Spannstahl

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Hüllrohre für Spannstahl in der Bodenplatte des Brückenüberbaus
Fertige Spannkabel mit Koppelanker

Spannstahlist hochfesterStahl,der vor allem imSpannbetonbauzumVorspannenverwendet wird. Spannstahl gehört meist zur Gruppe der unlegierten Stähle. Seine hohenFestigkeitswerteermöglichen eine großeelastischeDehnungbeim Vorspannen. Dadurch werden im Spannbetonbau die Spannkraftverluste infolgeKriechenundSchwindendesBetonsreduziert, die die Vordehnung verringern und so die anfangs aufgebrachte Vorspannkraft abbauen.

Eigenschaften und Formen

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Die Bezeichnung der Spannstähle erfolgt entsprechend ihrer Festigkeit:

  • In Deutschland beginnt die Bezeichnung mitSt,gefolgt vom charakteristischen Wert der 0,2 %-Dehngrenze(fp0,2k), einem Schrägstrich/und dem charakteristischen Wert derZugfestigkeit(fpk), jeweils in N/mm², für eine Spanndrahtlitzez. B. St1570/1770.
  • In Europa ist meist die BezeichnungYZugfestigkeitin N/mm² üblich.

DerElastizitätsmodulfür Spannstahl darf für Litzen mit E = 195.000 N/mm² sowie fürStäbeundDrähtemit E = 205.000 N/mm² angesetzt werden. In Deutschland unterliegen Spannstähle derbauaufsichtlichenZulassung.

Vorspannstahl wird in verschiedenen Erzeugnisformen und Festigkeiten eingesetzt. So gibt es ihn heute in Deutschland zum Beispiel:

  • alswarmgewalzteStäbe glatt, mitGewindeoder Gewinderippen, Durchmessern von 26 bis 40 mm und Festigkeiten von 835/1030 bis 1080/1230 N/mm²
  • alsvergüteterunde Drähte (glatt oder gerippt) mit Durchmessern von 5,2 bis 14 mm. (Beim Vergüten wird ein leichtlegierterwarmgewalzter Draht durch mehrstufigeWärmebehandlungauf die gewünschte Eigenschaft gebracht.)
  • alskaltgezogenerunde Drähte (glatt oder profiliert), mit Durchmessern von 4 bis 12,2 mm mit Festigkeiten von 1370/1570 bis 1660/1860 N/mm². (Die kaltgezogenen Drähte werden durch einen Mehrfachziehvorgang auf die gewünschte Eigenschaft gebracht.)

Der bekannteste Spannstahl ist die Spanndrahtlitze, die aus 3 oder 7verseiltenkaltgezogenen runden Einzeldrähten mit Durchmessern von 6,9 bis 18,3 mm eingesetzt wird.

Spannglied

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Ankerplatte mit Trompete des Hüllrohres und Spiralbewehrung

Erfolgt das Vorspannen gegen den erhärteten Beton, so wird der Spannstahl als gleitfähiges Spannglied im vorzuspannenden Bauteil eingebaut. Dazu erhält er eine Schutzhülle (Metall- oder Plastik-Wellrohr), die den Spannstahl vom Beton trennt. Zusätzlich wird der Spannstahl an seinen Enden mit Verankerungen versehen. Spannstahl, Hüllrohr und Verankerung zusammen bezeichnet man alsSpannglied.Das Vorspannen geschieht mithydraulischen Pressen.

Hüllrohr

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Die Spannglieder werden auf einerKabeltrommelentweder als fertige Einheit geliefert und eingebaut oder vor Ort zusammengebaut. Dabei werden die einzelnen Spannstahldrähte oder -litzen nacheinander durch das Hüllrohr geschossen und anschließend in die Anker eingefädelt. Der Hohlraum in den profilierten Hüllrohren wird entweder mitZementmörtelverpresst (nachträglicher Verbund) oder ist schon werksseitig mit einemFettgefüllt (ohne Verbund), um denkorrosionsempfindlichen Spannstahl zu schützen, wie bei derMonolitze.

Spannanker mit Ankerplatte, Ankerkopf und Keilverankerung der Spanndrahtlitzen

Spanngliedverankerung

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Die Verankerung hat die Aufgabe, die Kräfte des Spanngliedes auf den Beton zu übertragen. Dies geschieht meist mit Ankerplatten, auf die der Spannstahl die Kräfte durch Keilverankerung, aufgestauchte Köpfchen oderMutternweiterleitet.

Man unterscheidet

  • spannbare (verschiebliche) Anker, die zugänglich sind und an denen vorgespannt wird, sowie
  • feste (unverschiebliche) Anker, an denen der Spannstahl schon beim Einbau verankert ist.

Literatur

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  • Manfred A. Hirt, Rolf Bez, Alain Nussbaumer:Stahlbau.Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne 2007,ISBN 978-2-88074-702-2.
  • Peter Marti, Orlando Monsch, Birgit Schilling:Ingenieur-Betonbau.1. Auflage. Gesellschaft für Ingenieurbaukunst, Zürich 2005,ISBN 3-7281-2999-2.
  • Hans-Gustav Olshausen, VDI-Gesellschaft Bautechnik (Hrsg.):VDI-Lexikon Bauingenieurwesen.Zweite überarbeitete und erweiterte Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 1997,ISBN 3-642-48098-5.
  • Klaus-Wolfgang Bieger, Jürgen Lierse, Jürgen Roth:Stahlbeton- und Spannbetontragwerke.2. durchgesehene und korrigierte Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995,ISBN 3-540-58799-3.

Siehe auch

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