Heft 525 Teil 1: Normenbezug

Heft 525 Teil 1: Normenbezug Inhaltsverzeichnis Vorwort zur 2. überarbeiteten Auflage des Heftes 525... 5 Zu diesem Heft... 5 Teil 1: Erläuterungen zu DIN 1045-1 (Normenbezug)... 7 zur Einleitung... 7 zu 1 Anwendungsbereich... 7 zu 3 Begriffe und Formelzeichen... 8 zu 3.2 Formelzeichen... 8 zu 4 Bautechnische Unterlagen... 9 zu 4.1 Umfang der bautechnischen Unterlagen... 9 zu 4.2 Zeichnungen... 9 zu 4.3 Statische Berechnungen... 9 zu 4.4 Baubeschreibung... 9 zu 5 Sicherheitskonzept... 10 zu 5.1 Allgemeines... 10 zu 5.2 Bemessungswert des Tragwiderstands... 10 zu 5.3 Grenzzustände der Tragfähigkeit (GZT)... 11 zu 5.3.1 Allgemeines... 11 zu 5.3.2 Sicherstellung eines duktilen Bauteilverhaltens... 11 zu 5.3.3 Teilsicherheitsbeiwerte für die Einwirkungen und den Tragwiderstand im GZT... 12 zu 5.3.4 Kombination von Einwirkungen, Bemessungssituationen... 14 zu 5.4 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit (GZG)... 15 zu 5.4.1 Allgemeines... 15 zu 5.4.2 Anforderungsklassen... 16 zu 6 Sicherstellung der Dauerhaftigkeit... 16 zu 6.1 Allgemeines... 16 zu 6.2 Expositionsklassen, Mindestbetonfestigkeit... 16 zu 6.3 Betondeckung... 20 zu 7 Grundlagen zur Ermittlung der Schnittgrößen... 22 zu 7.1 Anforderungen... 22 zu 7.2 Imperfektionen... 23 zu 7.3 Idealisierungen und Vereinfachungen... 24 zu 7.3.1 Mitwirkende Plattenbreite, Lastausbreitung und effektive Stützweite... 24 zu 7.3.2 Sonstige Vereinfachungen... 26 zu 8 Verfahren zur Ermittlung der Schnittgrößen... 27 zu 8.1 Allgemeines... 27 zu 8.2 Linear-elastische Berechnung... 28 zu 8.3 Linear-elastische Berechnung mit Umlagerung... 29 zu 8.4 Verfahren nach der Plastizitätstheorie... 31 zu 8.4.1 Allgemeines... 31 zu 8.4.2 Vereinfachter Nachweis der plastischen Rotation bei vorwiegend biegebeanspruchten Bauteilen... 31 1

zu 8.5 Nichtlineare Verfahren... 33 zu 8.5.1 Allgemeines... 33 zu 8.5.2 Berechnungsansatz für stabförmige Bauteile und einachsig gespannte Platten bei Biegung mit oder ohne Längskraft... 35 zu 8.6 Stabförmige Bauteile und Wände unter Längsdruck (Theorie II. Ordnung)... 36 zu 8.6.1 Allgemeines... 36 zu 8.6.2 Einteilung der Tragwerke und Bauteile... 36 zu 8.6.3 Nachweisverfahren... 40 zu 8.6.4 Imperfektionen... 42 zu 8.6.5 Modellstützenverfahren... 44 zu 8.6.6 Druckglieder mit zweiachsiger Lastausmitte... 45 zu 8.6.7 Druckglieder aus unbewehrtem Beton... 46 zu 8.6.8 Seitliches Ausweichen schlanker Träger... 47 zu 8.7 Vorgespannte Tragwerke... 47 zu 8.7.1 Allgemeines... 47 zu 8.7.2 Vorspannkraft... 48 zu 8.7.3 Spannkraftverluste... 50 zu 8.7.4 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit... 50 zu 8.7.5 Grenzzustand der Tragfähigkeit... 51 zu 8.7.6 Verankerungsbereiche bei Spanngliedern im sofortigen Verbund... 51 zu 9 Baustoffe... 55 zu 9.1 Beton... 55 zu 9.1.1 Allgemeines... 55 zu 9.1.2 Festigkeiten... 56 zu 9.1.3 Elastische Verformungseigenschaften... 57 zu 9.1.4 Kriechen und Schwinden... 59 zu 9.1.5 Spannungs-Dehnungslinie für nichtlineare Verfahren der Schnittgrößenermittlung und für Verformungsberechnungen... 68 zu 9.1.6 Spannungs-Dehnungslinie für die Querschnittsbemessung... 68 zu 9.1.7 Zusammenstellung der Betonkennwerte... 70 zu 9.2 Betonstahl... 71 zu 9.2.1 Allgemeines... 71 zu 9.2.2 Eigenschaften... 71 zu 9.2.3 Spannungs-Dehnungslinie für die Schnittgrößenermittlung... 73 zu 9.2.4 Spannungs-Dehnungslinie für die Querschnittsbemessung... 74 zu 9.3 Spannstahl... 74 zu 9.3.2 Eigenschaften... 74 zu 9.3.3 Spannungs-Dehnungslinie für die Querschnittsbemessung... 75 zu 10 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit... 75 zu 10.2 Biegung mit und ohne Längskraft und Längskraft allein... 75 zu 10.3 Querkraft... 77 zu 10.3.1 Nachweisverfahren... 77 zu 10.3.2 Bemessungswert der einwirkenden Querkraft... 77 zu 10.3.3 Bauteile ohne rechnerisch erforderliche Querkraftbewehrung... 79 zu 10.3.4 Bauteile mit rechnerisch erforderlicher Querkraftbewehrung... 82 zu 10.3.5 Schubkräfte zwischen Balkensteg und Gurt... 86 zu 10.3.6 Schubkraftübertragung in Fugen... 88 2

zu 10.4 Torsion... 94 zu 10.4.1 Allgemeines... 94 zu 10.4.2 Nachweisverfahren... 95 zu 10.5 Durchstanzen... 96 zu 10.5.1 Allgemeines... 96 zu 10.5.2 Lasteinleitung und Nachweisschnitte... 96 zu 10.5.3 Nachweisverfahren... 99 zu 10.5.4 Platten oder Fundamente ohne Durchstanzbewehrung... 100 zu 10.5.5 Platten oder Fundamente mit Durchstanzbewehrung... 101 zu 10.5.6 Mindestmomente... 104 zu 10.6 Stabwerkmodelle... 104 zu 10.6.1 Allgemeines... 104 zu 10.6.2 Bemessung der Zug- und Druckstäbe... 105 zu 10.6.3 Bemessung der Knoten... 106 zu 10.7 Teilflächenbelastung... 108 zu 10.8 Nachweis gegen Ermüdung... 109 zu 10.8.1 Allgemeines... 109 zu 10.8.2 Innere Kräfte und Spannungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit beim Nachweis gegen Ermüdung... 109 zu 10.8.3 Nachweisverfahren... 110 zu 10.8.4 Vereinfachter Nachweis... 112 zu 11 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit... 113 zu 11.1 Begrenzung der Spannungen... 113 zu 11.1.1 Allgemeines... 113 zu 11.1.2 Begrenzung der Betondruckspannungen... 113 zu 11.1.3 Begrenzung der Betonstahlspannungen... 114 zu 11.1.4 Begrenzung der Spannstahlspannungen... 114 zu 11.2 Begrenzung der Rissbreiten und Nachweis der Dekompression... 114 zu 11.2.1 Allgemeines... 114 zu 11.2.2 Mindestbewehrung für die Begrenzung der Rissbreite... 117 zu 11.2.3 Begrenzung der Rissbreite ohne direkte Berechnung... 122 zu 11.2.4 Berechnung der Rissbreite... 124 zu 11.3 Begrenzung der Verformungen... 125 zu 11.3.1 Allgemeines... 125 zu 11.3.2 Nachweis der Begrenzung der Verformungen von Stahlbetonbauteilen ohne direkte Berechnung... 126 zu 12 Allgemeine Bewehrungsregeln... 128 zu 12.1 Allgemeines... 128 Zu 12.2 Stababstände von Betonstählen... 128 zu 12.3 Biegen von Betonstählen... 128 zu 12.3.2 Hin- und Zurückbiegen... 128 zu 12.4 Verbundbedingungen... 129 zu 12.5 Bemessungswert der Verbundspannung... 129 zu 12.6 Verankerung der Längsbewehrung... 130 zu 12.6.1 Allgemeines zu den Verankerungsarten... 130 zu 12.6.2 Verankerungslänge... 130 zu 12.6.3 Erforderliche Querbewehrung... 131 zu 12.7 Verankerung von Bügeln und Querkraftbewehrung... 132 3

zu 12.8 Stöße... 133 zu 12.8.1 Allgemeines... 133 zu 12.8.2 Übergreifungslänge... 133 zu 12.8.3 Querbewehrung... 134 zu 12.8.4 Stöße von Betonstahlmatten in zwei Ebenen... 136 zu 13 Konstruktionsregeln... 137 zu 13.1 Überwiegend biegebeanspruchte Bauteile... 137 zu 13.1.1 Mindestbewehrung und Höchstbewehrung... 137 zu 13.1.2 Oberflächenbewehrung bei vorgespannten Bauteilen... 138 zu 13.2 Balken und Plattenbalken... 139 zu 13.2.1 Allgemeines... 139 zu 13.2.2 Zugkraftdeckung... 139 zu 13.2.3 Querkraftbewehrung... 140 zu 13.2.4 Torsionsbewehrung... 140 zu 13.3 Vollplatten aus Ortbeton... 141 zu 13.3.1 Mindestdicke... 141 zu 13.3.2 Zugkraftdeckung... 141 zu 13.3.3 Durchstanz- und Querkraftbewehrung... 142 zu 13.4 Vorgefertigte Deckensysteme... 144 zu 13.4.2 Querverteilung der Lasten... 144 zu 13.4.3 Nachträglich mit Ortbeton ergänzte Deckenplatten... 145 zu 13.4.4 Scheibenwirkung... 145 zu 13.5 Stützen... 145 zu 13.5.3 Querbewehrung... 145 zu 13.6 Wandartige Träger... 147 zu 13.7 Wände... 147 zu 13.7.1 Stahlbetonwände... 147 zu 13.7.2 Wand-Decken-Verbindungen bei Fertigteilen... 147 zu 13.8 Verbindung und Auflagerung von Fertigteilen... 147 zu 13.8.2 Druckfugen... 147 zu 13.8.4 Lagerungsbereiche... 148 zu 13.11 Indirekte Auflager... 150 zu 13.12 Schadensbegrenzung bei außergewöhnlichen Ereignissen... 151 zu 13.12.2 Ringanker... 151 zu 13.12.3 Innenliegende Zuganker... 151 zu 13.12.4 Horizontale Stützen- und Wandzuganker... 151 Zitierte Normen und Regelwerke... 152 DAfStb-Hefte (Deutscher Ausschuss für Stahlbeton)... 154 DBV-Merkblätter (Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.)... 155 Literatur nach Abschnitten geordnet... 156 4

DAfStb-Heft 525, 2. überarbeitete Auflage 2010: Vorwort Vorwort zur 2. überarbeiteten Auflage des Heftes 525 Erläuterungen zu DIN 1045-1 Die neuen Normen DIN 1045 ([R1] bis [R5]) für den Betonbau sind seit 2005 für die Planung und Bauausführung in Deutschland verbindlich. Seither haben sich bei der praktischen Anwendung eine Vielzahl von Auslegungsfragen und Berichtigungen ergeben. Darüber hinaus wurde der Nationale Anhang [R12] für den Eurocode 2 (EC2-1-1) [R11] erarbeitet, der zur Auseinandersetzung mit einigen über DIN 1045 hinausgehenden oder abweichenden europäischen Regeln führte. Ergebnis dieser Entwicklungen war die Herausgabe konsolidierter Neufassungen der Teile 1 bis 3 von DIN 1045 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton im August 2008 ([R6] bis [R8]), in die die bisherigen Erfahrungen eingeflossen sind. Im Vorgriff auf den zukünftigen Eurocode 2 wurden schon einige erweiterte Regeln in DIN 1045-1 aufgenommen. Dazu kommt die Einführung der Feuchtigkeitsklassen aus der Alkali-Richtlinie des DAfStb [R43] in DIN 1045. Die vorliegenden überarbeiteten DAfStb-Hefte 525 und [526] sollen beim Verständnis des Regelwerks durch Hintergrundinformationen sowie zusätzliche Erläuterungen und Auslegungen Unterstützung bieten und die Akzeptanz von DIN 1045-1 in der Praxis weiter verbessern. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Manfred Curbach Vorsitzender des DAfStb e. V. Zu diesem Heft Das DAfStb-Heft 525 Erläuterungen zu DIN 1045-1 setzt konsequent die Reihe der 1979 und 1989 herausgegebenen DAfStb-Hefte [300] und [400] mit Erläuterungen zu den Ausgaben von 1978 bzw. 1988 der DIN 1045 fort. Wie auch bei den genannten Vorgängerheften sollen die Ausführungen in Heft 525 der Praxis das Verständnis und den Gebrauch der Norm durch Erläuterungen und Darlegung wissenschaftlicher Grundlagen erleichtern. Im Unterschied zu den genannten Vorgängerheften ist Heft 525 aber zweigeteilt. Der erste Teil des Heftes enthält Erläuterungen zum Normentext von DIN 1045-1 sowie ergänzende und alternative Anwendungsregeln. Da das Heft 525 auch mit dem Ziel konzipiert wurde, den Normentext zu straffen, sind in DIN 1045-1 einige direkte Verweise auf Heft 525 enthalten, die in diesem Teil des Heftes ausgefüllt sind. Um Bilder, Tabellen und Gleichungen des Heftes 525 von denen in DIN 1045-1 zu unterscheiden und eindeutige Bezüge herzustellen, sind die Bild-, Tabellen- und Gleichungsnummern in Heft 525 mit einem vorgestellten H gekennzeichnet. Die Ausführungen dieses ersten Teils des Heftes sind im Technischen Ausschuss Bemessung und Konstruktion im DAfStb, gleichzeitig Arbeitsausschuss im Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DIN Deutsches Institut für Normung e.v., in einem normenähnlichen Verfahren, d. h. im Konsens zwischen allen beteiligten Gruppen, erarbeitet und abgestimmt worden und haben somit eine zur Norm vergleichbare Bedeutung erlangt. Die Erläuterungen im ersten Teil des Heftes 525 wurden nach Erscheinen der Erstausgabe von DIN 1045-1 im Jahr 2001 durch eine Redaktionsgruppe 1) auf der Grundlage von Ausarbeitungen einzelner Mitglieder des Ausschusses Bemessung und Konstruktion und ausschussnahen Verfassern erarbeitet. Die Redaktionsgruppe bestand aus den Obleuten der entsprechenden Arbeitsgruppen, die im Ausschuss Bemessung und Konstruktion zur Bearbeitung der DIN 1045-1 gebildet wurden. Namhafte Fachleute 2) haben mit Zuarbeiten zum Heft 525 beigetragen. Die in das Heft 525 übernommenen Auslegungen zur DIN 1045-1 wurden seit 2001 in einem Unterausschuss des NABau erarbeitet 3). 1) Redaktionsgruppe Erstauflage 2003: Obmann Univ.-Prof. Dr.-Ing. K. Zilch, Technische Universität (TU) München; Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Curbach, TU Dresden; Dr.-Ing. U. Hartz, Deutsches Institut für Bautechnik; Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Iványi, Universität Duisburg-Essen; Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. König, Universität Leipzig; Dipl.-Ing. A. Jähring, TU München (Textkoordination) 2) Zuarbeit 2003: Dr.-Ing. R. Beutel ( ), Ingenieurbüro Hegger und Partner; Prof. Dr.-Ing. W. Buschmeyer, Universität Duisburg-Essen; Dr.-Ing. U. Donaubauer, Ingenieurbüro Köhler + Seitz; Dipl.-Ing. L. Eckfeldt, TU Dresden; Univ.-Prof. Dr.-Ing. R. Eligehausen, Universität Stuttgart; Dr.-Ing. T. Faust, König Heunisch und Partner; Dr.-Ing. F. Fingerloos, Deutscher Beton- und Bautechnik- Verein E.V.; Dr.-Ing. T. Fritsche, Fritsche Ingenieurbüro für Bauwesen; Dipl.-Ing. S. Görtz, Ingenieurgesellschaft Zerna Köpper und Partner; Univ.-Prof. Dr.-Ing. J. Grünberg, Universität Hannover; Univ.-Prof. Dr.-Ing. J. Hegger, RWTH-Aachen; Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. S. Müller, Universität Karlsruhe; Univ.-Prof. i. R. Dr.-Ing. U. Quast, Universität Hamburg-Harburg; Prof. Dr.-Ing. K.-H. Reineck, Universität Stuttgart; Dr.-Ing. W. Roeser, Ingenieurbüro Hegger und Partner; Dr.-Ing. habil. D. Rußwurm ( ), Überwachungsgemeinschaft B-Zert e.v.; Dr.-Ing. H. Saleh, Universität Leipzig; Dipl.-Ing. G. Schenck, Universität Leipzig; Univ.-Prof. Dr.-Ing. P. Schießl, TU München; Dipl.-Ing. D. Schwerm, Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.v.; Dr.-Ing. A. Sint, Ingenieurbüro Sint; Dipl.-Ing. Kerstin Speck, TU Dresden; Dr.-Ing. habil. N. V. Tue, König Heunisch und Partner; Dipl.-Ing. U. Wiens, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton; Dr.-Ing. M. Zink, König Heunisch und Partner 5

DAfStb-Heft 525, 2. überarbeitete Auflage 2010: Vorwort Die Überarbeitung für die 2. Auflage wurde von Dr.-Ing. Frank Fingerloos, Deutscher Beton- und Bautechnik- Verein E.V., unter Mitwirkung einer Redaktionsgruppe 4) übernommen und beinhaltet die Berichtigungen zur 1. Auflage von Heft 525 und insbesondere die Erläuterungen zu den Änderungen der Normausgabe von August 2008. Die wesentlichen inhaltlichen Ergänzungen und Änderungen zur 1. Auflage sind durch Unterlegung gekennzeichnet. Die Literaturstellen wurden in der 2. Auflage zum Teil neu nummeriert. Der zweite Teil des Heftes 525 enthielt in der Erstauflage aus dem Jahr 2003 Beiträge, die von Mitgliedern des Technischen Ausschusses Bemessung und Konstruktion in eigener Verantwortlichkeit verfasst wurden und weitergehende Erläuterungen zu ausgewählten Themenkreisen enthielten. Diese Beiträge wurden vollständig aus der vorliegenden zweiten Auflage des Heftes 525 herausgenommen, da sie z. T. nicht mehr aktuell sind. Die im Zusammenhang mit DIN 1045-1:2008-08 und dem ersten Teil des Heftes 525 noch aktuellen Autorenbeiträge werden unverändert auf der Homepage des DAfStb veröffentlicht (www.dafstb.de). Die aktualisierungsbedürftigen Autorenbeiträge werden, soweit möglich, überarbeitet und dann kurzfristig ebenfalls auf die Homepage des DAfStb gestellt. Die Beiträge entstammen im Wesentlichen der Mitarbeit der Verfasser in den Arbeitsgruppen des Ausschusses zur Erarbeitung der DIN 1045-1 und sind im Ausschuss mit Zustimmung zur Kenntnis genommen worden. Allen Autoren, deren beteiligten Mitarbeitern und den Mitgliedern der Redaktionsgruppen sei an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich für die vielen aufgewendeten Arbeitsstunden nicht nur bei der Bearbeitung des Heftes 525, sondern auch bei der Bearbeitung von DIN 1045-1 gedankt, die hoffentlich zu einer breiten Akzeptanz des neuen, modernen Normenwerkes in der Praxis führen werden. Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E.h. Konrad Zilch (bis 2009) Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger (seit 2009) Obmann Technischer Ausschuss Bemessung und Konstruktion im DAfStb 3) NABau-AA Auslegungen DIN 1045-1: Obmann Univ.-Prof. Dr.-Ing. K. Zilch, TU München; Dr.-Ing. H. Bökamp, Thomas & Bökamp Ingenieurgesellschaft; Prof. Dr.-Ing. W. Buschmeyer, Universität Duisburg-Essen; Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Curbach, TU Dresden; Dr.-Ing. F. Fingerloos, Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.; Univ.-Prof. Dr.-Ing. J. Grünberg, Universität Hannover; Dipl.-Ing. Vera Häusler, DIBt; Univ.-Prof. Dr.-Ing. J. Hegger, RWTH-Aachen; Dr.-Ing. P. Henke, Henke + Rapolder Ingenieurgesellschaft; Dipl.-Ing. H.-U. Kammeyer, Nord-West-Planungsgesellschaft; Prof. Dr.-Ing. K.-H. Reineck, Universität Stuttgart; Dr.-Ing. U. Wiens, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton 4) Redaktionsgruppe Zweitauflage 2010: Obmann Dr.-Ing. F. Fingerloos, Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.; Prof. Dr.-Ing. W. Buschmeyer, Universität Duisburg-Essen; Univ.-Prof. Dr.-Ing. J. Grünberg, Universität Hannover; Univ.-Prof. Dr.-Ing. J. Hegger, RWTH-Aachen; Univ.-Prof. Dr.-Ing. R. Maurer, TU Dortmund; Prof. Dr.-Ing. K.-H. Reineck, Universität Stuttgart; Dr.-Ing. U. Wiens, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton; Univ.-Prof. Dr.-Ing. K. Zilch, TU München 6