Anwendung des Eurocodes 7 bei der Gründung von Brückenbauwerken. Dipl.-Ing. Holger Chamier

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Klara Berg
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1 Anwendung des Eurocodes 7 bei der Gründung von Brückenbauwerken Dipl.-Ing. Holger Chamier

2 Inhalt 1. Normenübersicht 2. Änderung zur DIN 1054 : Bemessungssituationen 4. Grenzzustände 5. Teilsicherheitsbeiwerte 6. Neuerungen 6.1 Aufnehmbarer Sohldruck in einfachen Fällen 6.2 Nachweis für stark exzentrisch beanspruchte Gründungen 6.3 Pfahlgründungen 6.4 Verankerungen 6.5 Hydraulisch verursachtes Versagen

3 1. Normenübersicht Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 1: Allgemeine Regeln (EC 7-1 bzw. DIN EN ) Teil 2: Erkundung und Untersuchung des Baugrundes (EC 7-2 bzw. DIN EN )

4 1. Normenübersicht Normenhandbuch bestehend aus: DIN EN : : Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 1: Allgemeine Regeln DIN 1054: : Baugrund Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau Ergänzende Regeln zu DIN EN DIN EN /NA: : Nationaler Anhang National festgelegte Parameter Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik-Teil 1: Allgemeine Regeln

6 Gültige Regelwerke

7 2. Änderungen zu DIN 1054:2005 aufnehmbarer Sohldruck in einfachen Fällen Nachweis von Flächengründung bei stark exzentrischer Belastung Pfahlgründungen Verankerungen hydraulisch verursachtes Versagen Ersatz der Lastfälle durch Bemessungssituationen Kombinationsbeiwerte für geotechnische Nachweise in einfacher Form

8 3. Bemessungssituation BS-P: Bauzustände bei beständigen Situation (ständige und regelmäßig auftretende veränderliche Einwirkungen) persistent BS-T: vorübergehende Situationen, die sich auf zeitlich begrenzte Zustände beziehen, z.b. transient Bauzustände bei Bauwerksherstellung Reparaturen, Aufgrabungs- und Unterfangungsarbeiten Baumaßnahmen für vorrübergehende Zwecke ( Baugruben) BS-A: außergewöhnliche Bedingungen des Tragwerkes accidental Extremes Hochwasser Ankerausfall BS-E: Erdbebenbeanspruchung earthquake

9 4. Grenzzustände Grenzzustand des plastischen Fließens..Zustand im Boden, in dem Verschiebungen der einzelnen Bodenteilchen gegeneinander so groß werden, dass die mögliche Scherfestigkeit ihren Größtwert erreicht (aktiver Erddruck, Grundbruch, Böschungs- und Geländebruch) Zweiter Grenzzustand im Sinne des neuen Sicherheitskonzeptes ist ein Zustand des Tragwerkes, bei dessen Überschreitung die der Tragwerksplanung zu Grunde gelegten Anforderungen nicht mehr erfüllt sind

10 4. Grenzzustände Grenzzustände ULS HYD = hydraulischer Grundbruch UPL = Aufschwimmen EQU = Lagesicherheit, bei der die Festigkeit nicht entscheidend ist ( zul. Außermittigkeit) STR = Versagen des Bauteils (z.b. Spundwand) GEO-2 = Versagen des Baugrundes (Grundbruch, Gleiten, Pfähle, Anker, usw) GEO-3 = Verlust der Gesamtstandsicherheit (Geländebruch)

14 1,25 1,25

15 Teilsicherheitsbeiwerte 1,05 0,95 0,95

16 Teilsicherheitsbeiwerte

17 Teilsicherheitsbeiwerte 1,20 1,20 1,20 1,30 1,40 höhere Streuungsfaktoren

18 6.1 Aufnehmbarer Sohldruck in einfachen Fällen DIN 1054 enthält seit Jahrzehnten Tabellen mit zulässigen Sohldruckspannungen in DIN 1054:2005 den charakteristischen Beanspruchungen gegenübergestellt entspricht nicht dem Teilsicherheitskonzept, im Ausland nicht üblich keine Regelungen im EC 7-1 DIN 1054: enthält Tabellen mit Bemessungswerten des Sohlwiderstandes Vergleich mit Bemessungswerten der Beanspruchung gelten für Bemessungssituationen BS-P

19 Aufnehmbarer Sohldruck DIN 1054 (2005): Gegenüberstellung charakt. Einwirkungen und aufnehmbarer Sohldruck DIN 1054 (2010): Gegenüberstellung Bemessungswerte der Einwirkungen und Bemessungswerte des Sohlwiderstandes

20 Aufnehmbarer Sohldruck Beispiel: E k = 300 kn/m² E d = 300 kn/m² x 1,4 = 420 kn/m²

21 Aufnehmbarer Sohldruck

22 6.2 Nachweis für stark exzentrisch beanspruchte Gründungen - exzentrische Beanspruchung im traditionellen Nachweis durch Begrenzung der klaffenden Fuge - Nachweis der klaffenden Fuge im EC 7-1 nicht vorgesehen - in Deutschland mit Berechnungsverfahren DA 2* beibehalten - wird mit charakteristischen Beanspruchungen als Gebrauchstauglichkeitsnachweis geführt (DIN 1054: ) - Ziel: Begrenzung der Schiefstellung der Gründung

25 6.3 Pfahlgründungen - Grenzzustandsbedingungen: F d R d,f - Bemessungswerte der Pfahlwiderstände im Grenzzustand der Tragfähigkeit: R c,d = R c,k / γ t R t,d = R t,k / γ s,t Druckpfahl Zugpfahl - Teilsicherheitsbeiwerte erfassen gleichermaßen Fuß- und Mantelwiderstand - Teilsicherheitsbeiwerte nach DIN 1054: , Tabelle A 2.3 niedriger - für geneigte Mikropfähle auf Zug sind Teilsicherheitsbeiwerte um einen Modellfaktor bis zu η M = 1,25 zu erhöhen

26 6.3 Pfahlgründungen Statische Probebelastungen -Ermittlung von R c,k (Druck) bzw. R t,k aus Messwerten der statischen Probebelastung durch Division mit Streuungsfaktoren ξ i nach Tab. 7.1 der DIN 1054: R C,K = MIN {(R c,m ) mitt ; (R c,m ) min } ξ 1 ξ 2 -Streuungsfaktoren ξ abhängig von Anzahl der Probebelastungen -bei ausreichender Steifigkeit des Tragwerkes darf ξ um 1,1 dividiert werden (ξ 1 >1) -bei Zugpfählen nicht möglich

27 6.3 Pfahlgründungen ähnlich Ergebnisse DIN1054: , A(8) Tab. A.7.1 wie DIN 1054: (KEMPFERT) Verringerung der Streuungsfaktoren mit zunehmender Anzahl soll Durchführung von Probebelastungen belohnen max n = 2 in DIN 1054:2005; max n = 5 in EC 7-1 bei n = 2 leicht geringere Tragfähigkeiten in EC 7-1 als DIN 1054:2005 Charakterische Pfahlwiderstände aus Erfahrungswerten keine Angaben mehr im Normenhandbuch DIN 1054 verweist auf die Erfahrungswerte der EA-Pfähle als nationale Vorgehensweise Nationaler Anhang erklärt, dass bei dieser Vorgehensweise gemäß DIN 1054 Tabelle A2.3 mit einem erhörtem Teilsicherheitsbeiwert γ t auf der widerstehenden Seite gerechnet werden muss

28 6.4 Verankerungen EC 7.1 gilt für alle Ankertypen (außer Bodennägel) auch Regelung zur Prüfung von Schraubankern und zur Bemessung von Ankerplatten und wänden (EAU) Überarbeitung der Festlegung der Prüfkräfte für Eignungs- und Abnahmeprüfungen P P = 1,1 Pd (Dauer- und Kurzzeitanker); Pd Bemessungswert der Ankerbeanspruchung für Durchführung von Eignungs- und Abnahmeprüfung verweist DIN 1054: auf die DIN EN1537

29 6.5 Hydraulisch verursachtes Versagen Aufschwimmen hydraulischer Grundbruch neu: Versagen durch innere Erosion Versagen durch Piping

30 Innere Erosion Hinweis auf Filterregeln Piping..indirektes Nachweisverfahren empfohlen (Merkblatt Standsicherheit von Dämmen) In DIN 1054:2005 wird für alle Bodenarten bei vertikaler Durchströmung sowohl Nachweis des Aufschwimmens als auch gegen hydraulischen Grundbruch gefordert In Neufassung bei homogenen, bindigen Bodenschichten mit ausreichender Kohäsion nur für Aufschwimmen Besteht der ganze Untergrund aus bindigen Boden, müssen beide Nachweise erfüllt werden

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