiwerts istnicht erforderlich (Radlast 0,5 130 = 65 kN, Aufstands-flche 200 mm 460 mm).

Vor allem bei Beton-Bodenplatten im Freien und inoffenen Hallen, aber auch bei Hallenbden im Bereichvon Toren und Glasfassaden, sind gleichmige Tempera-turnderungen ts zu bercksichtigen. Gem DIN 1055-7[10] darf in Deutschland die minimale Auenlufttempera-tur zu 24 C und die maximale Auenlufttemperatur zu+37 C angenommen werden. Das heit, Lngennderun-gen von Plattenfeldern im Freien sind fr 24 K + 37 K 60 K zu ermglichen. Dabei ist als Herstelltemperatur dieum den Betrag der Hydratationswrmeentwicklung (ca.10 K 20 K) erhhte durchschnittliche Frischbetontem-peratur anzunehmen. Zustzlich sind Schwind- undQuellverformungen des Betons bei der Dimensionierungvon Fugenkonstruktionen anzusetzen. Insbesondere beigroen Fassadenverglasungen knnen auch in geschlosse-nen Hallen Temperaturen bis zu 35 C auftreten, wie derSommer 2003 gezeigt hat!

Hinweise zum Ansatz eines zutreffenden Temperatur-gradienten z. B. infolge von Sonneneinstrahlung imWinter (oben wrmer) oder Gewitterregen im Sommer(unten wrmer) finden sich im Anhang A von [10] undin [4]:

oben wrmer: t = 0,08 bis 0,09 K/mmunten wrmer: t = 0,03 bis 0,04 K/mm

Der Verfasser empfiehlt, fr Freiflchen und offene Hallen0,09 K/mm (oben wrmer) bzw. 0,04 K/mm anzusetzen(dies gilt unter Umstnden auch fr den Bauzustand beiHallenbden). In geschlossenen Hallen ist der Ansatz ei-nes Temperaturgradienten nicht erforderlich, wenn dieBeton-Bodenplatte erst nach der Fertigstellung von Dachund Auenwnden betoniert wird und die Halle vor derFrostperiode bereits beheizt wird. Der Regelfall ist aber,da aus baubetrieblichen Grnden zwar das Dach fertig-

gestellt, aber die Auenwnde noch nicht geschlossensind, wenn die Beton-Bodenplatte betoniert wird. In die-sem Fall und wenn groe Fassadenverglasungen oder vie-le Tore (Logistikzentren) vorhanden sind, empfiehlt derVerfasser, bei der Bemessung einen Temperaturgradientenvon 0,04 K/mm (sowohl fr oben als auch fr unten wr-mer) anzusetzen. Die notwendigen Baustoffkenngrenfr Schwinden, Quellen und Kriechen des Betons knnenz. B. der DIN 1045 [6] entnommen werden.

Der bersichtlichkeit und Einfachheit halber solltendie vernderlichen Lasten mit dem TeilsicherheitsbeiwertQ = 1,5 und die Zwangbeanspruchungen (Temperatur,Schwinden/Quellen, Kriechen und Vorspannung) mitZwang = 1,0 angesetzt werden. DerAnsatz von Kombinati-onsbeiwerten wrde eine rechnerische Genauigkeit vor-tuschen, die bei Beton-Bodenplatten aufgrund der viel-fltigen Einflsse nicht annhernd erzielbar ist. Dies giltauch fr den Ansatz des E-Moduls des Betons, der in derneuen DIN 1045 [6] unntigerweise mit drei gltigen Zif-fern angegeben ist. Fr die Konstruktion und Bemessungvon Beton-Bodenplatten ist eine Annahme des E-Modulsmit Ec = 30000 N/mm2 (wie z. B. auch in [4]) fr die b-lichen Betonsorten B25, B35 gem [3] und C25/30,C30/37 gem [6] genau genug. Die lineare Wrmedehn-zahl t fr Beton, Betonstahl und Spannstahl darf mit1,0 105 K-1 angenommen werden [6].

3 Unbewehrte Beton-Bodenplatten3.1 Anwendung im Straenbau

Die bekannteste Anwendung von unbewehrten Beton-Bo-denplatten ist zweifelsohne der Betonstraenbau. Eineausfhrliche Darstellung enthlt [4]. Eine unbewehrte Be-tonstrae wurde erstmals 1888 in Breslau hergestellt. Be-tonstraen weisen bei entsprechender konstruktiverDurchbildung eine hohe Dauerhaftigkeit auf. Im Be-reich des BMVBW klassifiziert die Richtlinie fr die Stan-dardisierung des Oberbaus von Verkehrsflchen (RStO 01[7]) verschiedene Bauweisen in Abhngigkeit von der Ver-kehrsbelastung (Bild 3).

3.1.1 Berechnung der Lastspannungen der Betonplatte

Die Dimensionierung der Bauklassen der RStO 01 [7] be-ruht auf langjhriger Erfahrung der Straenbauverwaltun-gen und zahlreichen Untersuchungen von Eisenmann inVerbindung mit dem empirisch verbesserten Rechenver-fahren nach Westergaard. Obwohl dieses Verfahren wedergenau noch dimensionsfrei ist, stellt es doch bis heutedie anschaulichste und zutreffendste Mglichkeit dar, Bie-gezugspannungen in flchig aufliegenden Beton-Boden-platten zu bestimmen. Das gleiche Verfahren dient bri-gens auch zur Berechnung von Estrichen auf Tritt-schalldmmschichten. Es beruht auf der Berechnung derBiegezugspannungen einer elastisch gebetteten Platte un-ter einer Topflast fr die drei Laststellungen Plattenmit-te, Plattenrand und Plattenecke. Die aus [5] entnomme-nen Formeln sind in Bild 4 dargestellt. Die Formeln zeigenanschaulich die Einflsse der beiden wichtigsten Para-meter: Die Radlast Q geht linear in die Berechnung der Biege-

zugspannungen ein.

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Die Dicke h der Beton-Bodenplatte geht quadratisch(das Widerstandsmoment dominiert) in die Biegespan-nungsermittlung ein.

Eine weitere Auswertung der Rechenformeln in [4] ltfolgende Aussagen zu: Eine Vernderung des Bettungsmoduls um 50% vern-

dert die Biegezugspannungen nur unwesentlich. Eine Schwankung des E-Moduls des Betons um 20%

hat auf die Biegespannungen nur einen geringen Ein-flu.

Die maximalen Biegezugspannungen fr die Laststel-lungen Plattenrand und Plattenecke sind etwa gleich

Fr die Dauerhaftigkeit von Beton-Bodenplatten sind ausreichend dimensionierte Tragschichten

zwingend erforderlich.

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gro und etwa doppelt so gro wie bei der LaststellungPlattenmitte.

Die im Straenbau bliche Verdbelung (Bild 2) der Fu-gen reduziert die maximalen Biegezugspannungen amPlattenrand und in der Plattenecke auf in etwa den 1,5fa-chen Wert der Laststellung Plattenmitte. Allerdings wirdin [1] empfohlen, dies bei der Bemessung von Hallenb-den (groes Schwindma) auer acht zu lassen, weil an-sonsten die Beton-Bodenplatte im Bereich von unver-meidlichen Trennrissen oder spteren baulichen Vernde-rungen unterdimensioniert wre. In [4] wird auch gezeigt,da die in Beton-Bodenplatten unter Einzellasten auftre-tenden Biegezugspannungen rasch abklingen und da b-liche Tandem- bzw. Doppelachsen im Vergleich zum An-satz einer Einzel-Radlast keine nennenswerte Erhhungder maximalen Biegezugspannungen in der Platte bewir-ken. Dies gilt genauso fr die in Tabelle 1 angegebenenEinzel-Radlasten fr Gabelstapler.

Bild 3. Klassifizierte Bau-weisen mit Betondeckengem RStO 01 [7] (Auszug)Fig. 3. Classified construc-tion methods of concrete roadsurfaces acc. to RStO 01 [7]

Bild 4. Verbessertes Rechen-verfahren nach Westergaard(aus [5])Fig. 4. Improved calculationformulas of Westergaard(from [5])

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3.1.2 Berechnung der Temperaturspannungen der Betonplatte

Fr unbewehrte Straen- und Verkehrsflchen sind im-mer Fugen erforderlich. Am besten bewhrt haben sich(zum frhest mglichen Zeitpunkt nach dem Betonieren)eingeschnittene, verdbelte Scheinfugen (Bild 2). Schein-fugen sind zur Reduzierung der Beanspruchungen infolgevon nderungen der Mitteltemperatur ts bzw. Schwin-den/Quellen und infolge ungleichmiger Erwrmung/Abkhlung t notwendig.

Eine verformungsbehinderte, fugenlose Beton-Bo-denplatte reit bereits bei einer Abkhlung um 20 K auf,wie sich leicht zeigen lt:

t = t ts Ect = 1,0 105 20 30000

= 6 N/mm2 2 fctm gem [6] Trennri

Man erkennt sofort, da die Zugfestigkeit fctm des Betonsnicht ausreicht, um Trennrisse zu verhindern. Dies gilt frFreiflchen wegen der jahreszeitlich bedingten Tempera-turunterschiede und fr Innenrume (Hallen) wegen desEndschwindmaes von 0,20 bis 0,40, was einer zu-stzlichen Abkhlung um 20 K bis 40 K entspricht.

Deshalb werden beim Bau von Betonstraen immerScheinfugen im Abstand von 25 h angeordnet. Das ergibtbei der Regeldicke von 260 mm einen Scheinfugenabstandvon max. 6,50 m, blich sind 5,00 m.

Unter der Voraussetzung, da keine stndigen Ver-tikallasten einwirken und der Bewegungsmittelpunkt in derFeldmitte liegt, kann man die durch eine Temperaturabsen-kung entstehende Normalspannung t wie folgt berechnen:

mit Wichte des Betons [MN/m2]L Plattenlnge [m]R Reibungsbeiwert in der Bodenfuge

1,6 bei der Erstbewegung (auf Untergrund)0,8 fr wiederholte Bewegungen0,8 bei 2lagiger Folie (Erstbewegung)0,4 fr Flchengleitlager (Erstbewegung)(weitere Werte z. B. in [11])

Fr eine nur durch ihr Eigengewicht belastete Bodenplattemit 6,50 m Scheinfugenabstand ergibt sich fr die Erstbe-wegung

Man erkennt, da dieser Einflu nicht magebend fr dieBemessung ist.

max , , , /t N mm= =24 106 50

216 0123 2

max t R t S cL t E= 2

Fr unbewehrte Beton-Bodenplatten im Freien sind immer Fugen im Abstand von max. 25 h erforderlich.

Die Gre der zugehrigen Fugenffnung (der Ein-flu der Dehnungsbehinderung infolge von Reibung istvernachlssigbar klein) betrgt fr eine Abkhlung ts:

l = t ts L

Fr die Beton-Bodenplatte mit einem Scheinfugenabstandvon 6,50 m ergibt sich bei einer Abkhlung um 30 K:

l = 1,0 10-5 30 6500 = 2,0 mm

Das heit, die maximale Fugenbewegung betrgt 2 2,0 =4,0 mm, was bei elastischer Verfugung einen Fugenspaltvon mindestens 4 4,0 mm 15 mm erfordert.

3.1.3 Berechnung der Wlbspannungen der Betonplatte(infolge t)

Ausgelst durch die Sonneneinstrahlung entsteht an derPlattenoberflche ein maximaler Temperaturgradient vont = 0,09 K/mm [4]. Diese Erwrmung von oben verur-sacht ein Hochwlben der Betonplatte in Feldmitte. Die-ser Hochwlbung wirkt das Eigengewicht entgegen undaktiviert ein Biegemoment, welches an der Plattenunter-seite zu Biegezugspannungen fhrt, die der Einfachheithalber als Wlbspannungen bezeichnet werden. Ist diePlatte lnger als die von Eisenmann/Leykauf definiertePlattenlnge lKrit, kommt die Betonplatte in der Mitte zumAufliegen und verhlt sich in diesem Bereich ideal gemelastischer Plattentheorie bei eingespannten Rndern:

mit Querdehnzahl = 0,17t Temperaturgradient [K/mm]

Sonneneinstrahlung 0,09 K/mmGewitterregen 0,04 K/mm

h Plattendicke in [mm]

Fr eine unendlich ausgedehnte, 26 cm dicke Platte ergibtsich bei Sonneneinstrahlung:

Dieser Wert ist grer als die charakteristische Biegezug-festigkeit fctk,fl und zeigt, da eine unbewehrte Betonplattenur dann dauerhaft funktionieren kann, wenn die Hoch-wlbung durch die entsprechende Wahl kleiner Feld-gren zugelassen wird. Eisenmann/Leykauf geben hier-fr in [4] die Formel fr die reduzierte Wlbspannung red.w an:

mitL PlattenlngelKrit 33 h fr Stbe und schmale Platten

37 h fr quadratische Platten(Voraussetzung: keine Normalkrfte in der Platte)

redL mm

lN mmW

kritW.

, / =

[ ]

[ ]

400

0 9

2

2

W N mm=

=

11 017

0 09 2602

10 10 30000 4 25 2,

, , , /

W t cth E =

11 2

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Fr die 26 cm dicke, quadratische Betonplatte mit einemScheinfugenabstand von 6,50 m ergibt sich dann:

und somit eine Reduzierung auf 50% der Wlbspannungeiner fugenlose Platte. Diese Biegezugspannung tritt inFeldmitte auf der Plattenunterseite auf und ist daher nurmit der Laststellung Plattenmitte zu berlagern.

Bei einerAbkhlung der Plattenoberseite (Nachtstun-den bzw. Gewitterregen im Sommer) treten max. Tempe-raturgradienten von 0,04 K/mm auf, was fr die 26 cmdicke, fugenlose Platte zu maximalen Biegezugspannun-gen von etwa 1,9 N/mm2 an der Plattenoberseite fhrt.Fr die Regelplatte mit 6,50 m Scheinfugenabstand entste-hen gem [4] in diesem Fall Wlbspannungen von max.1,5 N/mm2 an der Plattenoberseite in Feldmitte, welchebei der Superposition mit der Laststellung Plattenecke zukeiner nennenswerten Erhhung der Biegezugspannun-gen an der Plattenoberseite fhrten.

3.1.4 Anforderungen an die Tragschicht und den Unterbau

Fr die Dimensionierung der Tragschicht sind zahlreicheVersuche und rechnerische Untersuchungen am Lehr-stuhl und Prfamt fr den Bau von Landverkehrswegender TU Mnchen durchgefhrt worden. Zusammen mitden Erfahrungen der Straenbauverwaltungen sind dieseErgebnisse in die RStO 01 [7] (Bild 3) eingeflossen.

Neben den Vorgaben zur Dicke der einzelnen Schich-ten sind auch Verformungsmoduln EV2 vorgegeben, dieauf dem Untergrund (EV2 mind. 45 N/mm2) bzw. auf derOberflche der Frostschutzschicht (EV2 mind. 100 bzw.120 N/mm2) erreicht werden mssen (Abnahmekriteri-um). Die Verformungsmoduln EV2 werden ber Platten-druckversuche gem DIN 18134 [12] ermittelt.

Mit dem Plattendruckversuch wird das Tragverhaltendes Bodens bis zu einer dem 2fachen Plattendurchmesser(300 mm bzw. 762 mm) entsprechenden Tiefe bestimmt.Um aussagekrftige Ergebnisse zu erhalten, ist deshalb frTragschichten eine Lastplatte mit Durchmesser 300 mmund fr den Untergrund mit Durchmesser 762 mm zu ver-wenden.

3.1.5 Ermittlung des Bettungsmoduls

Fr eine direkt auf dem (homogenen) Untergrund auflie-gende Beton-Bodenplatte (Zweischichtensystem) kannder Bettungsmodul fr die Ermittlung der Lastspannungeninfolge von Einzellasten gem [5] mit folgender Formelermittelt werden:

mitk Bettungsmodul [N/mm3]EU E-Modul des Untergrunds [N/mm2]

(z. B. Steifenmodul ES oder Verformungsmodul EV2)

Fr eine 220 mm dicke Beton-Bodenplatte, die direkt aufdem Untergrund (EV2 = 45 N/mm2) aufliegt, erhlt man:

k E h E EU C U / , /= ( )0 83 3

red N mmW.

, , , / =

=

6500 4000 9 37 260

4 2 212

2

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Fr einen besseren Untergrund mit einem SteifemodulES = 80 N/mm2 erhlt man

Auf eine Wiedergabe der Formel fr das Dreischichten-system bestehend aus der Betonplatte, der Tragschichtund dem Untergrund wird hier verzichtet, weil ungebun-dene Tragschichten den Bettungsmodul nur geringfgigbeeinflussen und ein Anwenden der obigen Formel (ohneAnsatz der Tragschicht) genau genug ist. Daraus darf al-lerdings keinesfalls der Schlu gezogen werden, da Trag-schichten nicht notwendig wren im Gegenteil: Fr dieDauerhaftigkeit ist die Anordnung einer Tragschicht un-umgnglich!

Die oben genannte Beziehung fr die Berechnungdes Bettungsmoduls gilt nur fr Einzellasten, wobei dieLastverteilung im Untergrund bercksichtigt ist. FrFlchenlasten (z. B. Lagerlasten bei Gabelstaplerbetrieb)mu anhand einer Setzungsberechnung der Bettungsmo-dul k in gewohnter Weise als Flchenfeder bestimmtwerden:

mitq Flchenlast [N/mm2]s zugehrige Setzung [mm]

Wegen des geringeren Einflusses der Lastausbreitung imUntergrund werden sich hierbei niedrigere Bettungsmo-duln (0,03 N/mm3 bis 0,005 N/mm3) errechnen. Damitdas Superpositionsprinzip fr die Lastfall-berlagerungangewendet werden kann, sollte, auf der sicheren Seite lie-gend, der niedrigere Bettungsmodul dann auch fr die Er-mittlung der Lastspannungen infolge Einzellasten ange-setzt werden.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, da bei einerEDV-Berechnung von elastisch gebetteten Platten (insbe-sondere beim Ansatz von Temperaturgradienten) daraufzu achten ist, da rechnerisch auftretende Zugfedern imabhebenden Plattenbereich eliminiert werden, wobei wie-derum das Superpositionsprinzip seine Gltigkeit verliert(nichtlineare Berechnung).

Steife Wrmedmmstoffe unter Beton-Bodenplatten(z. B. Schaumglas oder extrudierte Polystyrol-Hart-schaumplatten) haben keinen nennenswerten Einflu aufdie Ermittlung des Bettungsmoduls, weil sie wesentlichsteifer als bliche Untergrnde sind.

3.2 Anwendung fr nichttragende Beton-Bodenplatten3.2.1 Allgemeines

Unbewehrte Beton-Bodenplatten sind nur fr nichttragen-de Konstruktionen baurechtlich erlaubt und fallen somitauch nicht in den Anwendungsbereich der DIN 1045.Selbstverstndlich ist es aber mglich und sinnvoll, dieLieferung des Baustoffs Beton mit den in der DIN 1045definierten Eigenschaften auszuschreiben und zu planen.

k qs

N mm [ / ]= 3

k N mm kN m= ( )=80 0 83 220 30000 80 0 06 600003 3 3/ , / , / ( / )

k N mm kN m= ( )=45 0 83 220 30000 45 0 03 300003 3 3/ , / , / ( / )

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Hier sei besonders auf folgendes hingewiesen:Schwindfugen sind Wartungsfugen! Kantenausbrche sindunvermeidbar!

3.2.2 Bemessung

Fr die Bemessung von unbewehrten Beton-Bodenplattenim Grenzzustand der Tragfhigkeit schlgt [1] einen Nach-weis auf der Ebene von Spannungen vor, wobei die ge-genber der zentrischen Zugfestigkeit fctk hhere Biegezug-festigkeit des Betons fctk,fl angesetzt werden darf. Weil dieBiegezugfestigkeit in der neuen DIN 1045 [6] als Fe-stigkeitskennwert des Betons nicht angegeben ist, wird in[1] eine Nherungsformel fr die Berechnung der charak-teristischen Biegezugfestigkeit des Betons fctk,fl angegeben:

fctk,fl = kh fctk;0,05

mit dem Dickenbeiwertkh = 1,6 h [m] 1,0

undh = Plattendicke [m]fctk;0,05 = zentrische Zugfestigkeit des Betons (5% Quan-

til), z. B. gem [6], Tab. 9

Eine Auswertung der charakteristischen Biegezugfestig-keit fr verschiedene Plattendicken zeigt Tabelle 3. Alter-nativ zur Betonbestellung nach den gem DIN 1045 [6]definierten Eigenschaften kann bei nichttragenden Beton-Bodenplatten analog zur ZTV Beton-StB 01 [3] selbstver-stndlich auch ein Beton mit einer vorgegebenen Biege-zugfestigkeit ausgeschrieben und bestellt werden. Die Pr-fung sollte dann vorzugsweise nach DIN 1048-5 [14] anBalken 150 mm 150 mm 700 mm erfolgen, wobei 95%der Probekrper den vorgegebenen Wert erreichen ms-sen.

Als charakteristischer Wert fr die Bemessung darfaber als Dauerstandsfestigkeit fr den mehrachsigen

bernehmen Beton-Bodenplatten auch fr die Standsi-cherheit relevante Funktionen (tragend), so ist einStandsicherheitsnachweis entsprechend der im jeweiligenBundesland eingefhrten Liste der Technischen Baube-stimmungen zu fhren. Dies ist insbesondere dann derFall, wenn die Beton-Bodenplatte auch eine aussteifendeFunktion bernimmt oder andere Bauteile, wie z. B. tra-gende Mauerwerkswnde oder Hochregale mit mehr als7,50 m Lagerhhe (Oberkante Lagergut) zu tragen hat(siehe z. B. [13]).

Beton-Bodenplatten sind in der Regel nicht so hufi-gen Lastwechseln wie im Straenbau ausgesetzt, mssenaber oftmals hhere Einzellasten und auch Flchenlasten(z. B. Container, Paletten, Schttgter) abtragen. Weil dasKonstruktionsprinzip unbewehrter Beton-Bodenplattenanalog zum Straenbau ist, kommt auch hier der konse-quenten planerischen Umsetzung die grte Bedeutungzu.

In [2] hat Lohmeyer in Abhngigkeit von der maxi-malen Einzellast Q bewhrte Anforderungen an die Ver-formungsmoduln EV2 des Untergrunds und der Trag-schicht sowie an Mindestwerte der Tragschichtdicke dar-gestellt. Eine Zusammenfassung enthlt Tabelle 2. Fr dieGebrauchsfhigkeit und Dauerhaftigkeit ist es zwingenderforderlich, diese Konstruktionsregeln einzuhalten. EineUnterteilung in annhernd quadratische Plattenfelder,z. B. durch Einschneiden von Scheinfugen, im Abstandvon 25 h, max. 7,50 m (im Freien) bzw. im Abstand von35 h, max. 8,50 m (in geschlossenen Hallen), ist erforder-lich. Wegen der Gefahr des frhzeitigen Kantenausbruchsan den Scheinfugen bei Gabelstaplerverkehr wird in [1]empfohlen, Konstruktionen mit Scheinfugen nur beiGabelstaplerbetrieb bis zur Lastkategorie G3 (zulssigeGesamtlast 69 kN) gem DIN 1055-3 [8] anzuwenden.

Fr nichttragende Beton-Bodenplatten mu die DIN 1045 nicht angewendet werden.

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Tabelle 2. Mindestdicken fr Tragschichten dT und zugehrige erforderliche Verformungsmoduln des Untergrunds und der Tragschicht (nach [2])Table 2. Minimum thicknesses for base layers dT and related required deformation moduli (acc. to [2])

Radlast (Einzelrad) Qk [kN]Mindestdicken dT [cm] 20 30 45 60 100 120 150 200

Kies R3 30 35

Kies R2 20 25 30 35

Kies R1 20 25 30 35

Schotter B2 20 30 35

Schotter B1 20 25 30

Bodenverfestigung mit Zement, baugemischt 20 25 30

Bodenverfestigung mit Zement, zentralgemischt 15 20 25

hydraulisch gebundene Kiestragschicht 15 20 25

hydraulisch gebundene Schottertragschicht 15 20

Beton C8/10 15 20

erf Ev2 des Untergrunds 45 45 45 45 60 70 80 100

[N/mm2] der Tragschicht 100 100 100 100 120 130 150 180

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Spannungszustand nur 80% des nachgewiesenen Wertesangesetzt werden. Eine weitere Abminderung (z. B. unterAnwendung des Dickenbeiwerts kh) ist fr den Einfluder gegenber den Prfkrpern (h = 150 mm bzw.100 mm) greren Plattendicke erforderlich.

Die Teilsicherheitsbeiwerte fr die Einwirkungensind wie im Abschn. 2 erlutert anzunehmen. Der Teil-sicherheitsbeiwert ct fr unbewehrten Beton auf Zug wirdgem [1] in Abhngigkeit vom Anwendungsgebiet (A, Boder C) entsprechend der vom Bauherrn vorgegebenenwirtschaftlichen Bedeutung zwischen 1,00 und 1,67 ange-nommen (siehe Tabelle 4).

Das in [1] angegebene Nachweisformat lautet:

mitkN = kh fr NEd > 0 (Zugkraft)kN = 1,0 fr NEd < 0 (Druckkraft)

Der Beiwert kN bercksichtigt, da die zentrische Zug-festigkeit fctk geringer als die Biegezugfestigkeit fctk,fl ist.

3.2.3 Bemessungsbeispiel

Es wird zunchst eine Beton-Bodenplatte in einer ge-schlossenen Halle ohne direkte Sonneneinstrahlung be-trachtet:

Anwendungsgebiet A, Gabelstapler G3, Bettungs-modul k = 0,03 N/mm3, Platte direkt auf Tragschicht be-toniert, h = 260 mm, C30/37 gem DIN 1045

Gewhlter Fugenabstand 8,50 m < 35 h = 9,10 m,deshalb knnen Zwangspannungen infolge von Schwin-den vernachlssigt werden.

Unter der Verwendung der Formeln von Bild 4 er-rechnet sich:

i = 1,41 N/mm2

r = 2,57 N/mm2

,= + k NA

MW

fN

Ed Ed ctk fl

ct

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e = 2,65 N/mm2

zul = 2,68 / 1,0 = 2,68 N/mm2

Betrachtet man nun dieselbe Beton-Bodenplatte in einerHalle, die groe Torbereiche oder Fassadenflchen aufder Ost-, Sd- oder Westseite aufweist, so mu der Fugen-abstand auf 7,20 m reduziert werden. Mit t = 0,04 K/mmerhlt man dann fr Plattenmitte:

red w = 1,23 N/mm2 i + red w = 1,41 + 1,23 = 2,64 N/mm2 zul

Dieser Ansatz eines Temperaturgradienten t =0,04 K/mm ist insbesondere auch bei Hallenbden anzu-setzen, die zwar nach Herstellen des Hallendachs, abervor dem vollstndigen Schlieen aller Fassadenflchenbetoniert werden. Alternativ zur Reduzierung des Fugen-abstands knnte auch bis zum vollstndigen Schlieender Fassadenflchen ein Befahren des Hallenbodens un-tersagt werden; dies drfte aber bei den immer krzer wer-denden Bauzeiten kaum praxisgerecht sein.

Liegt nun dieselbe Beton-Bodenplatte im Freien, somu der Fugenabstand auf 5,00 m reduziert werden; es er-rechnet sich dann fr die Plattenmitte:

red w = 1,27 N/mm2 i + red w = 1,41 + 1,27 = 2,68 N/mm2 zul

Andernfalls mte bei einem Fugenabstand von 5,50 mbzw. 6,50 m die Plattendicke auf 280 mm bzw. 340 mm er-hht werden.

Das Beispiel soll auch zeigen, da fr nichttragendeBeton-Bodenplatten im Freien bei groen Flchen eineAusschreibung nach der ZTV Beton [3] mit vorgegebenerMindestbiegezugfestigkeit des Betons wirtschaftlich wird,weil dann hhere Biegezugspannungen zugelassen wer-den knnen.

Tabelle 3. Charakteristische Biegezugfestigkeit fctk,fl inN/mm2 fr bliche Plattendicken (nach [1])Table 3. Characteristic flexural tension strength fctk,fl inN/mm2 for usual thicknesses of floor slabs

Platten-kh fctk,fl fr Betonfestigkeitsklassedicke

h [m] [] C25/30 C30/37 C35/45

0,16 1,44 2,59 2,88 3,17

0,18 1,42 2,56 2,84 3,12

0,20 1,40 2,52 2,80 3,08

0,22 1,38 2,48 2,76 3,04

0,24 1,36 2,45 2,72 2,99

0,26 1,34 2,41 2,68 2,95

0,28 1,32 2,38 2,64 2,90

0,30 1,30 2,34 2,60 2,86

fctk,fl = kh fctk;0,05 mit kh = 1,6 h [m] > 1,0

Tabelle 4. Anwendungsgebiete und Teilsicherheitsbeiwertect fr unbewehrten Beton (nach [1])Table 4. Fields of application and partial safety factors ctfor not reinforced concrete (acc. to [1])

Anwendungs-gebiet

Beschreibung Beispiel ct

A normale wirtschaft- Lagerflchen frliche Bedeutung und unempfindliche keine Anforderungen Schttgter 1,00bezglich der Ri-breiten

B erhhte wirtschaft- Lagerflchen mit liche Bedeutung und Gabelstaplerverkehrbliche Anforderungen und Warenumschlag 1,33bezglich der Ri-breiten

C hohe wirtschaft- Lagerflchen frliche Bedeutung und organische Abflle erhhte Anforderungen Industriebden fr 1,67bezglich der Ri- Hochregallagerbreiten

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4 Bewehrte Beton-Bodenplatten

Um eine gleichwertige Dauerhaftigkeit zu erreichen, ms-sen bewehrte Beton-Bodenplatten nach den gleichenKonstruktionsprinzipien wie unbewehrte Beton-Boden-platten geplant und hergestellt werden. Dies gilt insbeson-dere fr die Tragfhigkeit des Untergrunds und die immererforderliche Tragschicht, z. B. gem Tabelle 2. Der frdie Schnittgrenermittlung erforderliche Bettungsmodulkann wie in Abschn. 3.1.5 beschrieben ermittelt werden.Fr die Berechnung der Biegemomente infolge von Rad-lasten knnen ebenfalls die Formeln gem Bild 4 ver-wendet werden (vor allem fr Vordimensionierungen),schlielich verhlt sich eine bewehrte Beton-Bodenplattebis zum Entstehen des ersten Risses nicht anders als eineunbewehrte.

Insbesondere, wenn eine weitgehende Rissefreiheitvom Bauherrn gewnscht wird, mu auch die bewehrteBetonplatte genauso dimensioniert und bemessen werden(Zustand I) wie eine unbewehrte, oder die Betonplattemu vorgespannt werden. Als Mindestdicke wird in [1]160 mm angegeben. Der Verfasser empfiehlt, bei Gabel-staplerbetrieb bis Kategorie G3 200 mm und ab KategorieG4 mindestens 220 mm zu planen.

4.1 Stahlfaserbeton-Bodenplatten

Beton-Bodenplatten aus Stahlfaserbeton knnen etwasdnner ausgefhrt werden als unbewehrte Beton-Boden-platten, weil nach der Ribildung die im Beton vorhande-nen Stahlfasern die Riufer vernhen. Die Bemessungkann z. B. gem [15] erfolgen, hier tritt an die Stelle derBiegezugfestigkeit die quivalente Biegezugfestigkeit, beider das Arbeitsvermgen des gerissenen Betons nochbercksichtigt wird. Stahlfaserbeton-Bodenplatten ms-sen genauso wie unbewehrte Betonplatten in Plattenfelder(35 h < 8,50 m) eingeteilt werden, die z. B. gem Bild 2zu verdbeln sind. Die Ermittlung der Biegezugspannun-gen erfolgt meist mit den Formeln von Westergaard(Bild 4).

Wegen der Gefahr des Herausrostens der Stahlfasernan der Bodenplattenoberflche ist ein Einsatz nur introckenen Bereichen von geschlossenen Hallen sinnvoll.Die Anwendung von Stahlfaserbeton fr tragende Boden-platten erfordert eine bauaufsichtliche Zustimmung imEinzelfall.

4.2 Stahlbeton-Bodenplatten

Die hufigste Ausfhrung von Beton-Bodenplatten ist diemit Betonstahl bewehrte Bodenplatte, in der Regel mitzweilagiger Bewehrung. Gelegentlich findet man in derLiteratur (unter anderem auch in [1]) Hinweise, da dieobere Bewehrungslage beim Schneiden der Scheinfugenmit durchzuschneiden ist. Dies ist dann richtig, wenn dieBodenplatte (z. B. wegen der Rissefreiheit) wie eine unbe-wehrte Bodenplatte bemessen wurde und die untere Be-wehrungslage die Aufgabe der Fugenverdbelung ber-nehmen soll. Eine solche Ausfhrung ist auch fr tragendeBodenplatten zulssig. Nach Meinung des Verfassers ist esaber wenig sinnvoll, Kosten fr eine obere Bewehrung zuverursachen, die kaum etwas ntzt, aber das Betonieren

erschwert. Den selben Zweck erfllt eine einlagige, mittigverlegte Bewehrungslage viel besser und ausfhrungs-freundlicher.

Zweilagig bewehrte, fugenlose Bodenplatten sind im-mer dann zweckmig, wenn: die Bodenplatte beschichtet werden soll die Bodenplatte wasserundurchlssig sein mu hohe Regallasten aufzunehmen sind Gabelstapler der Kategorie G4 und schwerer verkehren ungleichmige Baugrundsetzungen erwartet werden

Die Bemessung der Stahlbeton-Bodenplatte kann beinichttragenden Bodenplatten z. B. gem DIN 1045 [6]erfolgen, fr (baurechtlich) tragende Bodenplatten musie gem DIN 1045 erfolgen.

Die Zwangbeanspruchungen infolge abflieenderHydratationswrme, Schwinden und gleichmiger Tem-peraturnderung knnen entweder rechnerisch ermittelt(nachgewiesene Zwangschnittgre) oder als voller zen-trischer Zwang angesetzt werden. Bei der rechnerischenErmittlung (z. B. analog Abschn. 3.1.2) sind folgendePunkte unbedingt zutreffend anzunehmen und in die Pla-nung umzusetzen: Reibungsbeiwert auf der Tragschicht Lage des Bewegungsnullpunkts (auf Dauer) Behinderte Verformung durch Flchenlasten Bewegungsmglichkeiten an Zwangspunkten (z. B.

Sttzen) Fugenspaltbreite und dauerhafte Funktionsfhigkeit der

Dehnfugenkonstruktion

Dieses Konstruktionsprinzip ist bis zu Fugenabstndenvon 20,00 m wirtschaftlich, wenn whrend der Nutzungs-dauer keine greren Flchenlasten vorhanden sind (z. B.reine Fahrflchen, Kommissionierbereiche). Anstelle vongreren Fugenabstnden als 20,00 m hat es sich be-whrt, Stahlbeton-Bodenplatten fugenlos zu planen. DieBemessung erfolgt dann fr vollen zentrischen Zwang, beiFreiflchen in sptem Alter (fct,eff = fctm > 3,0 N/mm2)oder bei geschlossenen Hallen fr eine Erstribildung infrhem Alter (fct,eff = 0,5 fctm).

Die Verwendung von langsam erhrtenden Zementenbringt hier keinen Vorteil, weil dadurch lediglich die Erst-ribildung in ein spteres Alter verschoben wird, was einehhere Bewehrungsmenge zur Erzielung der gleichenRibreite erfordert. Bei der Ermittlung der Rikraft ist eineim Verbund angeordnete hydraulisch gebundene Trag-schicht oder Sauberkeitsschicht zu bercksichtigen; besserist aber der Einbau einer Gleitschicht, z. B. aus Vliesstoff.

Die zulssige rechnerische Ribreite wk (95%-Frak-tile, gemessen in der Bewehrungsachse) ist vom Planer inAbhngigkeit von den Expositionsklassen und der Nut-

An Plattenrndern, in den Plattenecken und in Torbereichen ist mehr Bewehrung erforderlich.

Die Ribreite ist vom Planer festzulegen und mit dem Bauherrn abzustimmen.

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zung (Lschwasserrckhaltung, Riberbrckungsfhig-keit der Beschichtung, Gabelstaplerverkehr) festzulegenund mit dem Bauherrn abzustimmen (in der Regel0,20 mm oder 0,30 mm). Bei LKW-Verkehr und Gabel-staplerverkehr bis einschlielich Kategorie G5 gengt er-fahrungsgem eine Beschrnkung der Ribreite auf0,30 mm, um ein Ausbrechen der Riufer beim berfah-ren der Risse zu vermeiden.

Bei der Anwendung einer starren (= Regelfall) Be-schichtung bzw. bei Frost- und/oder Tausalzangriff ohneBeschichtung ist es erforderlich, die Ribreiten z. B.gem [16] auf 0,15 mm bzw. 0,10 mm zu beschrnken.

Weil bei Beton-Bodenplatten eine mittlere Zwang-dehnung von 0,8 nicht berschritten wird, darf gem[6] der Ribreitennachweis fr Last und Zwang getrennterfolgen. Als oberen Grenzwert fr zweilagig bewehrteBodenplatten fr vollen zentrischen Zwang in sptemBetonalter erhlt man fr 12 mm und Ribreite 0,2 mm:

tot as = 1,0 0,8 3,0 h / 250 1,0 [cm] h

Als unteren Grenzwert erhlt man fr abflieendeHydratationswrme fr 10 mm und Ribreite 0,3 mm:

tot as = 1,0 0,8 1,45 h / 235 0,5 [cm] h

Die fr abflieende Hydratationswrme berechnete Be-wehrung deckt auch die Einwirkung eines Temperatur-gradienten (Biegezwang in sptem Alter) vollstndig ab.

Als Bemessungsbeispiel wird eine fugenlose Boden-platte in einer geschlossenen Halle betrachtet:

Gabelstapler G5, wk = 0,3 mmC30/37XC2, XM2 cv = 4,0 cmh/d = 22 cm /17 cm

aus Zwang: asu = aso = 1/2 0,5 22 = 5,5 cm2/maus Last (im Feld): max md,u = 35 kNm/m

erf as,u = 5,0 cm2/maus Last (am Rand): aso = asu 2 5,0 = 10 cm2/m

Die Verdoppelung der Bewehrung an Rndern ergibt sichaus den Laststellungen Plattenrand bzw. Plattenecke.

In Torbereichen sollte die fr Zwang infolge ab-flieender Hydratationswrme ermittelte Bewehrung im-mer konstruktiv erhht werden (Faktor 1,5 bis 2,0) oderein Nachweis fr Zwang in sptem Alter gefhrt werden.

4.3 Vorgespannte Beton-Bodenplatten

Bei besonders hohen Ansprchen an eine Beton-Boden-platte kann der Einbau einer vorgespannten Bewehrungzweckmig sein [2], z. B. fr Groe Flchen mit groen Fugenabstnden Hoch beanspruchte Flchen Flchen, die weitgehend frei von Rissen sein sollen Auffangwannen gem WHG (siehe auch [11]) Freiflchen im Flugplatzbau

Bei nichttragenden Bodenplatten gengt eine mittige Vor-spannbewehrung, z. B. aus gefetteten Monolitzen ohneVerbund im PE-Hllrohr (Fettlitzen) aus St 1770 oder

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St 1860 (z. B. [17]), wenn die Bemessung wie fr eine un-bewehrte Platte erfolgt, z. B. mit dem Nachweisformatgem [1].

Notwendig ist eine Vorspannung des Betons mit etwa2,0 N/mm2 (auf jeden Fall so hoch, da bereits beim Auf-bringen der Teilvorspannung die Reibungskraft zwischenBodenplatte und Tragschicht berwunden wird) und eineBetonsorte mit einer Biegezugfestigkeit von mindestens5,5 N/mm2. In diesem Fall kann auf eine Betonstahl-Be-wehrung vollstndig verzichtet werden. Spannkraftver-luste entstehen durch Schwinden und Kriechen des Be-tons und durch Reibungsverluste im PE-Mantel, so dasich eine Anordnung der Monolitzen (Ap = 150 mm2) imAbstand von 25 cm bis 30 cm ergibt.

Falls tragende Beton-Bodenplatten vorgespannt wer-den sollen, z. B. fr WHG-Wannen, empfiehlt der Verfas-ser die Anwendung der teilweisen Vorspannung derart,da der Standsicherheitsnachweis wie fr eine Stahlbe-tonkonstruktion gefhrt wird und die Spannglieder zumberdrcken der Reibungskraft Bodenplatte/Tragschicht,wie eingangs dargestellt, dimensioniert werden. Damit istauch sichergestellt, da ein versehentliches Anbohren vonSpanngliedern oder das Entfernen von Teilen der Boden-platte im Zuge von Umbaumanahmen die Standsicher-heit nicht gefhrdet.

Selbstverstndlich ist bei groen fugenlosen Platten-feldern immer zu beachten, da die gleichen Vorausset-zungen gelten, wie fr die rechnerische Ermittlung dernachgewiesenen Zwangschnittgre im Abschn. 4.2 er-lutert. Dies gilt besonders fr die Fugenspaltbreite unddie dauerhafte Funktionsfhigkeit der Dehnfugen- undRandabschlukonstruktionen.

5 Hinweise fr die Bauausfhrung

An die Ausfhrung von Beton-Bodenplatten werden hoheAnforderungen gestellt, weil die fertige Oberflche unmit-telbar vom Nutzer beansprucht wird (Bild 5).

Folgende Punkte sind fr die Gebrauchsfhigkeit undDauerhaftigkeit zu beachten: berprfung der Tragfhigkeit des Untergrunds Kontrolle des Verdichtungsgrads der Tragschicht Bei Freiflchen: wirksame Entwsserung der Trag-

schicht/Frostschutzschicht Ebenheit von Untergrund und Tragschicht Sorgfltiges und faltenfreies Verlegen von Trennschich-

ten Lagegenaues Einbringen der Bewehrung bzw. der Ver-

dbelung auf ausreichend dimensionierten, stabilen Ab-standhaltern

Rechtzeitige Bestellung der vom Planer vorgegebenenBetonsorte (mind. C25/30)

Sorgfltiger Einbau und gewissenhaftes Verdichten desBetons

Profilgerechtes Abziehen und Gltten der Betonober-flche

Sofortiger Beginn der Nachbehandlung

Groflchige Beton-Bodenplatten mssen vorgespanntwerden, wenn sie weitgehend frei von Rissen sein sollen.

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Rechtzeitiges Einarbeiten einer Hartstoffeinstreuung(bei Bedarf)

Einschneiden von Scheinfugen zum frhestmglichenZeitpunkt (bei Bedarf)

Volle Belastung der Bodenplatte frhestens nach 14 Tagen

Vor allem bei Freiflchen sollte eine Beaufschlagung mitTausalz oder Taumitteln in den ersten zwei Monaten nachder Herstellung vermieden werden. Falls das nicht mg-lich ist, hat sich das Aufbringen einer hydrophobierendenImprgnierung bewhrt. Die Imprgnierung bewirkt einezeitlich begrenzte Verbesserung des Frost- und Tausalzwi-derstands durch die Verringerung der kapillaren Wasser-aufnahme [2].

Das heute weitverbreitete und bliche Einstreuenvon einem Hartstoff/Zementgemisch (ca. 3 kg/m2) zur Er-hhung des Verschleiwiderstands als Alternative (nurmglich bei nichttragenden Bodenplatten) zu einer Beton-bestellung XM2 hat sich bewhrt, wenn die Einarbeitungmit dem Flgelgltter rechtzeitig (nicht zu frh, aber aufkeinen Fall zu spt) von einer handwerklich guten Fach-firma erfolgt. Bei zu spter oder mangelhafter Einarbei-tung lst sich die Hartstoffeinstreuung ab und die Ober-flche wird zurecht bemngelt (Bild 6).

Abschlieend noch ein Hinweis zu Scheinfugen undDehnfugen:

Im Freien ist immer ein elastischer Fugendichtstoffeinzusetzen, der allerdings intensive Pflege und Wartungbentigt, z. B. gem [18] (Bild 7). Kleine Fehlstellenmssen laufend ausgebessert werden, weil Feuchtigkeitund Schmutz eindringen knnen und die Fuge dann nichtmehr funktioniert. In geschlossenen Hallen ohne groethermische Beanspruchung knnen Scheinfugen ebenfallselastisch geschlossen werden. Falls das Schlieen zu ei-nem spten Zeitpunkt erfolgen kann (vorher kein Gabel-staplerverkehr), dann ist die Verwendung eines starrenVergusses, vor allem in Fahrstraen, vorteilhafter. In die-sem Fall ist von einer Abfasung des Fugenspalts gemBild 7 abzuraten.

Detaillierte Hinweise zur Bauausfhrung enthalten[1] und [2].

6 Zusammenfassung

Fr die Herstellung von Beton-Bodenplatten stehen ver-schiedene Konstruktionsmglichkeiten zur Auswahl. Frjeden Einzelfall, ob Freiflche oder Hallenboden, ob tra-gend oder nichttragend, stehen optimale Lsungen zurVerfgung: unbewehrter Beton, Stahlfaserbeton, Stahlbe-ton oder vorgespannter Beton. Alle vier Konstruktions-arten weisen vom Grundsatz her ein hnliches Tragver-halten auf und bentigen immer sowohl einen tragfhigenUntergrund als auch eine richtig dimensionierte Trag-schicht (Tabelle 2), damit eine dauerhafte Konstruktionentsteht.

Fr Freiflchen (baurechtlich nichttragend) bietetsich eine Ausfhrung als unbewehrte Beton-Bodenplatte

Eine Hartstoffeinstreuung mu rechtzeitig eingearbeitet werden.

Bild 5. Gabelstaplerbetrieb Kategorie G3Fig. 5. Operation of fork lift category G3

Bild 6. Abgelste Hartstoffeinstreuung neben einer FugeFig. 6. Delamination of hard material nearby joint

Bild 7. Schlieen von Scheinfugen gem [18]Fig. 7. Sealing of cut expansion joints acc. to [18]

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mit geschnittenen Scheinfugen analog zum Straenbauan. Gleichzeitig ist eine funktionierende Entwsserungund Fugenpflege erforderlich. Fr tragende und nichttra-gende Hallenflchen werden weitgehend fugenlose, zwei-lagig bewehrte Stahlbeton-Bodenplatten mit definiertenRibreiten empfohlen. Die vom Planer, gemeinsam mitdem Bauherrn festzulegende, maximale Ribreite wird beirichtiger Planung und fachgerechter Bauausfhrung ziel-sicher eingehalten.

Weitgehend rissefreie Flchen sind nur erzielbar mitsehr kleinen Fugenabstnden (nachteilig bei Gabelstapler-betrieb) oder durch eine Vorspannung der Beton-Boden-platte.

Literatur

[1] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.: MerkblattIndustriebden aus Beton fr Frei- und Hallenflchen, inVorbereitung, geplante Verffentlichung 2005.

[2] Lohmeyer, G.: Betonbden im Industriebau: Hallen- undFreiflchen, Dsseldorf: Beton-Verlag, 1996.

[3] Forschungsgesellschaft fr Straen- und Verkehrswesen:Zustzliche Technische Vertragsbedingungen und Richt-linien fr den Bau von Fahrbahndecken aus Beton, Ausgabe2001 (ZTV Beton-StB 01).

[4] Eisenmann, J.: Betonfahrbahnen, Handbuch fr Beton-,Stahlbeton- und Spannbetonbau, Berlin-Mnchen-Dssel-dorf: Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, 1979.

[5] Eisenmann, J. und Leykauf, G.: Bau von Verkehrsflchen,Berlin: Wilhelm Ernst & Sohn Verlag, In: Beton-Kalender1987, Teil II, S. 641748.

[6] DIN 1045: 2001-07: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton undSpannbeton Bemessung und Ausfhrung, Berlin: BeuthVerlag.

[7] Forschungsgesellschaft fr Straen- und Verkehrswesen:Richtlinien fr die Standardisierung des Oberbaues von Ver-kehrsflchen, Ausgabe 2001 (RstO 01).

[8] DIN 1055-3: 2002-10: Einwirkungen auf Tragwerke Teil3: Eigen- und Nutzlasten fr Hochbauten, Berlin: Beuth Ver-lag.

[9] DIN 1072: 1985-12: Straen- und Wegbrcken Last-annahmen, Berlin: Beuth Verlag.

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[10] DIN 1055-7: 2002-11: Einwirkungen auf Tragwerke Teil7: Temperatureinwirkungen, Berlin: Beuth Verlag.

[11] Deutscher Ausschu fr Stahlbeton: Richtlinie Betonbaubeim Umgang mit wassergefhrdenden Stoffen, Ausgabe1996-09.

[12] DIN 18134: 2001-09: Plattendruckversuch, Berlin: BeuthVerlag.

[13] Bayerische Bauordnung (BayBO) vom 4. August 1997,ergnzt 1998, Mnchen: Verlag C. H. Beck, 1998. In: Baye-rische Bauordnung und ergnzende Bestimmungen.

[14] DIN 1048-5: 1991-06: Prfverfahren fr Beton Fest-beton, gesondert hergestellte Probekrper, Berlin: Beuth Ver-lag.

[15] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.: MerkblattStahlfaserbeton, Fassung Oktober 2001.

[16] Schppel, K. und Stenzel, G.: Konstruktionsregeln frTiefgaragen in Stahlbetonbauweise, Beton- und Stahlbeton-bau 98 (2003), S. 111122.

[17] Europische Technische Zulassung ETA 03/0036:SUSPA/DSI Monolitzenspannverfahren ohne Verbund mit1 bis 5 Monolitzen, Geltungsdauer vom 01.04.2004 bis31.03.2009, Langenfeld, SUSPA-DSI GmbH.

[18] Forschungsgesellschaft fr Straen- und Verkehrswesen:Zustzliche Technische Vertragsbedingungen und Richt-linien fr Fugen in Verkehrsflchen, Ausgabe 2001 (ZTV Fug-StB 01).

Dr.-Ing. Gerhard StenzelWALTER DYWIDAG Engineering GmbHDywidagstr. 185609 Aschheim bei [email protected]

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