Was ist Vorspannung?

Vorspannung ist das Spannen und Gespannthalten von Stahl in einer Konstruktion, sodass vorab eine günstige Spannung im Bauteil entsteht. Der Begriff wird vor allem beim Spannbeton verwendet: Spannlitzen oder Spannstäbe werden auf Zug gesetzt, wodurch der umgebende Beton unter Druck gerät.

Wie funktioniert das?

Ein Balken auf zwei Auflagern biegt sich unter Last durch. Die Unterseite gerät dann unter Zug, und Beton verträgt Zug schlecht: Er reißt. Mit Vorspannung wird die Unterseite vorab unter Druck gesetzt. Unter der Gebrauchslast wird dieser Druck zuerst abgebaut, bevor Zug entsteht. Das Ergebnis:

weniger oder keine Risse;
weniger Durchbiegung;
größere Spannweiten bei geringerer Konstruktionshöhe.

Die Vorspannung wird meist exzentrisch eingebracht, also unterhalb der Mitte des Querschnitts, weil dort unter Last der Zug entsteht.

Vorspannung mit sofortigem und mit nachträglichem Verbund

Sofortiger Verbund (Spannbett): Der Stahl wird gespannt, bevor der Beton gegossen wird. Typisch für werkmäßig hergestellte Bauteile.
Nachträglicher Verbund: Der Stahl wird erst nach dem Erhärten des Betons gespannt, in Hüllrohren, die im Beton liegen.

Spannkraftverluste

Die Vorspannung nimmt mit der Zeit ab, durch Schwinden und Kriechen des Betons, Relaxation des Stahls und bei nachträglichem Spannen auch durch Reibung und Verankerungsschlupf. Der Tragwerksplaner berücksichtigt das in der Berechnung.

Anwendung und Sicherheit

Vorspannung findest du in Hohlplattendecken, Fertigteilträgern, Rammpfählen, Brücken und Decken von Parkhäusern.
Eine gespannte Litze enthält viel Energie. Wird sie durchtrennt oder getroffen, kann das das Bauteil schwächen, und bei der Arbeit selbst entstehen Risiken. Abbruch- oder Bohrarbeiten an Spannbetonbauteilen erfolgen daher nur nach Absprache mit einem Tragwerksplaner.