Quelltext der Seite Betongelenk

[[Datei:Kalliauer 2016 Masterarbeit Fig8.5 onlyHingeFront2D.svg|hochkant|mini|Betongelenk]]
[[Datei:Kalliauer 2016 Masterarbeit Fig8.6.png|mini|Betongelenk mit Stirnseitenkerben]]
[[Datei:Talbruecke-Weissenbrunn-2009-09a.jpg|mini|[[Prüfkörper|Probekörper]] eines Betongelenks bei der Talbrücke Weißenbrunn]]
[[Datei:Talbruecke-Weissenbrunn-2009-09b.jpg|mini|Gelenkhals des Probekörpers]]

Ein '''Betongelenk''' ist ein [[Festkörpergelenk]] bzw. ein [[Fließgelenk]] aus (Stahl-)[[Beton]], es umfasst den Bereich der Einschnürung eines (Stahl-)betonquerschnittes, die eine Verdrehung ohne nennenswerte [[Biegemoment|Biegebeanspruchung]] zulässt.<ref name="Kalliauer" /> Diese für Betonquerschnitte hohe Verdrehbarkeit<ref name="Schlappal2017creep50mrad" /> resultiert einerseits aufgrund der kontrollierten Zugrissbildung, anderseits auch aufgrund von [[Kriechen (Werkstoffe)|Kriechen]].<ref name="kalliauer2018parameter" /><ref name="schlappal2017creep" /><ref name="Kalliauer" /> Es wird insbesondere im [[Brückenbau]]<ref name="Kalliauer" /> als [[monolith]]ische, einfache und preiswerte Alternative zu einem unverschieblichen [[Lager (Bauwesen)|Linienkipplager]] verwendet.

Die Kontaktstellen in den Längsfugen von [[Tübbing]]s werden auch als Betongelenke betrachtet.<ref name="Kalliauer" />

Ein Betongelenk besteht aus dem Einschnürungsbereich (''Gelenkhals'') und den angrenzenden Verteilbereichen (''Gelenkköpfe'').

== Geschichte und heutige Regelwerke ==
Betongelenke erfand [[Eugène Freyssinet|Freyssinet]].<ref name="freyssinet1923pont" /><ref name="freyssinet1954naissance" /><ref name="Kalliauer" /><ref name="schlappal2017creep" /> [[Fritz Leonhardt|Leonhardt]] formulierte in den 1960er&nbsp;Jahren [[Dimensionierung|Bemessungs]]<nowiki/>[[richtlinie]]n,<ref name="leonhardt1965betongelenke" /> die bis heute angewendet werden.<ref name="Kalliauer" /> Janßen führte ihre Anwendung im [[Tunnelbau]] ein.<ref name="janssen1986tragverhalten" /><ref name="schlappal2017creep" /> Gladwell entwickelte ein weiteres Bemessungsmodell, das eine steifere Vorhersage für die [[Verformung]]en macht als das Leonhardt/Janßen-Modell.<ref name="schlappal2017creep" /> Marx und Schacht übertrugen Leonhardts Regelwerke erstmals in das [[Semiprobabilistisches Teilsicherheitskonzept|semipropabilistische Sicherheitskonzept]]. Schlappal,<ref name="schlappal2017creep" /> Kalliauer<ref name="Kalliauer" /> und Koautoren erbrachten erstmals [[Gebrauchstauglichkeit (Bauwesen)|Gebrauchstauglichkeit]]s- wie auch [[Tragfähigkeit (Technik)|Tragfähigkeit]]s<nowiki/>nachweise. Das Tragverhalten mit einem mechanisch [[Widerspruchsfreiheit|konsistenten]] Modell auf Basis der [[Plastizitätstheorie]] beschreiben erstmals Kaufmann, Markić und Bimschas.<ref name="Kaufmann" />

== Spannungen, Verdrehbarkeit, Traglast ==
<!-- Im Text keine Erläuterung zu den Diagrammen vorhanden, insbesondere zur horizontalen Achse mit negativer Gelenkhalsbreite
[[Datei:Kalliauer et al 2018 Acta Mechanica Fig3b.svg|mini|Normalspannungen in Belastungsrichtung]]
[[Datei:Kalliauer et al 2018 Acta Mechanica Fig3c.svg|mini|Normalspannungen in Dickenrichtung]]
[[Datei:Kalliauer et al 2018 Acta Mechanica Fig3d.svg|mini|Normalspannungen in Breitenrichtung]]-->
Die Tragwirkung beruht darauf, dass im Gelenkhals die [[Festigkeit]] des [[Beton]]s aufgrund dreiachsiger Druck[[Beanspruchung (Technische Mechanik)|beanspruchung]]<ref name="kalliauer2018parameter" /> wesentlich höher ist als bei einachsiger Druckbeanspruchung, wo eine [[Querdehnung]] möglich ist.<ref name="Kalliauer" /> So erlaubt der [[Eurocode 2]] für übliche Betongelenks[[abmessung]]en [[Normalspannung]]en, die in etwa dem Doppelten der einaxialen [[Druckfestigkeit]] entsprechen.<ref name="Kalliauer" />

Während der Gelenkhals unbewehrt sein kann,<ref name="Kalliauer" /> benötigen die Gelenkköpfe aufgrund der senkrecht zur Normalkraft auftretenden Spaltzugkräfte eine entsprechende [[Bewehrung]].<ref name="Kalliauer2016Insight" />

== Bekannte Brücken ==
Betongelenke werden in Deutschland insbesondere bei Brücken bis 15&nbsp;Meter [[Stützweite]] angewendet.

Bekannte Großbrücken mit Betongelenken sind unter anderem
* das [[Hardturmviadukt]] in Zürich,
* die [[Maintalbrücke Gemünden]],
* die [[Elbebrücke Mühlberg]],
* die [[Talbrücke Weißenbrunn am Forst]]
* die [[Taminabrücke]].

== Literatur ==
* Fritz Leonhardt: ''Vorlesungen über Massivbau – Teil 2 Sonderfälle der Bemessung im Stahlbetonbau.'' Springer-Verlag, Berlin 1986, ISBN 3-540-16746-3, S. 123–132.
* VPI: ''Der Prüfingenieur.'' Ausgabe April 2010, S. 15–26, [http://www.bvpi.de/shared/ingenieur-box/pruefingenieur/pruefingenieur-36.pdf bvpi.de] (PDF; 2,3 MB).

== Weblinks ==
{{Commonscat|Concrete hinges|Betongelenk}}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Kalliauer">
{{Literatur
 |Autor=Johannes Kalliauer, Thomas Schlappal, Markus Vill, [[Herbert Mang]], Bernhard Pichler
 |Titel=Bearing capacity of concrete hinges subjected to eccentric compression: multiscale structural analysis of experiments
 |Sammelwerk=Acta Mechanica
 |Band=229
 |Nummer=2
 |Verlag=Springer Nature
 |Datum=2018-02-01
 |ISSN=1619-6937
 |Seiten=849-866
 |Sprache=en-US
 |Kommentar=Zeitstempel {{FormatDate|2018-03-06}}
 |Online=[https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs00707-017-2004-3.pdf:PDF link.springer.com]
 |Format=PDF
 |KBytes=
 |DOI=10.1007/s00707-017-2004-3}}
</ref>
<ref name="Schlappal2017creep50mrad">
Experimente bis teilweise über 50&nbsp;mrad wurden von Schlappal et al. durchgeführt, s. Fig. 11: T. Schlappal, M. Schweigler, S. Gmainer, M. Peyerl, B. Pichler: ''Creep and cracking of concrete hinges: insight from centric and eccentric compression experiments.'' In: ''Materials and structures.'' Band 50, Nummer 6, 2017, S.&nbsp;244, {{DOI|10.1617/s11527-017-1112-9}}, PMID 29213209, {{PMC|5700241}}.<!--<ref name="schlappal2017creep"/>-->
</ref>
<ref name="freyssinet1923pont">
{{Literatur
 |Autor=[[Eugène Freyssinet]]
 |Titel=Le pont de Candelier (The bridge of Candelier)
 |Sammelwerk=Ann Ponts Chaussées
 |Band=1
 |Datum=1923
 |Seiten=165f
 |Sprache=fr}}
</ref>
<ref name="freyssinet1954naissance">
{{Literatur
 |Autor=[[Eugène Freyssinet]]
 |Titel=Naissance du béton précontraint et vues d’avenir.
 |Sammelwerk=Travaux, Juni
 |Datum=1954
 |Seiten=463-474
 |Sprache=fr}}
</ref>
<ref name="leonhardt1965betongelenke">
{{Literatur
 |Autor=[[Fritz Leonhardt]], Horst Reimann
 |Titel=Betongelenke: Versuchsbericht; Vorschläge zur Bemessung und konstruktiven Ausbildung. Kritische Spannungszustände des Betons bei mehrachsiger, ruhender Kurzzeitbelastung
 |Verlag=Ernst
 |Datum=1965
 |Sprache=de}}
</ref>
<ref name="janssen1986tragverhalten">
{{Literatur
 |Autor=Pieter Janßen
 |Titel=Tragverhalten von Tunnelausbauten mit Gelenktübbings
 |Verlag=Dissertation, Technische Universität Braunschweig
 |Datum=1983
 |Sprache=de}}
</ref>
<ref name="schlappal2017creep">
{{Literatur
 |Autor=Thomas Schlappal, Michael Schweigler, Susanne Gmainer, Martin Peyerl, Bernhard Pichler,
 |Titel=Creep and cracking of concrete hinges: insight from centric and eccentric compression experiments
 |Sammelwerk=Materials and structures
 |Band=50
 |Nummer=6
 |Verlag=Springer
 |Datum=2017
 |Seiten=244
 |Sprache=en-US
 |DOI=10.1617/s11527-017-1112-9
 |PMC=5700241}}
</ref>
<ref name="kalliauer2018parameter">
{{Literatur
 |Autor=Johannes Kalliauer, Thomas Schlappal, Herbert A. Mang, Bernhard Pichler
 |Hrsg=Günther Meschke, Bernhard Pichler, Jan G. Rots
 |Titel=Parameter identification as the basis for Finite Element simulations of Ultimate Limit States of concrete hinges
 |Sammelwerk=Computational Modelling of Concrete Structures: Proceedings of the Conference on Computational Modelling of Concrete and Concrete Structures (EURO-C 2018), February 26 – March 1, 2018, Bad Hofgastein, Austria
 |Nummer=Euro-C2018
 |Verlag=CRC Press
 |Datum=2018
 |Seiten=689
 |Sprache=en-US
 |Online=https://www.crcpress.com/Computational-Modelling-of-Concrete-Structures-Proceedings-of-the-Conference/Meschke-Pichler-Rots/p/book/9781138741171
 |Abruf=2018-03-06}}
</ref>
<ref name="Kalliauer2016Insight">
{{Literatur
 |Autor=Johannes Kalliauer
 |Titel=Insight into the structural behavior of concrete hinges by means of Finite Element simulations
 |Verlag=TU Wien - Vienna University of Technology
 |Ort=Wien
 |Datum=2016-04-29
 |Sprache=en-US}}
</ref>
<ref name="Kaufmann">
{{Literatur
 |Autor=Walter Kaufmann, Tomislav Markić, Martin Bimschas
 |Titel=Betongelenke – Stand der Technik und Entwicklungspotential.
 |Verlag=Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich
 |Datum=2017-02
 |Sprache=de
 |Online=https://www.research-collection.ethz.ch/bitstream/handle/20.500.11850/257076/201501%2bSchlussbericht%2bKaufmann%2bBetongelenke%20korr.pdf
 |Format=PDF
 |KBytes=}}
</ref>
</references>

[[Kategorie:Brückenbau]]
[[Kategorie:Bauteil aus Beton|Gelenk]]
[[Kategorie:Baustatik]]
[[Kategorie:Gelenk (Technik)]]