GLIEDERUNG MASSIVBAU TEIL I GRUNDLAGEN DES STAHLBETONBAUS. 0 Einordnung des Fachgebiets 1 Einführung. 2 Materialverhalten. Stand:

Transkript

1 GLIEDERUNG MASSIVBAU Stand: TEIL I GRUNDLAGEN DES STAHLBETONBAUS 0 Einordnung des Fachgebiets 1 Einführung 1.1 Grundprinzip des Stahlbetons und Spannbetons 1.2 Geschichtliche Entwicklung Anfänge des Betonbaus Entwicklung zum Zementbeton Entwicklung zum Verbundbaustoff Stahlbeton Herausbildung der Stahlbetonbauweise Entwicklung von Grundlagen zur Berechnung Verbreitung der Stahlbetonbauweise Entwicklung zum Spannbeton 1.3 Anwendungsbereiche des Stahlbeton- und Spannbetonbaus 1.4 Bauvorschriften 1.5 Bautechnische Unterlagen 2 Materialverhalten 2.1 Beton Einführung und Klassifizierung Frischbeton Materialkenngrößen des Betons (Festbeton) Spannungs-Dehnungs-Verhalten Druckfestigkeit Zugfestigkeit Elastizitätsmodul Zeitabhängige Verformungen Betonschädigung 2.2 Betonstahl Arten von Betonstählen Kennzeichnung Festigkeits- und Formänderungseigenschaften des Betonstahls Lieferformen des Betonstahls 2.3 Stahlbeton als Verbundmaterial Arten der Verbundwirkung

2 2.3.2 Zusammenwirken von Stahl und Beton Prinzipbeispiel Zugstab Prinzipbeispiel Biegebalken Verbundfestigkeit Einflussfaktoren auf die Verbundfestigkeit Ermittlung der Verbundfestigkeit Stahlbeton unter Umwelteinflüssen Übersicht Expositionsklassen Betondeckung Aufgaben der Betondeckung Maße der Betondeckung Abstandhalter 3 Berechnungs- und Konstruktionsgrundlagen 3.1 Tragwerke und Tragelemente 3.2 Tragelemente unter Biegung mit Querkraft Tragverhalten eines Betonbalkens Tragverhalten eines Stahlbetonbalkens Last-Verformungs-Verhalten eines Stahlbetonbalkens Versagensarten Zugkraftdeckung Zusammenfassung 3.3 Tragelemente unter Längsdruckbeanspruchung mit und ohne Biegung Übersicht Bügelbewehrte Stützen Wendelbewehrte Stützen Anwendungsgebiete 3.4 Tragwerksidealisierung Systemfindung Auflager und Stützweiten Verfahren zur Schnittgrößenermittlung Ermittlung der Schnittgrößen auf der Basis der Elastizitätstheorie Ermittlung der Schnittgrößen mit begrenzter Momentenumlagerung Bemessungsmomente bei Durchlaufträgern 4 Sicherheitskonzept 4.1 Anforderungen an Stahlbetonbauten 4.2 Grenzzustände 4.3 Grundprinzip 4.4 Verfahren der Teilsicherheitsbeiwerte

3 4.5 Charakteristische Werte Charakteristische Werte von Einwirkungen Charakteristische Werte für Baustoffeigenschaften 4.6 Grenzzustände der Tragfähigkeit Bemessungssituationen Kombinationsregeln für Einwirkungen Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen und Beanspruchungen Kombinationsbeiwerte Teilsicherheitsbeiwerte für Baustoffe und Widerstände 4.7 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit Bemessungssituationen Kombinationsregeln für Einwirkungen Kombinationsbeiwerte Teilsicherheitsbeiwerte 4.8 Vereinfachte Kombinationsregeln für Hochbauten 4.9 Vergleich von Sicherheitskonzepten (DIN 1045 alt/neu) 5 Bemessung und Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit 5.1 Grundlagen der Bemessung Allgemeine Voraussetzungen Annahmen zum Verformungsverhalten des Querschnitts Annahmen zum Materialverhalten des Betonstahls Annahmen zum Materialverhalten des Betons Ermittlung der statischen Nutzhöhe Betonstahlquerschnitte 5.2 Bemessung bei überwiegender Biegung Bemessung von einfach bewehrten Rechteckquerschnitten Herleitung der Bemessungsgleichungen (Parabel-Rechteck-Diagramm) Sicherstellung der Duktilität Allgemeines Bemessungsdiagramm Bemessungsverfahren mit dimensionslosen Beiwerten ( -Verfahren) Herleitung der Bemessungsgleichungen (Spannungsblock) Bemessungsverfahren mit Spannungsblock (Näherung) Bemessung von Rechteckquerschnitten mit doppelter Bewehrung Allgemeines Bemessungsdiagramm Bemessungsverfahren mit dimensionslosen Beiwerten ( -Verfahren) Bemessungsverfahren mit Spannungsblock (Näherung) Verdrängung des Betons Bemessung von Plattenbalkenquerschnitten Übersicht

4 Ermittlung der mitwirkenden Plattenbreite Bemessungsfälle für Plattenbalkenquerschnitte Bemessungsverfahren für Plattenbalkenquerschnitte 5.3 Bemessung bei überwiegender Längskraft Bemessung für mittigen Druck Bemessung vollständig gerissener Querschnitte Bemessung unter Längskraft und Biegung mit Interaktionsdiagrammen Übersicht Aufbau und Anwendung eines Interaktionsdiagramms Bemessung unbewehrter Querschnitte 5.4 Bemessung bei beliebiger Form der Betondruckzone Querschnitte mit geringer Abweichung von der Rechteckform Näherungsberechnung mit dem Spannungsblock Bemessung von Rechteckquerschnitten bei zweiachsiger Biegung Auswahl der Bewehrungsanordnung Interaktionsdiagramme für zweiachsige Biegung 5.5 Bemessung bei Querkraft Allgemeines Bemessungswert der einwirkenden Querkraft Einfluss der Lagerungsbedingungen Einfluss der Geometrie des Tragelements Einfluss einer auflagernahen Einzellast Bauteile ohne rechnerisch erforderliche Querkraftbewehrung Tragwirkung Ermittlung der Tragfähigkeit Bauteile mit rechnerisch erforderlicher Querkraftbewehrung Berechnungsmodelle Ableitung der Strebenkräfte aus dem Fachwerkmodell Ermittlung des Druckstrebenwinkels Bemessungsgleichungen Sonderfälle der Querkraftbemessung Querkraftsicherung in den Gurten von Plattenbalken Anschluss indirekt gelagerter Nebenträger in einen Hauptträger Konstruktive Festlegungen und Regeln Elemente der Querkraftsicherung Mindestquerkraftbewehrung Höchstabstände der Querkraftbewehrung Querkraftdeckung 5.6 Bemessung bei Torsion

5 5.6.1 Allgemeines Bauteilquerschnitte Schubmittelpunkt Geschlossene Querschnitte Offene Querschnitte Bemessungsmodell Bewehrungsführung Bemessung bei alleiniger Wirkung von Torsionsmomenten Bemessung bei kombinierter Wirkung von Querkräften und Torsionsmomenten 6 Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 6.1 Allgemeines Langzeitverhalten Beton unter einachsiger Langzeitbeanspruchung (Kriechen) Schwinden des Betons Spannungsermittlung im Zustand II Annahmen und Voraussetzungen Einfach bewehrter Rechteckquerschnitt unter reiner Biegung 6.2 Begrenzung der Spannungen Spannungsbegrenzung im Beton Spannungsbegrenzung im Betonstahl Entfall der Spannungsnachweise 6.3 Begrenzung der Rissbreiten Allgemeines Einflussfaktoren auf die Rissweite Mindestbewehrung zur Rissbreitenbegrenzung Beschränkung der Rissbreite ohne direkte Berechnung Beschränkung des Stabdurchmessers Beschränkung des Stababstandes 6.4 Verformungsbegrenzung Allgemeines Begrenzung der Biegeschlankheit 7 Grundlagen der Bewehrungsführung 7.1 Formgebung der Bewehrung Beanspruchungen Biegerollendurchmesser Hin- und Herbiegen 7.2 Zugkraftdeckung Grundlagen Ermittlung der Zugkraftlinie und Zugkraftdeckung

6 7.3 Verankerung der Bewehrung Grundlagen Grundmaß der Verankerungslänge Verankerungsformen Erforderliche Verankerungslänge Verankerung der Biegezugbewehrung 7.4 Stoßverbindungen von Bewehrungsstäben Grundlagen Indirekte Zug- und Druckstöße Grundprinzip und Ausbildung indirekter Stöße Stoßabstände und Übergreifungslängen Querbewehrung bei indirekten Stößen Übergreifungsstöße von Betonstahlmatten Konstruktive Festlegungen und Regeln Direkte Zug- und Druckstöße Anwendungsbereiche Schweißverbindungen Mechanische Verbindungen 7.5 Grundsätze der Bewehrungsführung Planung und Montage Auswahl und Anordnung der Bewehrung Biegen der Bewehrung Bewehren mit Betonstahlmatten Mattenaufbau Mattenarten Allgemeine Hinweise 7.6 Zeichnerische Darstellung Allgemeine Grundlagen Darstellung und Bemaßung der Bewehrung

7 TEIL II TRAGWERKSELEMENTE 8 Übersicht Tragwerkselemente 9 Balken und Plattenbalken 9.1 Einfeld- und Mehrfeldbalken 9.2 Kragbalken 9.3 Sonderfälle Einführung Diskontinuitätsbereiche Stabwerkmodelle Konsolen Einführung und Klassifizierung Berechnung kurzer und mittlerer Konsolen Lastexzentrizitäten Bewehrungsführung Ausgeklinktes Trägerende Stabmodelle und Bemessung Bewehrungsführung 10 Platten und Decken 10.1 Übersicht Prinzipielle Plattentragwirkung Rand- und Lagerungsbedingungen Klassifizierung von Platten 10.2 Einachsig gespannte Vollplatten Beanspruchung aus Gleichflächenlast Beanspruchung aus konzentrierten Lasten 10.3 Zweiachsig gespannte Platten Übersicht und Berechnungsmethoden Einfeldplatten Standardlagerungsfälle Streifenkreuzverfahren nach Marcus Berechnung unter Verwendung von Tafelwerken (Czerny) Auflagerkräfte bei vierseitig gelagerten Platten Durchlaufplatten Lastumordnungsverfahren Schnittgrößenermittlung nach Pieper/Martens Computergestützte Berechnung 10.4 Bemessung und konstruktive Durchbildung Abweichung der Bewehrungsrichtung von der ermittelten Momentenrichtung

8 Drillbewehrung Unterbrochene Stützung (Deckengleiche Unterzüge) Tragverhalten Unterbrochene Stützung mit geringer Länge Unterbrochene Stützung mit mäßiger Länge Unterbrochene Stützung mit größerer Länge Öffnungen in Platten Allgemeines Kleine Öffnungen Große Öffnungen 10.5 Punktgestützte Platten (Flachdecken) Tragverhalten Schnittgrößenermittlung Möglichkeiten Näherungsverfahren nach der Plattentheorie Berechnung der Momente in den Rand- und Eckstützen Vereinfachte Ermittlung der Querkräfte (Stützkräfte) Nachweis gegen Durchstanzen Tragmodell und Nachweisform Bemessungswert der einwirkenden Querkraft Platten ohne Durchstanzbewehrung Platten mit Durchstanzbewehrung Mindestmomente für Platten-Stützen-Verbindungen Mindestdurchstanzbewehrung und konstruktive Festlegungen Einsatz spezieller Bewehrungselemente Hinweise zur Bewehrungsführung Verformungsberechnung 11 Stabförmige Druckglieder (Stützen) 11.1 Übersicht Arten von Einzeldruckgliedern Einfluss der Verformungen Momenten-Krümmungs-Beziehung Stabilität und Querschnittswiderstand 11.2 Schnittgrößenermittlung Verschiebliche und unverschiebliche Tragwerke Ermittlung der Länge des Ersatzstabes Berücksichtigung von Imperfektionen 11.3 Modellstützenverfahren Allgemeines

9 Bedingungen für die Berücksichtigung der Verformungen Ermittlung der Lastausmitte 11.4 Bemessung Druckglieder mit einachsiger Lastausmitte Druckglieder mit zweiachsiger Lastausmitte Getrennte Nachweise in beiden Richtungen Nachweis für schiefe Biegung 11.5 Konstruktive Gestaltung 12 Fundamente 12.1 Boden-Bauwerk-Interaktion 12.2 Unbewehrte Einzelfundamente 12.3 Bewehrte Einzelfundamente Schnittgrößenermittlung Biegebemessung Nachweis gegen Durchstanzen 12.4 Streifenfundamente 12.5 Köcherfundamente 13 Rahmen und rahmenartige Tragwerke 13.1 Allgemeines 13.2 Bewehrungsführung in Rahmenecken 13.3 Umlenkkräfte 13.4 Bemessungsschnittgrößen 14 Treppen 14.1 Begriffe und Entwurfsgrundlagen 14.2 Tragsysteme 14.3 Schnittgrößenermittlung Treppenlauf Podest 14.4 Bemessung und konstruktive Durchbildung 15 Wände und wandartige Träger 15.1 Tragverhalten 15.2 Schnittgrößenermittlung 15.3 Bemessung

10 TEIL III AUSGEWÄHLTE KAPITEL DES STAHLBETONBAUS 16 Verformungsberechnung 16.1 Übersicht 16.2 Theoretische Grundlagen 16.3 Näherungsverfahren 16.4 Numerische Berechnung 16.5 Erforderliche Nutzhöhe einachsig gespannter Platten 17 Rissweitenberechnung 17.1 Allgemeines 17.2 Grundsätzliche Zusammenhänge bei der Rissbildung 17.3 Ansätze zur rechnerischen Bestimmung des Rissabstandes 17.4 Ansätze zur rechnerischen Bestimmung der Rissbreite 17.5 Wirkungsbereich der Bewehrung 18 Räumliche Steifigkeit und Stabilität 19 Stahlbetonfertigteile 19.1 Übersicht 19.2 Bauteile mit mitwirkender Ortbetonschicht 19.3 Stahlbetonskelettbauweise 20 Schnittgrößenermittlung von Platten nach der Plastizitätstheorie