Bemessungsbeispiele. Teil 2 Beispiele aus dem Spezialtiefbau. Schöck Bauteile GmbH. Vimbucher Str Baden-Baden.

Transkript

1 Bemessungsbeispiele Teil 2 Beispiele aus dem Spezialtiefbau Schöck Bauteile GmbH Vimbucher Str Baden-Baden erstellt von Dipl.-Ing(FH) Karlheinz Ibach Anwendungstechnik ComBAR karlheinz.ibach@schoeck.de Baden-Baden Februar 2015

2 Vorbemerkung: Diese Beispielsammlung behandelt die statisch-konstruktiven Nachweise für Schlitzwandbereiche und Bohrpfahlwandbereiche, welche von einer TBM durchörtert werden. Die Beispiele sind z.t. bewusst ausführlich abgehandelt. In der täglichen Praxis wird man auf diese Ausführlichkeit teilweise verzichten können. Alle Beispiele wurden in ähnlicher Weise bei Projekten ausgeführt. Dennoch kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich bei der Aufbereitung zu Lehrzwecken Fehler eingeschlichen haben. Der Benutzer der Sammlung ist daher aufgerufen, dem Verfasser Hinweise auf eventuelle Fehler in der Beispielsammlung zu geben. Den Berechnungen und Konstruktionen liegen folgende Normen und Regelwerke zu Grunde: DIN EN : DIN EN /NA: AbZ Z vom 04. Juni 2014 Bemessungskonzept für Schöck ComBAR Richtlinen für die Bemessung von SchöckComBAR Bügeln Richtlinen für die Bemessung von Schöck ComBAR Kopfbolzen Gutachterliche Stellungnahmen wie im Beispiel erwähnt

3 Inhaltsverzeichnis 1 Schlitzwand Grundlagen Eingangswerte für die Bemessung Planausschnitt Abmessungen Schlitzwand Baustoffe Bemessung Schnittgrößen Bemessung Konstruktion, bauliche Durchbildung Längsbewehrung Querkraftbewehrung Verankerungs- und Übergreifungslängen Konstruktive Bewehrung Bohrpfahl Grundlagen Eingangswerte für die Bemessung Planausschnitt Abmessungen Bohrpfahl Baustoffe Bemessung Konstruktion, bauliche Durchbildung Längsbewehrung Querkraftbewehrung Verankerungs- und Übergreifungslängen Konstruktive Bewehrung... 22

4 1 Schlitzwand Bemessung der Durchfahrtsbereiche mit Bewehrung aus Glasfaserkunststoff Schöck ComBAR 1.1 Grundlagen Allgemeines: Es ist vorgesehen, den Teil einer Schlitzwand, der mit der Tunnelbohrmaschine (TBM) durchörtert wird, mit einer zerspanbaren Bewehrung aus GFK zu bewehren. Bemessungsgrundlagen: Für den Einsatz von ComBAR ist hier eine Zustimmung im Einzelfall (Z.i.E.) erforderlich. Grundlage für diese Z.i.E. ist ein unabhängig begutachtetes Bemessungskonzept. In diesem Konzept sind alle erforderlichen Regelungen zu Sicherheitskonzept Bemessung Konstruktion getroffen und in der Anwendbarkeit auf die Baumaßnahme gutachterlich bestätigt. Für die Bemessung wurde herangezogen: Bemessungskonzept zur Bewehrung von Durchfahrtsbereichen in Schlitzwänden und Bohrpfahlwänden und die gutachterliche Stellungnahme vom Ingenieurbüro Prof. Duddeck & Partner. Bemessungsprogramm Schöck ComBAR (firmeninterne Software). Bemessungsprogramm für Balkenquerschnitte und Kreisquerschnitte mit Bewehrung aus Schöck ComBAR.

5 1 Schlitzwand Eingangswerte für die Bemessung Mit GFK zu bewehrender Bereich: siehe Planausschnitt. Der Durchmesser für den stahlfreien Bereich beträgt 10,30m Planausschnitt

6 1 Schlitzwand Abmessungen Schlitzwand Lamellenbreite Dicke der Schlitzwand 3,65 m 0,80 m Korbgeometrie: Korbbreite in der Lamelle Vorgesehene Betondeckung 3,00 m 7,5 cm Baustoffe Betongüte für die GFK-Bemessung C25/30 Betongüte für die Übergreifungsbereiche C20/25 Bewehrung GFK Schöck ComBAR 1.3 Bemessung Schnittgrößen Einwirkende Schnittgrößen: Bemessungswerte der Schnittgrößen seien wie folgt gegeben M d (Erdseite) = -549,87 knm/m, zug N = -178,73 kn/m M d (Luftseite) V d (bei 6m) = 246,70 knm/m, zug N = -297,69 kn/m = 519,00 kn/m

7 1 Schlitzwand Bemessung Schnittgrößen je Korb ( Einflussbreite = 3,65m) Erdseite: M d = -549,87 knm/m * 3,65 m = knm zug N = -178,73 kn/m * 3,65 m = -652,37 kn Luftseite: M d = 246,7 knm/m * 3,65 m = 901 knm zug N = -297,69 kn/m * 3,65 m = -1086,57 kn V d (bei 6m) = 519 kn/m * 3,65 m = kn

8 1 Schlitzwand 8

9 1 Schlitzwand 9

10 1 Schlitzwand 10 Mindestbewehrungsgrad zur Ausnutzung der maximalen Zugspannung von = 435 N/mm²: (Bemessungskonzept / Gutachten Prof. Duddeck & Partner), =1,05 0,85 0,85 mit = 25 N/mm² * = 978 * 0,85 = 831 N/mm² = 0,0035 =! "#.### = 0,0139, =1,05 0,85 0,85 %&! ( ) #,## & (#,## &#,#! ') = 0,0046 =0,46 % Für Erdseite: 10 ø32 mm ComBAR mit 80,42 cm² ()*+ =, = #,/% = 0,00315 < 0, "& 0# Maximale Ausnutzung begrenzt auf. = 415 N/mm² wegen theoretisch möglichem Sprödbruch der Bewehrung.

11 1 Schlitzwand Konstruktion, bauliche Durchbildung Längsbewehrung Erdseite: Gew.: 10 ø32 mm ComBAR mit A = 80,4 cm² max σ = 347,2 N/mm² < 415 N/mm² Luftseite: Gew.: 6 ø32 mm ComBAR mit A = 48,24 cm² max σ = 166,9 N/mm² < 415 N/mm² Querkraftbewehrung max V = 1895 kn Gew.: 6 ø32 ComBAR Doppelkopfbolzen, Abstand in Längsrichtung 200 mm

12 1 Schlitzwand Verankerungs- und Übergreifungslängen Erdseite Es wird vereinbart, dass der Wert für Kurzzeit verwendet werden darf. Gewählte Übergreifungslänge Erdseite = 2,55 m

13 1 Schlitzwand 13 Luftseite Es wird vereinbart, dass der Wert für Kurzzeit verwendet werden darf Gewählte Übergreifungslänge Luftseite = 1,25 m

14 1 Schlitzwand Konstruktive Bewehrung Zur Aussteifung des ComBAR-Bewehrungskorbes werden an der Luftseite und an der Erdseite Aussteifungs-Diagonalen ø16mm fachwerkartig eingebaut. Ebenso werden 4 solcher Aussteifungsfachwerke senkrecht dazu eingebaut. Die Kreuzungspunkte der Diagonalen sind an Enden von Kopfbolzen anzuordnen.

15 2 Bohrpfahl Bemessung eines Bohrpfahles mit Bewehrung aus Glasfaserkunststoff Schöck ComBAR 2.1 Grundlagen Allgemeines: Es ist vorgesehen, den Teil einer Bohrpfahlwand, der mit der Tunnelbohrmaschine (TBM) durchörtert wird, mit einer zerspanbaren Bewehrung aus GFK zu bewehren. Bemessungsgrundlagen: Für den Einsatz von ComBAR ist hier eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich. Grundlage für diese Z.i.E. ist ein unabhängig begutachtetes Bemessungskonzept. In diesem Konzept sind alle erforderlichen Regelungen zu Sicherheitskonzept Bemessung Konstruktion getroffen und in der Anwendbarkeit auf die Baumaßnahme gutachterlich bestätigt. Für die Bemessung wurde herangezogen: Bemessungskonzept zur Bewehrung von Durchfahrtsbereichen in Schlitzwänden und Bohrpfahlwänden und die gutachterliche Stellungnahme vom Ingenieurbüro Prof. Duddeck & Partner. Bemessungsprogramm Schöck ComBAR (firmeninterne Software). Bemessungsprogramm für Balkenquerschnitte und Kreisquerschnitte mit Bewehrung aus Schöck ComBAR.

16 2 Bohrpfahl Eingangswerte für die Bemessung Mit GFK zu bewehrender Bereich: siehe Planausschnitt Die Länge für den stahlfreien Bereich beträgt 13,40m Anstatt der dargestellten Wendelbewehrung werden Doppelkopfbolzen eingesetzt Planausschnitt

17 2 Bohrpfahl Abmessungen Bohrpfahl Pfahldurchmesser Vorgesehene Betondeckung 1,20 m 10 cm Baustoffe Betongüte für die GFK-Bemessung C30/37 Bewehrung GFK Schöck ComBAR Bemessungsschnittgrößen Biegemoment Querkraft M y = 1630 knm V Ed = 892 kn Eine Normalkraft soll nicht berücksichtigt werden.

18 2 Bohrpfahl Bemessung

19 2 Bohrpfahl 19

20 2 Bohrpfahl 20

21 2 Bohrpfahl Konstruktion, bauliche Durchbildung Längsbewehrung Gew.: 16 ø 32 mm ComBAR mit A = 128,7 cm² max σ = 382,9 N/mm² < 435 N/mm² Querkraftbewehrung Gew.: 2 ø 32 mm ComBAR Doppelkopfbolzen (DKB) alle 250 mm Ausnutzung 90,1 %

22 2 Bohrpfahl Verankerungs- und Übergreifungslängen Konstruktive Bewehrung Der ComBAR-Bewehrungskorb wird durch Diagonalen ø16 mm, welche fachwerkartig angeordnet werden, ausgesteift. Die Doppelkopfbolzen bilden dabei die V-Stäbe des Fachwerks, welches in 2 Richtungen, lotrecht zueinander angeordnet wird.

23 Notizen