Konstruktiver Ingenieurbau kompakt

Transkript

1 Prof. Dr.-Ing. Klaus Holschemacher Prof. Dr.-Ing. Klaus Peters Prof. Dipl.-Ing. Klaus-Jürgen Schneider Prof. Dr.-Ing. Günter Steck Prof. Dr.-Ing. Ralf Thiele Konstruktiver Ingenieurbau kompakt Formelsammlung und Bemessungshilfen 3., aktualisierte und erweiterte Auflage ~auwerk

2 Lastannahmen Holzbau 11auerwerksbau Stahlbau Stahlbetonbau Geotechnik Anhang: Statische Hinweise weiß gelb rot blau grün braun weiß

3 Lastannahmen Prof. Dr.-Ing. Klaus Ho lschemaeher 1 Sicherheitskonzept nach DIN ( ) Allgemeines Einw irkunge n Grenzzustände der Trag fähi gkeit (U ZT) Grenzzustände der Gebr auc hs taugli chk eit (GZG) Vereinfachte Kom bin ationsregeln für Hochbauten 7 2 Eigenlasten von Baustoffen, Bauteilen und Lagerstoffen nach DIN ( ) Allgemeines Wich ten und Flächenlasten von Baustoffen und Bauteilen Wicht en und Böschungswinkel von Lager stoffen 15 3 Nutzlasten nach OIN ( ) Lotre cht e Nutzlasten Horizontale Nutzl ast en 25 4 Windlasten nach DIN ( ) Allgemeines Ermittlung des Geschwindi gkeit sdrucks Winddruck für nicht schw ingu ngs anfä llige Bauteile 28 5 Schneelasten nach OIN ( ) Geltungsbereich Schneel ast auf dem Boden Schn ee last auf dem Dach 37

4 Holzbau Pro[ Dr.-Ing. Günter Steck<) luhaltsverzeichnis 1 Vorbemerkungen Einachsige Biegung Abkü rzungen Faustfonnein für Biegestäbe 1 Baustoffe aus NH C I Vollholz(VH) Nachweise für Biegestäbe Konstruktionsvollholz (KVH) Zweiachsige Biegung Brettschichtholz (BSH oder 4.3 Biegung und Zug BS-Holz) Biegung und Druck ,4 Holzwerkstoffe (HW) Verbindungen Zugstäbe Versatz Mittige Zugkraft und symrnct- 5.2 Dübelverbindungen rische Krafteinleitung Verbindungen mit stift- 2.2 Mittige Zugkraft und ein- förrnigen Verbindungsmitteln 22 scitige Krafteinleitung Allgemeines Ausmittige Zugkraft Stabdübelverbindungen ,4 Näherungswerte für Netto (Pass)Bolzenverbindungen Querschnittsflächen ,4 Nagelverbindungen Einteilige Druekstäbe Holzschraubenverbindungen Mittige Druckkraft ,4 Kombiniert beanspruchte 3.2 Ausmittige Druckkraft Nägel und Holzschrauben U Ersatzstablängen Verschiebungsmoduln JA Knickbeiwerte Bemessungsbilfen Einteilige Biegestäbe Querschnittswerte Vorbemerkungen Dieses Kapitel Holzbau basiert auf der neuen Norm DIN I052( ). Für die Nachweise der Tragfäbigkeit werden aus den charakteristischen Einwirkungen (Index k) durch Multiplikation mit dem Teilsicherheitsbeiwert JU = 1,35 bei ständigen Lasten und mit ]Q = 1,5 bei veränderlichen Lasten die Bemessungswerte der Einwirkungen (Index d) ermittelt. Damit werden die Beme ssungswerte der Schnittgrößen bzw. Spannungen berechnet und den Bemessungswerten des Widerstandes gegenübergestellt. Für die in diesem Kapitel behandelten Holzbaustoffe sind die Bemessungswerte der Festigkeitenti.d = k mo <! f i.k 11M = 0,8 / i.k / 1,3 als StandardfaJl definiert worden. Für die Nutzungsklasse 3 und die Klassen der Einwirkungsdauer ständig, lang, kurz und sehr kurz (siehe nachfolgende Tafel) sind die Bemessungswerte des Standardfalls mit dem Beiwert k* nach Abschnitt I zu multiplizieren. Für die in diesem Kapitel behandelten Verbindungen ist der Standardfall bei den Versätzen und Verbindungen mit Dübeln besonderer Bauart ebenfalls mit kmod = 0,8 und Jf-1 = 1,3 festgelegt worden. Bei den Stiftverbindungen im Standardfall berechnet sich der Bemessungswert der "' Dieser Beitrag wurde von Prof. Nikolaus Nebgen aktualisiert.

5 Mauerwerksbau Prof. Dipl.-Ing. Klaus-Jürgen Schneider Teil A Mauerwerk nach DlN (11.96) 3 I Baustoffe Mauersteine Mörtel Rezeptmauerwerk (RM) Mauerwerk nach Eignungsprüfung (EM) 4 2 Statisch-konstruktive Grundlagen Standsicherheit Standsicheres Konstruieren Windnachweis für Wind rechtwinklig zur Wandebene Wandarten und Mindestabmessungen Lastannahmen 12 3 Vereinfachtes Berechnungsverfahren nach DlN Anwendungsgrenzen für das vereinfachte Berechnungsverfahren Knicklängen Bemessung von Mauerwerkskonstruktionen nach dem vereinfachten Verfahren Allgemeines Abminderungsfaktor k KeIleraußenwände, Statische Systeme Erforderliche Auflast nach DIN (Vereinfachtes Verfahren) TeilB Mauerwerksbemessung nach DlN ( ) 26 1 Allgemeines Bemessung nach dem Vereinfachten Verfahren Nachweis nach dem neuen Sicherheitskonzept Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft N Ed Bemessungswert der aufuehmbaren Normalkraft N Rd Abminderungsfaktoren ep Knicklängen Zusätzlicher Nachweis bei schmalen und dünnen Wänden Knicksicherheitsnachweis bei größeren Exzentrizitäten " Teilflächenpressung Zug- und Biegezug Schubbeanspruchung 31 Literatur

6 Stahlbau Prof. Dr.-Ing. Klaus Peters I Stähle ffir den Stahlbau 2 2 ' lahlsortenauswahl für geschweißte Stahlbauten 5 3 Elgenschaften des Stahls bei erhöhter Temperatur 6 4 Druckstäbe und zul, Spannungen nach J)lN (3.81) alt 6 5 Einwirkungen und Widerstandsgrößen 8 6 Nachweise der Tragfllhigkeit und Lagesicherheit Spannungsnachweise. Verfahren Elastisch-Elastisch (E-E) Vereinfachter Spannungsnachweis Ausnutzung plastischer Reserven Interaktionsnachweis für plastische Querschniustragfähigkeit Grenzwerte..grenz b/t" der Querschnitte Zur Berechnung von Fachwerken Lagesicherheit 17 7 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 17 8 Stabilitiitsnaehweise Abgrenzungskriterien Bi gcknicknachwei s für planmäßig mittigen Druck : nur N Biegeknicknachweis für Biegung mit Normalkraft: N + M Stäbe mit geringer Normalkraft: Vereinfachter Nachweis : IV + M Nachweis nach dem Ersatzstabvcrfahren: N + M Zweiachsige Biegung mit Normalkrati: ;\' + M, + M, Biegedrillknicken. frilher auch als "Kippen" bezeichnet Biegung ohne Normalkraft: Nachwei s des Druckgurtes als Druckstab: nur My Nachweis mit idealem Blegedrillknickmornent: nur M, Einachsige Biegung mit Normalkraft: IV + M, Bemessungswerte der Tragfähigkeit von Druckstäben Knicklängen verschieblicher Rahmenstiele : Beulsicherheits'nachweis Bezeichnungen Abgrenzungskriterien Vereinfachter Nachweis Nachweis unversteitter ßeulfeldcr 34 9 Rippenlose Lasteinleitung Bctricbsfestigkeit 38 1I Schraubverbindungen \ Schraubenbezeichnungen, Verbindungsarten und Schraubenabstände 4\ 11.3 Tragfähigkeit von Schrauben Schraubenbild unter Momentenbeanspruchung Sehwcißverbindungcn 48 Stahlbauprofilc 51

7 Stahlbetonbau Prof: Dr.-Ing. Klaus Holschemaeher ( Allgemeines Vorbemerkung (läufig vorkommende Bezeichnungen 2 i.3 Abkürzungen 3 2 Sicherheitskonzept Allgemeines Grenzzustände der Tragfähigkeit Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit Dauerhaftigkeit 6 3 Baustoffkennwerte 7 3.\ Bet on Bet onstahl 12 -t Schnittgrößenermittlung Vereinfachungen und Idcalisierungen Berechnungsverfahren zur Schnittgrößenermittlung Schnittgrößen in Rahmentragwerken Schnittgrößen in Plattentragwerken Schnittgrößen in wandartigen Trägem Aussteilung von Tragwerken 27 5 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragt'ähigkeit Biegung und Längskraft Einfluss von Tragwerksverformungen (Stabilitätsna chweis) Que rkraft Durchstan zen Torsion Teilflächenbelastung Ermüdung 76 6 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit Spannungsbegrenzungen Rissbreitenbegrenzung Verformungsbegrenzung 82 7 Bewehrungskonstruktlon Expositionsklassen. Mindestbetondruckfestigkeit, Betondeckung!G 7.2 Mindestabstände von Bewehrungsstäbcn Biegen von Betonstahl Verankerung der Bewehrurig Bewehrungsstößc Stabbündel 95 8 Bauteilspezifische konstruktive Regelungen Allgemeine Fcstlcgungcn für überwiegend biegebeanspruchte Bauteile Platten Balken und Plattenbalken Stützen 102

8 Geotechnik Prof. Dr.-Ing. RalfThiele I Allgemeines Vorbemerkungen Begriffe. Abkürzungen 2 2 Sicherheitskonzept nach D1N Allgemeines Grenzzustände Grenzzustand der Tragfähigkeit - GZ Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit - GZ Einwirkungen. Widerstände. Teilsicherheitsbeiwerte J Einwirkungen und Widerstände Teilsicherheitsbeiwerte 5 3 Baugrund Allgemeines Eigenschaften und Ver suche Eigenschaften und Versuche zur Charakterisierung Eigenschaften und Versuche zur Klassifizierung Bennennen und Klassifizieren von Böden Bennennung und Beschreibung von Böden Klassifikation von Böden Bodenkennwerte Erfahrungswerte für nichtbindige Böden Erfahrungswerte für bindige Böden I I 4 Einzel- und Streifenfundamente Allgemeines Berechnung über aufnehrnbaren Sohldruck Sohlspannungsverteilung Voraussetzungen für die Anwendbarkeit des Nachweises über Sohldruck Aufnehmbarer Sohldruck für nichtbindige Böden Aufnehrnbarcr Sohldruck für bindige Böden Berechnungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZ I) Aufschwimmen(GZ IA) Kippen (GZ IA) Gle iten (GZ IB) : Grundbruch (GZ IB) Berechnungen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) Allgemeines zu Setzungsbercchnungen Sctzungsberechnung mit der geschlossenen Formel Set zungsbcrechnung mit Hilfe der lotrechten Spannungen 2l Zulässige Setzurig 22 5 Literatur 22

9 Bemessung nach dem Vereinfachten Verfahren Anhang: Statische Hinweise Prof. Dipl.-Ing. Klaus-Jürgen Schneider 1 Auflagergrößen und Schnittgrößen Einfeldträger (a = a/l, ß= bit) Einfeldträger mit Kragarm Eingespannte Kragtr äger Eing espannt e Einfeldträger Gelenkträger (Gerberträger) Zweifeldträger mit Gleichstreckenlast Durchlaufträ ger mit gleichen Stützweiten über 2 bis 5 Felder Durchlaufträger mit gleichen Slützweiten und Gleichstreckenla st 10 2 Durchbiegungen - Baupraktische Formeln II 3 Rahmen, Kehlbalkendach Zweigelenkrahrnen Eingespannter Rahmen Kehlbalkendach Querschnittswerte Allgemeine Formeln für Querschnittswerte Tafel Querschnittswerte 18 5 Spannungen infolge M, N, V Grundlagen Normal- und Schubspannungen