8.1 Allgemeines Bemessungsdiagramm (Tafel 1)

Ähnliche Dokumente
Ermittlung der Biegezugbewehrung

Inhalt. A Hinweise. B Einführung in Eurocode 2-1-1

Beuth Hochschule für Technik Berlin. Nachweis in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit für Biegung und Längskraft

Beuth Hochschule für Technik Berlin

Beuth Hochschule für Technik Berlin

7 Grenzzustand der Tragfähigkeit

Position 6.24: Innenstütze EG

Beispiel Flachdecke A B C D. Beuth Hochschule für Technik Berlin

Prof. Dr.-Ing. A. Albert. Name:... Vorname:...

Hörsaalübung. Anschluss von Zug- und Druckgurten. = 350 kn. Beton C30/37 Betonstahl BSt 500. G k. l eff = 6,00 m. Querschnitt: h f

Position 3.41: Treppenlauf

Massivbau II Übung SS 2008

Datei:...BaaijSE\projecten\BaaijSE_intern\civil\XColumn\verificaties\wexam1.xcol

Nachweis in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit für Querkraft

4.1.2 Querkraft. Bemessung Grenzzustände der Tragfähigkeit

Beuth Hochschule für Technik Berlin. Nachweis in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit für Biegung und Längskraft

Grafische Bemessungsmittel nach Eurocode 2

Statisches System und Auflagerdetail A

Massivbau I Hausübung Teil 1:

Beispiel Flachdecke A B C D. Bürogebäude; Beton C 30; Stahl B 500 SA Normalgeschossdecke; Stützen 35/35 cm Bauwerk ist ausgesteift

Stahlbeton for Beginners

Wesentliche Änderungen in der Stahlbetonbemessung nach EN Nemetschek Frilo GmbH Version 2/2012

DEUTSCHER AUSSCHUSS FUR STAHLBETON

Beuth Hochschule für Technik Berlin

Berechnung von Tragwerksverformungen: Durchbiegungsberechnung - Plattenbalken

FILIGRAN ELEMENTDECKE FI NORM E /4. Querkraftnachweis nach DIN (07/2001)

Aufgabe 1: Bemessung einer Stahlbeton-π-Platte (15 Punkte)

Prof. Dr.-Ing. A. Albert

Programm Woche 37. Beispiel Hochbaustütze Lösung mit Hilfe von Diagrammen Überblick SIA 262 Beispiel Brückenstütze. Prof.

Hörsaalübung - Bemessung eines Zweifeldträgers

Position 6.12: Randstütze EG

Bemessung im Betonbau

Gebrauchstauglichkeit. 1 Nachweiskonzept für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG)

Inhalt. Rahmenknoten. Dipl.-Ing. Carsten Siburg. Halle C, Raum 112. Übung MASSIVBAU II

- bei Einzeldruckgliedern darf die Beurteilung des Einflusses der Theorie II. Ordnung über die Schlankheit λ erfolgen (λ λ crit )

Beispiel-01: Vorgespannter Durchlaufträger

Verankerung der Biegezugbewehrung am Endauflager

Bachelorprüfung SS 2008 Massivbau I 4A, 4B, 6BPS Samstag, den Uhr

System A von x bis x h Versatz y/z Q [m] [m] [m] [cm] [cm] Randbedingungen y-richtung Kragstütze z-richtung Kragstütze

Neufassung der DAfStb Hefte 220 /240

Nichtlineare Verfahren zur Berechnung von Schnittgrößen

Beuth Hochschule für Technik Berlin

Nachweis in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit für Querkraft

Beuth Hochschule für Technik Berlin

Ausrüstung Bestandsbauwerk mit LSW: Querschnitt Bestandsüberbau

Technische Mitteilung

Fundamentplatte F04/2

60D Brandschutz DIN 4102 erweiterte Tab.31

Bachelorprüfung SS 2011 WPF Massivbau II 6. Sem. Samstag den Uhr

Bem.-Optionen DIN Bem.-Optionen DIN

Statik der Wände. Statik Bemessung nach Norm SIA 266:2015

Beispiel 1: Querschnittstragfähigkeit

Druckdokumente... Literatur...

Zur Validierung der Stahlbetonstütze B5 nach DIN EN /NA:

Bachelorprüfung WS 2015/16 WPF Massivbau II 6. Sem. Donnerstag den

ISBN Verlag Ernst & Sohn - Berlin. 1 Übersicht und Struktur der DIN

Klausur zur Lehrveranstaltung Konstruktiver Ingenieurbau I und II

Bemessung stabförmiger Bauteile unter Längsdruck nach DIN

42C - Aussteifungsstütze

Stahlbau 1. Name:... Matr. Nr.:...

STAHLBAU 1. Name:... Matr. Nr.:...

1 Rissbreitenbegrenzung für dicke Bauteile

b. Nationaler Anhang EC5 für Deutschland und Österreich

Fundamenttypen Grundlagen. Massivbau II Übung SS2009. Montag, Fundamente. Dipl.-Ing. C. Siburg.

EC3 Seminar Teil 3 1/6 Ausnutzung plastischer Reserven im Querschnitt

Bachelorprüfung WS 2012/13 Massivbau I (EC2 oder DIN ) Dienstag, den Uhr

1 Beispiel: Bemessung eines Freileitungsmastes (40P)

Schöck Isokorb Typ FXT

Inhaltsverzeichnis VIII

Studienblätter für Stahl und Holzbau

VORLESUNG MASSIVBAU II. Inhalt. Inhalt. Stabilität + Konsolen. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger. Einflüsse auf das Stabilitätsversagen

Stahlfaserbeton nach der DAfStb-Richtlinie

Programm V.0003 Biege- und Querkraftbemessung Kreisquerschnitt

Massivbau I. Lösungen zu den Übungsaufgaben. Teil 1 (4. Semester)

E (7/2010) Filigran-Elementdecke Querkraftnachweis nach Zulassung

Die Berechnung erfolgt nach dem Bettungsmodulverfahren. Die Bemessung erfolgt nach DIN Zugfedern werden nicht ausgeschaltet.

7.2 Dachverband Achse Pos A1

Biegebemessung im Stahlbetonbau

Syspro Allgemeines. Anpassung Syspro Handbuch an DIN EN mit NA(D) H+P Ingenieure GmbH & Co. KG Kackertstr.

STATISCHE BERECHNUNG "Traverse Typ F34" Länge bis 18,00m Taiwan Georgia Corp.

6 Zugkraftdeckung. 6.1 Einleitung und Durchführung

MASSIVBAU III Flachdecken, Beispiel 2 Hörsaalübung Seite 1

Füße eingespannter Stützen mit Zuganker

Prüfung und Validierung von Rechenprogrammen für Brandschutznachweise mittels allgemeiner Rechenverfahren

44C Durchstanznachweis DIN

Bemessungshilfsmittel für Betonbauteile nach Eurocode 2. Klaus Holschemacher Torsten Müller Frank Lobisch

6 Normalkraftbeanspruchte Bauteile Theorie II. Ordnung

Statischer Nachweis einer Hoesch Additiv Decke

Programm Woche 38. Beispiel Durchlaufträger Beispiel Tunneldecke Einfluss einer Vorspannung. Pause

Zusammenfassung der Abschlussarbeit. Entwurf und Bemessung von alternativen Tragwerken für eine Wohnbebauung mit Tiefgarage.

Schöck Isokorb Typ OXT

71W Stahlbeton: Ringanker

Bachelorprüfung SS 2011 Massivbau I Freitag, den Uhr

Bachelorprüfung SS 2014 Massivbau I - Grundlagen Samstag, den Uhr

1 Einführung Inhalt und Anwendungsbereich der DIN 1045 (07/2001) Bautechnische Unterlagen! Inhalt einer prüffähigen statischen Berec

Traglasttabellen nach EC2

Konstruieren im Stahlbetonbau 2

Transkript:

8. Allgemeines Bemessungsdiagramm (Tafel ) Das allgemeine Bemessungsdiagramm deckt nahezu den gesamten Bereich möglicher Dehnungszustände des Querschnitts unter Biegung mit oder ohne Längskraft ab. Es kann für Stahl mit horizontalem oder ansteigendem oberem Ast der Spannungs-Dehnungslinie verwendet werden. Am unteren Rand des Diagramms sind die Grenzwerte des bezogenen Momentes Eds nach Tab. 8 und Tab. 9 markiert. Eine gestrichelte Linie kennzeichnet zusätzlich die Streckgrenze der Zugbewehrung ( s =,7 ). Bei Beanspruchungen oberhalb dieses Wertes sollte aus wirtschaftlichen Gründen Druckbewehrung vorgesehen werden. Für Ablesungen im Bereich überdrückter Querschnitte ist das Diagramm, der steil ansteigenden Kurvenverläufe wegen, weniger gut geeignet. Anwendungsbeispiel a d =5 Baustoffe: A s C5/30, M Ed C =,50; h=50 B500 A s M Ed = 00 knm Bemessung: [cm] b=30 d =5 MEds MEd 00kNm (da NEd =0) MEds 0,00 Eds 0,6 bd fcd 0,30 0,45 4,7 Ablesungen Tafel / C C50: 0,94; 9,3 sd s 500/,5 434,8 MN/m (horiz. Ast) M 0,00 Eds 4 As= 0 5,43 cm sd z 434,8 0,94 0,45 Alternativ: Spannungs-Dehnungslinie des Stahls mit ansteigendem Ast; Ablesung in Tab. 8 (S. 7): Umrechnungsfaktor für s = 9,3 : s = 0,963 A s = 0,963 5,43 = 5,3 cm oder Ablesung in Tab. 8 (S. 7) für s = 9,3 : sd = 45, MN/m (ansteigender Ast) MEds 0,00 4 As= 0 5,4 cm sd z 45, 0,94 0,45 Anwendungsbeispiel b Geometrie und Baustoffe wie Bsp. a Bemessungsmoment M Ed = 300 knm Die Druckzonenhöhe soll auf x /d = 0,45 begrenzt werden, d. h. Eds,lim = 0,96 M Eds = M Ed = 300 knm (da N Ed = 0) 0,300 Eds 0,349 0,96; 0,30 0,45 4,7 Der zu Eds,lim = 0,96 gehörige Dehnungszustand wird festgehalten und das Differenzmoment zu Eds = 0,349 durch Zulagebewehrung oben und unten abgedeckt. Ablesung in Tafel / C C50 bei Eds,lim = 0,96: = 0,8; s = 4,3 ; s =,6 (beide Dehnungswerte oberhalb der Streckgrenze) sd = sd = 434,8 MN/m (horiz. Ast) M Eds,lim = Eds,lim b d f cd = 0,96 0,30 0,45 4,7 = 0,55 MNm M Eds = M Eds M Eds,lim = 0,300 0,55 = 0,045 MNm MEds,lim MEds As sd z d d 0,55 0,045 4 0 8,7 cm 434,8 0,80,45 0,45 0,05 MEds 0,045 4 As 0,6 cm d d 434,8 0,45 0,05 sd Eine Ablesung für den ansteigenden Ast der Spannungs-Dehnungslinie des Stahls würde wegen der niedrigen Dehnungswerte hier nur minimale Einsparungen bringen. Anwendungsbeispiel c Geometrie s. Bsp. a Baustoffe: C60/75; B500 Bemessungsmoment M Ed = 500 knm M Eds = M Ed = 500 knm (da N Ed = 0) Die Druckzonenhöhe soll auf x /d = 0,35 begrenzt werden, d. h. Eds,lim = 0, 0, 500 Eds = 0,4 0, 0,30 0, 45 34,0 Der zu Eds,lim = 0, gehörige Dehnungszustand wird festgehalten und das Differenzmoment zu Eds = 0,4 durch Zulagebewehrung oben und unten abgedeckt. Ablesung in Tafel / C60 bei Eds,lim = 0,: 30

= 0,87; s = 5,4 ; s =,97 sd = 434,8 MN/m (horiz. Ast) sd = 0,0097 00000 = 394 MN/m bzw. (da hochfester Beton) sd cd,s = 36 MN/m (Tab. 9) M Eds,lim = 0, 0,30 0,45 34,0 = 0,436 MNm M Eds = 0,500 0,436 = 0,064 MNm MEds,lim MEds As sd z d d 0,436 0,064 4 0 434,8 0,870,45 0,45 0,05 9,3 cm M A d d Auf die Darstellung der erforderlichen Neuberechnung mit verringerter Nutzhöhe wegen mehrlagigen Einbaus der Zugbewehrung wird hier verzichtet. Anwendungsbeispiel d Geometrie und Beanspruchung wie Bsp. a. Baustoffe: LC5/8 Rohdichteklasse D,6; B500 Zur Ablesung ist die Tafel für die Trockenrohdichte an der unteren Grenze der Rohdichteklasse D,6 (vgl. Tab. 5, S. 7) zu verwenden, d. h. für = 400 kg/m 3. MEds 0,00 Eds 0,3 bd f 0,30 0, 45, 5 cd Ablesungen in Tafel c / LC LC50: = 0,9; s =,8 sd = 444 MN/m (ansteig. Ast, s. Tab. 8) MEds 0,00 As= 0 5, 44 cm z 444 0,9 0,45 sd 4 Anwendungsbeispiel e Geometrie und Beanspruchung wie Bsp. d Baustoffe: B500, LC5/8, jedoch Rohdichteklasse D,0. 0,3 (wie vorher) Eds Die Ablesung erfolgt für die Trockenrohdichte an der unteren Grenze der Rohdichteklasse D,0, d. h. für = 800 kg/m 3 (s. vorher). Ablesungen in Tafel e / LC-LC50: = 0,93; s = 4, sd = 446 MN/m (ansteig. Ast, s. Tab. 8) MEds 0,00 As= 0 5,36 cm z 446 0,930,45 sd 8. k d -Tafeln (Tafeln. und.) 4 Die k d -Tafeln (frühere Bezeichnung: k h -Tafeln) sind in der Praxis seit langem bewährte, dimensionsgebundene Bemessungstafeln für Rechteckquerschnitte, die den Anforderungen des EC -- angepasst wurden. Es wurden zwei unterschiedliche Teilsicherheitsbeiwerte für Beton berücksichtigt (vgl. Tab. ): Tafeln.: C =,50 Tafeln.: C =,35 Die Tafeln für Querschnitte ohne Druckbewehrung reichen bis zur Wirtschaftlichkeitsgrenze. Für Querschnitte mit Druckbewehrung gewährleisten jeweils einzelne Tafeln die Einhaltung eines der Grenzwerte für = x /d gemäß Gl. (8), Gl. () bzw. der Wirtschaftlichkeitsgrenze. Um den Vorteil der Einfachheit des Rechnens mit den k d -Tafeln zu bewahren, wurde der horizontale Ast der Spannungs-Dehnungslinie des Stahls zugrunde gelegt. Bei Bedarf kann der so ermittelte Bewehrungsquerschnitt mit dem ebenfalls in den Tafeln angegebenen Beiwert s abgemindert werden, um den ansteigenden Ast zu berücksichtigen. Anwendungsbeispiel.a Vorgaben s. Bsp. a M Eds = M Ed = 00 knm (da N Ed = 0) d [cm] 45 kd, 46 M Eds [knm] 00 b [m] 0, 30 In Tafel.a / C C50 ist der zutreffende Wert nicht aufgeführt. Da sich eine Interpolation kaum lohnt, erfolgt die Ablesung des k s -Wertes für den nächstkleineren k d -Wert (k d =,44): k s =,46; s = 0,97 MEds [knm] 00 As [cm ] = ks,46 5,47 cm d [cm] 45 Für die --Linie des Stahls mit ansteigendem Ast erhält man mit dem zuvor bereits abgelesenen s Wert: A s = 0,97 5,47 = 5,3 cm Einführung 3

Anwendungsbeispiel.b Vorgaben s. Bsp. c M Eds = M Ed = 500 knm (da N Ed = 0) Tafel.a / C60: k d 45 500,0 0,35 0, 30 Da der vorgegebene Grenzwert = x /d = 0,35 mit einfacher Bewehrung nicht einzuhalten ist, muss Druckbewehrung angeordnet werden. Ablesung in Tafel.b / C60 für = 0,35: k s =,6; k s = 0,33; =,0; =,8 MEds [knm] As [cm ] ks d [cm] 500,0,6 9,4 cm 45 MEds [knm] As [cm ] ks d [cm] 500,8 0,33 4,69 cm 45 Der Ansatz der Spannungs-Dehnungslinie des Stahls mit ansteigendem Ast lohnt sich bei den gegebenen Dehnungsverhältnissen nicht. 8.3 s -Tafeln (Tafel 3) Die s -Tafeln stellen die dimensionslose Alternative zu den k d -Tafeln dar. Auch hier sind gesonderte Tafeln zur Einhaltung der verschiedenen -Einschränkungen mittels Druckbewehrungszulage vorhanden. As bd fcd NEd sd 0,85 30 45 4,7 5,65 cm 434,8 Bei Ansatz der --Linie des Stahls mit ansteigendem Ast ergibt sich unter Verwendung der abgelesenen Stahlspannung sd : As = 0,85 30 45 4,7 5, 46 cm 450 Anmerkung: Mit dem interpolierten -Wert würde sich A s = 5,46 cm bzw. 5,7 cm ergeben. Anwendungsbeispiel 3b Vorgaben s. Bsp. c MEds 0,500 Eds 0,4 bd fcd 0, 30 0, 45 34, 0 0, Mit dem vorhandenen Eds -Wert würde bei einfacher Bewehrung der vorgegebene Grenzwert = x /d = 0,35 überschritten. Fortsetzung mit Tafel 3c / C60: = 0,77; = 0,043 As bd fcd NEd fyd 0,77 30 45 34,0 9, cm 434, 8 fcd As bd 0,043 3045 4,53 cm f,79 yd Der Ansatz der --Linie des Stahls mit ansteigendem Ast lohnt sich bei den gegebenen Dehnungsverhältnissen nicht. Anwendungsbeispiel 3a Vorgaben s. Bsp. a M Eds = M Ed = 00 knm (da N Ed = 0) MEds 0,00 Eds 0,6 bd fcd 0,30 0,45 4,7 Unter Vermeidung von Interpolationen wird in Tafel 3a / C C50 für den nächstgrößeren s Wert ( s = 0,) abgelesen: = 0,85 (interpolierter Wert wäre: 0,4); sd = 435 MN/m (horiz. Ast) bzw. sd = 450 MN/m (ansteigender Ast) 8.4 Platten-Tafeln (Tafeln 4, 4. und 4.) Die dimensionsgebundenen Platten-Tafeln erlauben für die im Hochbau häufigen Fälle der Plattenbiegung ohne Normalkraft das direkte Ablesen der erforderlichen Bewehrung ohne Berechnung. Tafel 4 enthält neben einer ausführlichen Erläuterung auch Diagramme für die erforderliche Mindestbewehrung nach EC --. Grenzwerte der Druckzonenhöhe gemäß Abschn. 4. und 4.4 sind nur in Tafel 4. eingetragen und für Tafel 4. zusätzlich zu beachten. Den Tafeln liegt die --Linie des Stahls mit ansteigendem Ast zugrunde. 3

Anwendungsbeispiel 4 Plattenstreifen +M Ed A s [cm] b = 00 d = 3 h = 0 Baustoffe: C30/37, C =,50; B500 Bemessungsmoment M Ed = 5 knm Bemessung: d = 0 3 = 7 cm Tafel 4.e / C30: A s = 3,3 cm ; die Anforderungen an die Mindestbewehrung sind erfüllt. Zusätzlich sind auch die Bedingungen gemäß Gl. (8) und Gl. () eingehalten, sofern dies erforderlich wäre. Alternativ: Ablesen der Bewehrung mit den Diagrammen der Tafeln 4.e / C30: Mattenbewehrung Q335 bzw. R335, s. S. 549 oder Stabstahlbewehrung ø 8/5 cm 8.5 s -Tafeln für Plattenbalkenquerschnitte (Tafeln 5) Die Tafeln 5 berücksichtigen die zusätzlichen Bedingungen für Biegung mit Längskraft bei Plattenbalkenquerschnitten (s. Abschn. 5.). In Hinblick auf eine einfache Handhabung der Tafeln wurde die --Linie des Stahls mit horizontalem Ast gewählt. Anwendungsbeispiel 5 Plattenbalkenquerschnitt Baustoffe: C30/37, C =,50; B500 Bemessungsmoment M Ed = 500 knm M Ed h f =5 h=57 A s [cm] 30 b w =30 30 d =7 Bemessung: d = 57 7 = 50 cm h f / d = 5 / 50 = 0,3 b f = 90 cm b f / b w = 90 / 30 = 3 MEds 0,500 Eds 0,3 bf d fcd 0,90 0,50 7,0 Tafel 5 / C C50: = 0,40; fcd As bd 0,4090 50 4,6 cm f 5,6 yd 8.6 Interaktionsdiagramme für Rechteck-, Kreis- und Kreisringquerschnitte unter einachsiger Biegung mit Normalkraft (Tafeln 6) Die Interaktionsdiagramme gelten für Querschnitte mit symmetrischer Bewehrungsanordnung unter Biegung mit Normalkraft. Allen Interaktionsdiagrammen liegt die --Linie des Stahls mit ansteigendem Ast zugrunde. Hinweis: Bei den bezogenen Schnittgrößen Ed und Ed als Eingangsgrößen der Interaktionsdiagramme geht wie auch bisher üblich die Bauteildicke h (nicht die Nutzhöhe d) ein. Dehnungsangaben im Diagramm sind in [ ] ausgedrückt. Die nach EC --, 6. für Normalbeton bei geringer Ausmitte zugelassene Grenzstauchung von c =, (s. Abschn. 5.) ist berücksichtigt. Dies verringert bei e/h < 0, erforderliche Bewehrungsmenge um bis zu 0 %. Anwendungsbeispiel 6 Rechteck C30/37, C =,50; B500 Schnittgrößen M Ed = 36 knm, N Ed = 670 kn Tafeleingangsgrößen MEd 0,36 Ed 0,5 bh fcd 0,0 0,40 7,0 d =4 A s +M Ed h=40 +N Ed A s [cm] b=0 d =4 NEd 0,670 Ed 0,493 bhfcd 0,0 0,40 7,0 d / h = d / h = 0,0 Ablesung in Tafel 6.b / C C50: tot = 0,34 bd 0 40 As,tot= tot 0, 34 0, 6 cm fyd fcd 5, 6 A s = A s = 5,3 cm 8.7 Interaktionsdiagramme für Rechteckquerschnitte unter zweiachsiger Biegung mit Normalkraft (Tafeln 7) Die Interaktionsdiagramme gelten für Querschnitte mit symmetrischer Bewehrungsanordnung unter schiefer Biegung mit Normalkraft. Im Übrigen gelten die Angaben in Abschn. 8.7. Einführung 33

Anwendungsbeispiel 7 Rechteckquerschnitt C30/37, C =,50; B500 Schnittgrößen: M Edy =00 knm, M Edz = 80 knm, N Ed = 400 kn Tafeleingangsgrößen: b =4 d /h = d /h = 0, b=30 b /b = b /b0, MEdy 0,00 Edy bh fcd 0,30 0,40 7,0 MEdz 0,080 Edz b hfcd 0,30 0,40 7,0 = 0,3; = 0,3 NEd 0,400 Ed bhf 0,30 0,40 7,0 cd je /4 A s,tot M Edy M Edz N Ed 0,3 0,3 0,96 d =4 d =4 b =4 Ablesung in Tafel 7.3b / C C50: tot = 0,34 bd 30 40 As,tot = tot 0,34 6,0 cm fyd fcd 5,6 Bewehrung je Ecke: A si = 4,0 cm h=40 [cm] 8.8 Druckglieder Zentrisch gedrückte Stützen ohne Knickgefahr (Tafeln 8.) Für Rechteck-, Kreis- und Kreisringquerschnitte dienen die Tafeln 8. zur Bestimmung der aufnehmbaren Längsdruckkraft, aufgeteilt in Betonund Bewehrungsanteile unter Ansatz der maximalen Querschnittsstauchung von,. Druckkräfte sind hier ohne Vorzeichen angegeben. Anwendungsbeispiel 8. Rechteckquerschnitt C30/37, C =,50; B500 N Ed =,400 MN Ablesung in Tafel N Ed h=40 [cm] 8.b / C5 C35: F cd =,040 MN b=30 erf. F sd =,400,040 = 0,360 MN gew.: 6 ø 4 ; F sd = 0,40 MN N Rd =,040 + 0,40 =,40 MN > N Ed Bemessungsdiagramme nach dem Modellstützenverfahren (Tafeln 8. bis 8.4) Die Tafeln wurden in Anlehnung an [Avak 999] für EC -- aufgestellt. Sie beruhen auf dem Modellstützenverfahren nach EC --, 5.8.8 und berücksichtigen die Lastausmitte nach Theorie II. Ordnung e gemäß EC --, 5.8.8: e = K K r K (/r 0 ) l 0 /0 (56) Es sind K = /0,5 K r = (n u n)/(n u n bal ) n u = + = + A s f yd /(A c f cd ) n = N Ed /(A c f cd ) n bal 0,4 (näherungsweise; allg.: Wert von n bei max. Biegetragfähigkeit) (/r 0 ) = yd / (0,45d) K = + ef = 0,35+f ck /00 /50 0 ef = (, t 0 ) M 0,Eperm / M 0,Ed mit M 0,Eperm als Moment unter quasi-ständiger Einwirkung (GZG) und M 0,Ed unter Bemessungseinwirkung (GZT), jeweils nach Theorie I. Ordnung. (Berücksichtigung des Beiwertes K in den Bemessungstafeln s. nachfolgende Erläuterung.) In den Bemessungstafeln 8. bis 8.4 wurde der K r - Wert mit dem obigen Näherungsansatz bestimmt; allerdings wird von der Vereinfachung, n bal 0,4 kein Gebrauch gemacht; es wird vielmehr entsprechend der Definition ( der Wert von n bei maximaler Biegetragfähigkeit ) der Wert jeweils genau bestimmt. Dabei kann n bal insbesondere bei hochfestem Beton den Wert null erreichen oder in Einzelfällen sogar in den positiven Bereich wechseln (s. Bild 4). Für den normalfesten Normalbeton liefern die vorliegenden Bemessungstafeln eine gute Übereinstimmung mit den Bemessungshilfen von [Kordina/Quast 00]; weitere Hinweise zum Modellstützenverfahren siehe dort. EC -- macht beim Modellstützenverfahren keine Einschränkungen bezüglich der Betonfestigkeitsklassen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass nach [Kordina/Quast 00] das Verfahren bisher nur für den normalfesten Normalbeton abgesichert ist. Für andere Betonfestigkeitsklassen sollten daher die Tafeln zunächst nur für Vorbemessungen und Kontrollrechnungen angewendet werden. Tafeleingangsgrößen sind das Biegemoment nach Theorie I. Ordnung einschließlich ungewollter Ausmitte und Kriechausmitte sowie die Normalkraft. Der Bereich e /h < 0,, in dem das Modellstützenverfahren zu unwirtschaftlichen Ergebnissen führt, ist in den Diagrammen schattiert dargestellt (auf der Basis der Ausmitte nach Theorie I. Ordnung!). 34

Bild 4: Verlauf des Balance-Points beim R4-0,0-Querschnitt und Auswirkung im Knickdiagramm durch örtliche Spreizung der Omega-Kurven (vgl. Tafeln 6.b/C00 und 8.3e/C00) Die Tafeln sind jeweils nur im Bereich des nach EC -- erlaubten Höchstbewehrungsgrads (0,09 A c ) gültig, auch wenn der Ablesebereich zur Vereinheitlichung der Darstellung darüber hinausgehen kann. Konkret sind folgende mechanische Bewehrungsgrade lim einzuhalten (Werte gelten für C =,5 und S =,5; f ck in [N/mm ]). Tabelle 0 Höchstbewehrungsgrade lim f ck 6 0 5 30 lim 5,75 4,3 3,45,76,30 f ck 35 40 45 50 55 lim,97,73,53,38,6 f ck 60 70 80 90 00 lim,5 0,99 0,86 0,77 0,69 Am unteren Rand der jeweiligen Diagramme treffen die Bedingungen der Gl. () für den Wegfall des Knicksicherheitsnachweises zu. Der Übergang zum Bereich mit Erfordernis des Knicksicherheitsnachweises ist an einem Sprung der Kurven zu erkennen. Dehnungsangaben sind in [ ausgedrückt. Berücksichtigung des Kriechens Der Kriecheinfluss wird bei der Ausmitte e nach Theorie II. Ordnung durch den Faktor K erfasst K = + ef = 0,35+f ck /00 /50 0 (vgl. auch Erl. zu Gl. (56)). Eine Auswertung von K zeigt, dass der Einfluss mit größer werdender Schlankheit kleiner wird und beispielsweise für Beton C30/37 bei 75 verschwindet (da = 0 und damit K = ). Die nachfolgende Tabelle zeigt die Grenzschlankheiten, ab denen K = wird. Tabelle Grenzwerte für K = f ck 6 0 5 30 K = für 6 65 68 7 75 f ck 35 40 45 50 55 K = für 79 83 86 90 94 f ck 60 70 80 90 00 K = für 98 05 3 0 8 35

In den Bemessungsdiagrammen wird das Kriechen durch die Ersatzschlankheit = (K ) 0,5 erfasst (ohne Kriecheinfluss gilt natürlich = ), ergänzende Diagramme unter Berücksichtigung unterschiedlicher K -Wert sind daher entbehrlich und überflüssig. Biegemoment nach Theorie II. Ordnung Das dem Bemessungsergebnis zugrunde liegende Biegemoment nach Theorie II. Ordnung ist das Tragmoment des Querschnitts für den abgelesenen Bewehrungsgrad tot unter der Normalkraft Ed. Es wird zweckmäßigerweise im Diagramm für = 5, d.h. für die reine Querschnittsbemessung ohne Einfluss von Verformungen ermittelt (s. Beispiel). ungewollte Ausmitte: e i = i l 0 / = 0,0047 4,50 / = 0,006 m M Ed = 300 (0,040 + 0,006) = 5, knm MEd 0,05 Ed 0, bh fcd 0,0 0,0 7,0 NEd 0,300 Ed 0,44 bhfcd 0,0 0,0 7,0 Tafel 8.h / C C50 ( = 80): tot = 0,35 bd 0 0 As,tot = tot 0,35 5,5 cm fyd fcd 5,6 Tafel 8.g / C C50 ( = 5): für tot = 0,35 und Ed = 0,44 liest man ab: Anwendungsbeispiel 8.a Rahmenrandstütze im Hochbau, in einer Ebene durch Wände ausgesteift. Rechteckquerschnitt C30/37, C =,50; B500 Schnittgrößen N Ed = 300 kn, M Ed0 = 5 knm, M Ed0 = 30 knm Knicklänge l 0 = l col,0 4,50 = 4,50 m Schlankheit = l 0 / i = 4,50 / (0,89 0,0) = 78 N Ed d =3 e 0 =0 A s l col =450 h=0 e 0 = -5 A s [cm] b=0 d =3 N Ed =-300 kn Die Kriechausmitte e c darf hier vernachlässigt werden (EC --/NA, 5.8.4 (4)). Wie aus Tabelle zu entnehmen ist, ergäbe sich allerdings ohnehin K =. Ausmitte im kritischen Schnitt: 0,6 e0 0,4 e0 e0 max 0,4 e0 0,6 0,00 0,4 0,050 0,040 e0 max 0,4 0,00 0,040 e 0 = 0,040 m Schiefstellungswinkel (Abschn. 5..): i 00 00 lcol a 0,0047 00 00 4,50 = 0,4 = Ed Die Zusatzausmitte e nach Theorie II. Ordnung beträgt damit e = h ( Ed Ed ) / Ed = 0,0 (0,4 0,) / 0,44 = 0,058 m Anwendungsbeispiel 8.b Wie Beispiel 8.a, jedoch mit folgenden Abweichungen Stützenlänge l col = 4,00 m Knicklänge l 0 = l col,0 4,00 = 4,00 m Schlankheit = l 0 / i = 4,00 / (0,89 0,0) = 69 Kriechen soll berücksichtigt werden. Die effektive Kriechzahl wird angenommen zu Kriechzahl ef =,0 Ersatzschlankheit = 7 (Ermittelt aus = (K ) 0,5 oder direkt abgelesen in Tafel 8.h / C C50 für Beton C30/37.) Weiterer Rechengang wie im Beispiel 8.a (auf der sicheren Seite kann z. B. wiederum mit dem Diagramm für = 80 bemessen werden, alternativ auch interpoliert werden zwischen den Werten aus den Tafeln für = 70 und = 80) 8.9 Querkraft, Durchstanzen 8.9. Querkraftbeanspruchung (Tafeln 9. und 9.) Anwendungsbeispiel 9. Einfeldrige Platte mit Biegezugbewehrung nach Skizze (vgl. [Goris 04/]); gesucht ist der Tragfähigkeitsnachweis für Querkraft. 36

Baustoffe: C0/5; B500 Ein separater Nachweis der Druckstrebe ist nicht erforderlich, da die Ablesung innerhalb des Gültigkeitsbereichs der Tabelle 9.b liegt. Druckstrebenneigungswinkel Falls für weitere Berechnungen der Druckstrebenneigungswinkel cot benötigt wird, kann dieser unmittelbar Tafel 9.b entnommen werden. Für v Ed =,44 MN/m liest man ab cot =,685 Einführung Bemessungsquerkraft: V d,li = (,35 6,5 +,5 5,0) 4,5 / = 36,6 kn/m V Ed = 36,6 (0,08 + 0,8) 6,3 = 3,4 kn/m Bemessungslast Bemessung: Mit l =,85 / (00 8) = 0,006 (Längsbewehrungsgrad, s. Skizze) erhält man für d 0 cm und Beton C0/5 aus Tafel 9.c v Rd,c = v Rd,c,min = 0,443 MN/m V Rd,c,min = 0,443,0 0,8 = 0,0797 MN/m Nachweis: V Ed = 3,4 kn/m < V Rd,c = 79,7 kn/m 8.9. Durchstanzen (Tafeln 9.3) Anwendungsbeispiel 9.3 Mittig belastetes Einzelfundament ([Goris 04/]) L x = L y =,30 m; c x = c y = 0,30 m; d = 0,44 m N Ed = 000 kn C30/37; B500 l = 0,0 % (Vorgabe) Anwendungsbeispiel 9. Für den dargestellten Träger ist die Querkrafttragfähigkeit für lotrechte Querkraftbewehrung nachzuweisen. Baustoffe: C30/37; B500 Bemessungsquerkraft: V Ed,A = (,35 50 +,50 30) 7,50/ = 4 kn V Ed = 4 (0,0 + 0,53),5 = 35 kn Bemessungslast Querkraftbewehrung a sw und Bemessungswiderstand V Rd,max v Ed = V Ed / (b w z) = 0,35 / (0,3 0,48) =,44 MN/m Mit Tafel 9.b erhält man: w = 0,34 a sw = 0,34 30 = 9,73 cm /m V Ed =,0,00 =,0 MN Mit L x / c x =,30/0,30 = 7,67 und L x / L y = c x / c y =,0 erhält man aus Tafel 9.4a a crit / c x =,9 V Rd /(v Rd,c d ) = 3,3 a crit =,9 0,30 = 0,39 m < d 37

V Rd = 3,3 v Rd,c d v Rd,c = (0,5/ C ) k (00 l f ck ) /3 v min = ( / C ) (k 3 f ck ) 0,5 k = ( + (00 440) 0,5 ) =,67 v Rd,c = 0,,67 (0,0 30) /3 = 0,44 MN/m < 0,035 (,67 3 30) 0,5 = 0,39 MN/m V Rd = 9,5 0,39 0,54 = 3,37 MN > V Ed =,3 MN Hinweis: Es ist V Ed einzuhalten (ohne Reduzierung um V Ed ; eine mögliche Reduzierung ist bereits bei V Rd berücksichtigt). 8.0 Gebrauchstauglichkeit 8.0. Spannungsbegrenzung (Tafel 0.) Anwendungsbeispiel 0.a Deckenplatte mit b/h/d = 00/8,0/5,5 [cm] und Biegezugbewehrung gemäß Abbildung. Gegeben M b = 3, kn/m A s = 5,4 cm /m ( 0-5; s. Abb.) Gesucht Betondruck- und Stahlzugspannungen; das Verhältnis der E-Moduln von Betonstahl zu Beton soll mit e = 5 angenommen werden Betondruckspannungen c = M(b x z) x = 4, cm; z = 4, cm (Tafel 0.4b) c = 0,03/(,0 0,04 0,4) = 7,8 MN/m Betonstahlspannungen s = M(A s z) = 0,03 / (5,4 0 4 0,4) = 34 N/mm Ergänzender Hinweis Für die Betondruckspannung ist i.d.r. der Zeitpunkt t = 0 maßgebend mit e < 5. Bei einer Anwendung von Tafel 0.4 muss dann als Eingangswert A s * = A s ( e /5) gewählt werden. Anwendungsbeispiel 0.b Wie Bsp. 0.a, jedoch mit e = 6, für C30/37 A s * = 5,4 (6,/5) =,3 x =,83 cm; z = 4,6 cm c = 0,03/(,0 0,03 0,46) = 4,9 MN/m Anwendungsbeispiel 0.c Rechteckquerschnitt: b / h / d = 30 / 60 / 55 cm Biegezugbewehrung: A s =,0 cm. Für die Schnittgrößen des Gebrauchszustandes M = 300 knm und N = 00 kn (Druck) sollen die Betondruck- und Stahlzugspannungen ermittelt werden. Es wird angenommen, dass das Verhältnis der E-Moduln von Stahl zu Beton e = 5 ist. M s = 300 + 00 0,5 = 35 knm N = 00 kn Ablesung von = x / d in Tafel 0.5: N d / M s = 00 0,55 / 35 = 0,69 e = 5 (,0/(30 55)) = 0,0 = 0,48 Druckzonenhöhe x = 0,48 55 = 6,4 cm Hebelarm z = d (x/3) = 55 6,8/3 = 46, cm Stahlspannung s = M s /(A s z) = 35/( 0,46) 00/ = 7,5 kn/cm = 75 MN/m Betonspannung c = M s /(b x z) = 35 / (0,30 6,8 46,) =,75 kn/cm = 7,5 MN/m 8.0. Verformungsbegrenzung (Tafel 0.) Anwendungsbeispiel 0. Einfeldplatte mit leichten Trennwänden (erhöhte Anforderungen an die Durchbiegung) Gegeben Stützweite L = 4,50 m und Nutzhöhe d = 8 cm Belastung q k /g k = 5,0/6,5 [kn/m ] Beton C0/5 Bewehrung A s = 5,6 cm /m = 5,6/(8 00) = 0,003 Nachweis der Biegeschlankheit L /d K k B K /L (vgl. Tafel 0.8) Näherungsweise (i.d.r. sichere Seite) wird der Nachweis zunächst für k =,0 (d. h. Betonstahlspannung unter quasi-ständiger Last 30 N/mm ) geführt. = 0,003; C0/5 B L/d = 5 (Tafel 0.8) K = (Einfeldplatte) L /d = 4,50/0,8 = 5,0 5 = 5 (,0 50/4,5 = 33) Nachweis erfüllt. Soweit der Nachweis nicht erfüllt ist, kann bei einer genaueren Ermittlung der Betonstahlspan- 38

nung mit den Beiwert k verbessert werden. Die Ermittlung der Stahlspannung unter der maßgebenden Kombination (i.d.r. quasi-ständige Last) erfolgt näherungsweise mit (s. Tafel 0.8) k = 30/ s mit s (M perm /M Ed ) f yd = (g k + q k )/(,35 g k +,50 q k ) f yd q k /g k = 5,0/6,5 = 0,77 = 0,6 (Annahme: Nutzungskategorie C, z. B. Verkaufsräume) k = 30/ s, (s. Tafel 0.8) L /d = 4,50/0,8 = 5,0, 5 = 30 (,0 50/4,5 = 33) Eine noch einfachere Ermittlung und direkte Ablesung ist mit Tafel 0.8c möglich. Man erhält L i /d W Li /d 50/L i L i = L (Einfeldsystem) W Li /d = 30,6 ( = 0,3 %; = 0,6; q k /g k = 0,77) 50/L i = 33,3 (L = L i = 4,50 m) L i /d = 4,50/0,8 = 5 30,6 (< 33,3) Einführung 39