DAS KLEINE A-Z DER NEUEN DIN1045-1:

Transkript

1 BAU-aktuell April 2005 Ausgabe I/2005 IRPBA01_05 DAS KLEINE A-Z DER NEUEN DIN1045-1: Mit Datum ist die Koexistenzphase zwischen der alten DIN 1045 : und der neuen DIN : vorüber. Nunmehr muss die neue Norm uneingeschränkt angewendet werden. Neben der Veränderung in den Berechnungsverfahren wurden viele Bezeichnungen und Begriffe neu verwendet bzw. eingeführt. In der nachfolgenden Zusammenstellung sollten die wesentlichen Begriffe und Bezeichnungen in der Art eines Wörterbuches zum schnellen nachschlagen erläutert werden. Dipl.-Ing.(FH) B.W. Schmitt A Anforderungsklassen Zur Einteilung der Rissbreite werden in Abhängigkeit der Expositionsklassen die Bauteile in sogenannte Anforderungsklassen unterteilt. Für Stahlbetonbauteile gelten i.d.r. die Anforderungsklassen E-F. XC1 Anforderungsklasse F Rissbreite 0,4mm Übrige Anforderungsklasse E Rissbreite 0,3mm Diese Anforderungen gelten nicht für wasserundurchlässige Konstruktionen. A s Kurzbezeichnung der Bewehrung wie früher jedoch A s1 (alt) A s2 (neu) entspricht der Druckbewehrung A s2 (alt) A s1 (neu) entspricht der Zugbewehrung B B Frühere Kurzbezeichnung für Beton und Betonfestigkeitsklassen, nunmehr C Betonfestigkeitsklassen Vergleich zwischen alter und neuer Bezeichnung DIN 1045 (88) B5 B10 B15 B25 B35 B45 B55 DIN EN DIN C8/ 10 C8/ 10 C12/ 15 C20/ 25 C30/ 37 C35/ 45 C45/ 55 Sinngemäß für Leichtbeton LB15 LC16/18 ; LB25 Betondruckstreben(neigung) Ein Stahlbetonbauteil wird gedanklich wie ein Fachwerk behandelt. Es wird zwischen Zug- und Druckstreben unterschieden. Zu den Auflagern hin bilden sich schräge Druckstreben (Diagonalen) aus. Die Neigung dieser Druckstreben kann nunmehr frei gewählt werden. Dies hat unmittelbaren Einfluss auf die vorzusehende Querkraftbewehrung. C c Kurzbezeichnung für die Betondeckung: Abhängig von der Expositionsklasse c min: Mindestbetondeckung zum Schutz der Bewehrung und sicheren Übertragung der Verbundkräfte Äc: Vorhaltemaß für den Einbau c nom: c min + Äc cv: Verlegemaß der Bewehrung i.d.r. c nom C Kurzbezeichnung für Beton (engl. concrete); siehe auch Betonfestigkeitsklassen CEM Bezeichnung für Zement nach DIN EN CEM I: Portlandzement CEM II: Portlandkompositzement CEM III: Hochofenzement CEM IV: Puzzolanzement CEM V: Kompositzement charakteristische Lasten. Lasten ohne Sicherheitsbeiwerte (entspricht den tatsächlichen Gewichten von Bauteilen, Baustoffen etc.). Dies gilt sinngemäß für die vorgegebenen Nutzlasten (Verkehrslasten). Als Index wird k verwendet. Aus dem Eigengewicht g wird das charakteristische Eigengewicht g k; aus der Verkehrslast p wird die charakteristische Nutzlast, Schneelast, Windlast oder Verkehrslasten q k. D d neue Bezeichnung für die statische Nutzhöhe (früher h); s.a. h d g Größtkorndurchmesser des Zuschlagstoffes. Hinweis: Der lichte Bewehrungsabstand zwischen 2 Stäben muss 20mm oder oder d g+5mm sein. D.b. bei 32mm Korngröße beträgt der lichte Mindestabstand 37mm. Somit gehen z.b. in einem Unterzug deutlich weniger Stäbe in den Querschnitt als wie bisher. Dauerhaftigkeit Die Betondruckfestigkeit alleine ist für die Haltbarkeit eines Betonbauteiles nicht ausreichend. Betonzusammensetzung sowie die entsprechende Betondeckung des Bewehrungsstahles sind entschei-dend für die Haltbarkeit des Betons im jeweiligen Einsatzgebiet (sbedingungen); s.a. Expositionsklassen design Lasten. Gegenüber den charakteristischen

2 BAU-aktuell Seite: 2 Lasten die mit den entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerten behafteten Lasten. Lastengrößen für den Nachweis der Tragfähigkeit. Duktilität bezeichnet die Dehnbarkeit bzw. Verformbarkeit eines Baustoffes oder Bauteiles. Der Bewehrungsstahl wird hergestellt mit normaler Duktilität (A) und hoher Duktilität (B). Die genaue Bezeichnungen der Bewehrungsstähle lauten wie folgt: Stabstahl: BSt 500 S(B) wird nur als hochduktiler Stahl hergestellt Mattenstahl: BSt 500 M (A) bzw. (B) Durchstanzen, Nachweis gegen. Nachweis der Querkraft an punktgestützten Bauteilen oder Bauteilen die durch hohe Einzellasten beansprucht werden. Wie bisher jedoch müssen mehrere kreisförmige Ebenen um die Bemessungsstelle untersucht werden. Hinweis: Die Anforderungen an das Durchstanzen wurden deutlich verschärft. E E d Bemessungswert der Einwirkungen i.d.r. die design Lasten bzw. Schnittgrößen aus den design Lasten. Bemessungswerte können Querkräfte (V Ed), Normalkräfte (N Ed) Momente (M Ed), außergewöhnliche Einwirkungen (A Ed) etc. sein. Einwirkungen Einflüsse die auf ein Bauteil wirken. Einwirkungen können ständig oder veränderlich sein. Andere Gesichtspunkte bei der Einteilung von Einwirkungen sind: Art: direkt z.b. Kräfte (Lasten) Indirekt z.b. Temperaturänderung, Setzung Statische bzw. dynamische Einwirkungen Zeit: veränderliche Einwirkungen wie Wind oder Schnee außergewöhnliche Einwirkungen wie Explosion oder Anprall Ort: bewegliche Lasten (Verkehrslasten) Expositionsklasse s.a. X. In Abhängigkeit von Umweltbedingungen werden Bauten und Bauteile bestimmten Expositionsklassen zugeordnet. Als Kurzzeichen wird X verwendet. Von der Umweltbzw. Expositionsklasse, der ein Bauwerk oder Bauteil zugehört, hängen die Werte für Betondeckung und Betonfestigkeitsklasse ab, die mindestens einzuhalten sind (s.a. Seite 4+5, Anlage). F F Bezeichnung für die einwirkende Kraft (engl. Force). Früher häufig als P bezeichnet. Auch als Kurzzeichen für die Konsistenzklasse des Frischbetons verwendet (s.a. Konsistenzklassen). G y (griech. gamma); s.a. Teilsicherheitsbeiwert Gebrauchstauglichkeit Die für die Nutzbarkeit eines Bauteiles oder der Konstruktion geforderten Rahmenbedingungen. z.b. Durchbiegungs- und Rissbreitenbegrenzung. Je nach Anforderungen sind dies mit dem Bauherrn abzustimmen bzw. abzuklären. (z.b. Anforderungen an Wasserundurchlässigkeit ) Grenzzustände Die Bemessung der Konstruktion erfolgt nach dem neuen Sicherheitskonzept immer im an der Grenze zum Bruch oder Zerstörung d.h. Grenzzustände der Tragfähigkeit (GZT) bedeutet der Nachweis auf Biegung, Querkraft Torsion, Durchstanzen, Teilflächenpressung oder Ermüdung unmittelbar vor dem Versagen unter Berücksichtigung des Sicherheitsbeiwertes des Materials. Nachweise im Grenz-zustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) beinhalten die Rissbreitenbeschränkung, Durchbiegung bzw. Spannungsbegrenzung. H h neue Bezeichnung für die Bauteildicke im Beton- und Stahlbetonbau (früher d); s.a. d Hochleistungsbeton Beton mit erhöhten Eigenschaften; Druckfestigkeit, Dichtigkeit, Duktilität und Dauerhaftigkeit deutlich höher als bei Normalbeton K Konsistenzklassen (geregelt in DIN1045-2) Kenntlichmachung der Verarbeitbarkeit des Betons durch Konsistenzklassen. Zwischen folgenden Klassen wird unterschieden. F1= steif F4= sehr weich F2= plastisch F5= fließfähig F3= weich F6= sehr fließfähig L l Kurzbezeichnung für eine Länge bzw. Weite. l a= Auflagerlänge l n= Lichte Weite l eff= Spannweite (Stützweite) l col= Stützenlänge (engl. column) LC Kurzzeichen für Leichtbeton; wie bei Normalbeton, siehe auch Betonfestigkeitsklassen M Mindestbewehrung Alle Stahlbetonelemente, ausgenommen unbewehrter Bauteile, müssen eine rechnerisch ermittelte Mindestbewehrung zur Sicherstellung des duktilen Bauteilverlaufes besitzen. Modellstütze Die Bemessung einer Stütze erfolgt an einem idealisierten System (vereinfachten System).Für die Berechnung wird eine sogenannte Ersatzlänge (l o) ermittelt, an der die Tragfähigkeit überprüft wird. N N Kurzzeichen für Normalkraft (Längskraft); früher häufig auch als F verwendet. Nutzlasten veränderliche Lasten infolge der Nutzung, früher allgemein auch als Verkehrslasten bezeichnet. Verkehrslasten sind Lasten aus Verkehr (Straßenverkehr, Gabelstaplerverkehr etc.) Weitere Lastarten sind Schnee, Wind, Temperatur. Q q Kurzzeichen für die veränderlichen Einwirkungen.

3 BAU-aktuell Seite: 3 Querkraft Früher als Schubkraft bezeichnet. Der Begriff Schub verschwindet und wird durch Querkraft ersetzt. Die Schubbewehrung wird nun zur Querkraftbewehrung, der Schubnachweis zum Nachweis der Querkraftstragfähigkeit. Als Kurzzeichen für die Querkraft wird V verwendet (s.a. V ). P P Kurzzeichen für die Spannkraft im Spannbeton (engl. prestressed) R R d Widerstand eines Bauteils gegen das Versagen. Die Gleichung Ed Rd stellt die Grundlage des neuen Sicherheitskonzeptes und somit des statischen Nachweises dar. Rißbreitenbeschränkung Die Rissbreite (Kurzzeichen w k ) ist gemäß den Anforderungsklassen E und F (s.o.) zu begrenzen. Spezielle Anforderungen sind gesondert zu regeln und zu vereinbaren (s.a. WU- Beton). Rotationsfähigkeit Nachweis der; Überprüfung ob eine Momentenumlagerung im Bauteil möglich ist. S Selbstverdichtender Beton ist ein Beton, der ohne Einsatz von Verdichtungsenergie selbst entlüftet, fließt und auch schwer zugängliche Stelle in der Schalung vollständig füllt. Stabwerksmodelle Mit Hilfe von Stabwerksmodellen können Bauteilabschnitte mit geometrischen Ungleichmäßigkeiten (Diskontinuitäten) genauer bemessen werden. So u.a. Konsolen, Bereiche von Durchbrüchen, Ecken etc.. Es wird zwischen sogenannten D - und B -Bereichen unterschieden. T Teilsicherheitsbeiwert Kurzzeichen y (griech. gamma) Faktoren zur Erhöhung der Lasten oder Minderung des Tragfähigkeitswiderstandes (Sicherheit). Aus dem Globalen Sicherheitsbeiwert auf der Materialseite (y = ) wird das neue Sicherheitskonzept mit Teilsicherheiten sowohl auf der Lastseite als auch Materialseite. y G= 1.35 Sicherheitsbeiwert für Ständige Lasten (z.b. Eigengewicht) y Q= 1.50 Sicherheitsbeiwert für veränderliche y M = 1.50 Lasten (z.b. Nutzlasten, Wind, Schnee) Sicherheitsbeiwert für das Material (z.b. y S = 1.15 Betonstahl ) Die mit den Teilsicherheitsbeiwerten multiplizierten charakteristischen Einwirkungen werden zu Bemessungseinwirkungen (design Einwirkungen) y G * g k = g d y Q* q k = q d Tragfähigkeit, Nachweise der. Gegenüber der Gebrauchstauglichkeit alle Nachweise die für Standsicherheit des Bauteiles notwendigen Nachweise (s.a Grenzzustände). U u Kurzzeichen für den Achsabstand der Bewehrung V V Kurzzeichen für die Querkraft (früher Schub) V Ed Bemessungswert der vorhandenen Querkraft V Rd,max Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft V Rd,ct Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft ohne Querkraftbewehrung (bei Platten) V Rd,sy Bemessungswert der durch die Bewehrung aufnehmbaren Querkraft Hinweis: Nach der neuen DIN 1045 gibt es keine unverbügelten Balken, Stürze und dergleichen mehr. Die Bügelabstände werden wegen des entsprechende Nachweisverfahrens geringer ausfallen als nach der alten DIN Verbundbedinungen, gute und mäßige. Je nach Lage der Bewehrungsstäbe im Beton wird die Verbundfähigkeit zwischen Beton und Bewehrung entsprechend gegenzeichnet. Gute Verbundbedingungen für unten (bis 30cm von Bauteilunterkante) und schräggeneigte Bewehrungsstäbe. In den übrigen Bereichen gelten mäßige Verbundbedingungen. Die Verbundeigenschaften haben Einfluss auf die Verankerungs- und Übergreifungslänge der Bewehrungsstäbe. W w k Kurzzeichen für die Rissbreite WU-Beton Die Anforderung an die Wasserundurchlässigkeit von Bauteilen ist in der DIN 1045 nicht geregelt. Es wird hier auf die Richtlinie des DAfStb Wasserundurchlässigkeit von Betonkonstruktionen verwiesen. Es ist eine Mindestbetondruckfestigkeit C30/37 zu verwenden. Rissbreiten je nach Beanspruchung zwischen w k= 0,1mm bis w k=0,2 mm Empfohlene Mindestdicken von Bauteile nach Beanspruchungsklassen: Bauteil Beanspr.- Ortbeton Elemente Fertigteile Klasse Wände 1 24cm 24cm 20cm 2 20cm 24cm a) 10cm Bodenplatte 2 15cm - 10cm 1 25cm - 20cm a) Unter Beachtung besonderer betontechnischer und ausführungstechnischer Maßnahmen ist eine Abminderung auf 20cm möglich Beanspruchungsklasse 1: drückendes und nichtdrückendes Wasser und zeitweise aufstauendes Sickerwasser Beanspruchungsklasse 2: Bodenfeuchte und nichtstauendes Sickerwasser X X Kurzzeichen für die Expositionsklasse; s.a. die Tabelle Seite 4+5 bzw. Anlage. Bauteile werden in folgende Klassen unterteilt: X0 Kein Angriffrisiko XC Bewehrungskorrosion durch Karbonatisierung XD Bewehrungskorrosion durch Chloride ohne Meersalz XS Bewehrungskorrosion durch Cloride aus Meersalz XF Betonangriff durch Frost XA Betonangriff durch chemischen Angriff XM Betonangriff durch Verschleißbeanspruchung

4 BAU-aktuell Seite: 4 Expositionsklassen nach DIN1045-1: Klasse Beschreibung der Beispiele für die Zuordnung von Expositionsklassen Mindestbetonfestigkeitsklassen 1 Kein Korrosions- oder Angriffsrisiko X0 Kein Angriffsrisiko Bauteile ohne Bewehrung in nicht betonangreifender, z.b. Fundamente ohne Bewehrung ohne Frost, Innenbauteile ohne Bewehrung 2 Bewehrungskorrosion, ausgelöst durch Karbonatisierung a) C12/15 LC12/13 XC1 Trocken oder ständig nass Bauteile in Innenräumen mit normaler Luftfeuchte (einschließlich Küche, Bad und Waschküche in Wohngebäuden); Bauteile, die sich ständig unter Wasser befinden C16/20 LC16/18 XC2 Nass, selten trocken Teile von Wasserbehältern; Gründungsbauteile C16/20 LC16/18 XC3 Mäßige Feuchte Bauteile zu denen die Außenluft häufig oder ständig Zugang hat, z.b. offene Hallen; Innenräume mit hoher Luftfeuchte, z.b. in gewerblichen Küche, Bädern, Wäschereien, in Feuchträumen von Hallenbädern und in Viehställen C20/25 LC20/22 XC4 Wechselnd nass und trocken Außenbauteile mit direkter Beregnung; Bauteile in Wasserwechselzonen 3 Bewehrungskorrosion, ausgelöst durch Chloride, ausgenommen C25/30 XD1 Mäßige Feuchte Bauteile in Sprühnebelbereich von Verkehrsflächen; Einzelgaragen XD2 Nass, selten trocken Schwimmbecken und Solebäder; Bauteile die chloridhaltigen Industriewässern ausgesetzt sind. XD3 Wechselnd nass und Bauteile im Spritzwasserbereich von trocken taumittelbehandelten Straßen; direkt befahrene Parkdecks b) 4 Bewehrungskorrosion, ausgelöst durch Chloride aus C30/37 c) XS1 Salzhaltige Luft, kein un-mittelbarer Außenbauteile in Küstennähe C30/37 c) Kontakt mit XS2 Unter Wasser Bauteile in Hafenanlagen, die ständig unter XS3 Tidebereiche, Spritwasser- und Sprühnebelbereiche 5 Betonangriff durch Frost mit und ohne Taumittel Wasser liegen Kaimauern in Hafenanlagen XF1 XF2 Mäßige Wassersättigung ohne Taumittel Mäßige Wassersättigung mit Taumittel oder Außenbauteile C25/30 Bauteile im Sprühnebel- oder Spritzwasserbereich von taumittelbehandelten Verkehrsflächen, soweit nicht XF4; Bauteile im Sprühnebelbereich von FORTSETZUNG SIEHE NÄCHSTE SEITE! C25/30

5 BAU-aktuell Seite: 5 FORTSETZUNG Klasse Beschreibung der Beispiele für die Zuordnung von Expositionsklassen Mindestbetonfestigkeitsklassen Zu 5 Betonangriff durch Frost mit und ohne Taumittel XF3 XF4 Hohe Wassersättigung ohne Taumittel Hohe Wassersättigung mit Taumittel oder Offene Wasserbehälter; Bauteile in der Wasserwechselzone von Süßwasser Bauteile, die mit Taumittel behandelt werden; Bauteile im Spritzwasserbereich von taumittelbehandelten Verkehrsflächen mit überwiegend horizontalen Flächen, direkt befahrene Parkdecks b) ; Bauteile in der Wasserwechselzone von ; Räumerlaufbahnen von Kläranlagen 6 Betonangriff durch chemischen Angriff der C25/30 C30/37 XA1 XA2 XA3 Chemisch schwach an-greifende Chemisch mäßig angreifende und Meeresbauwerke Chemisch stark angreifende 7 Betonangriff durch Verschleißbeanspruchung XM1 XM2 XM3 Mäßige Verschleißbeanspruc hung Schwere Verschleißbeanspruc hung Extreme Verschleißbeanspruc hung Behälter von Kläranlagen; Güllebehälter C25/30 Bauteile, die mit in Berührung kommen; Bauteile in betonangreifenden Böden Industrieabwasseranlagen mit chemisch angreifenden Abwässern; Gärfuttersilos und Futterteiche der Landwirtschaft; Kühltürme mit Rauchgasableitung Bauteile von Industrieanlagen mit Beanspruchung durch luftbereifte Fahrzeuge Bauteile von Industrieanlagen mit Beanspruchung durch luft- oder vollgummibereifte Gabelstapler Bauteile von Industrieanlagen mit Beanspruchung durch elastomerbereifte oder stahlrollenbereifte Gabelstapler; Wasserbauwerke in geschiebebelasteten Gewässer, z.b. Tosbecken; Bauteile, die häufig mit Kettenfahrzeugen befahren werden C30/37 c) C30/37 c) a) Die Feuchteangaben beziehen sich auf den Zustand innerhalb der Betondeckung der Bewehrung. Im Allgemeinen kann angenommen werden, dass die Bedingungen in der Betondeckung den sbedingungen des Bauteils entsprechen. Dies braucht nicht der Fall zu sein, wenn sich zwischen dem Beton und seiner eine Sperrschicht befindet. b) Ausführung direkt befahrener Parkdecks nur mit zusätzlichem Oberflächenschutzsystem für den Beton. c) Eine Betonfestigkeitsklasse niedriger, sofern aufgrund der zusätzlich zutreffenden Expositionsklasse XF Luftporenbeton verwendet wird. d) Grenzwerte für die Expositionsklassen bei chemischem Angriff siehe DIN EN und DIN

6