Prof. Dr.-Ing. Klaus Holschemacher Prof. Dr.-Ing. Klaus Peters Prof. Dipl.-Ing. Klaus-Jürgen Schneider Prof. Dr.-Ing. Günter Steck Prof. Dr.-Ing. Ralf Thiele Konstruktiver Ingenieurbau kompakt Formelsammlung und Bemessungshilfen 3., aktualisierte und erweiterte Auflage ~auwerk
Lastannahmen Holzbau 11auerwerksbau Stahlbau Stahlbetonbau Geotechnik Anhang: Statische Hinweise weiß gelb rot blau grün braun weiß
Lastannahmen Prof. Dr.-Ing. Klaus Ho lschemaeher 1 Sicherheitskonzept nach DIN 1055-100 (03.2001) 2 1.1 Allgemeines 2 1.2 Einw irkunge n 2 1.3 Grenzzustände der Trag fähi gkeit (U ZT) 3 1.4 Grenzzustände der Gebr auc hs taugli chk eit (GZG) 6 1.5 Vereinfachte Kom bin ationsregeln für Hochbauten 7 2 Eigenlasten von Baustoffen, Bauteilen und Lagerstoffen nach DIN 1055-1 (06.2002) 9 2. 1 Allgemeines 9 2.2 Wich ten und Flächenlasten von Baustoffen und Bauteilen 9 2.3 Wicht en und Böschungswinkel von Lager stoffen 15 3 Nutzlasten nach OIN 1055-3 (03.2006) 20 3.1 Lotre cht e Nutzlasten 20 3.2 Horizontale Nutzl ast en 25 4 Windlasten nach DIN 1045-4 (03.2005) 25 4.1 Allgemeines 25 4.2 Ermittlung des Geschwindi gkeit sdrucks 25 4.3 Winddruck für nicht schw ingu ngs anfä llige Bauteile 28 5 Schneelasten nach OIN 1055-5 (07.2005) 36 5. 1 Geltungsbereich 36 5.2 Schneel ast auf dem Boden 36 5.3 Schn ee last auf dem Dach 37
Holzbau Pro[ Dr.-Ing. Günter Steck<) luhaltsverzeichnis 1 Vorbemerkungen........... 1 4.1 Einachsige Biegung... 13 11 Abkü rzungen............ 3 4.1.1 Faustfonnein für Biegestäbe 1 Baustoffe............ 4 aus NH C 24................ 13 1.I Vollholz(VH)................ 4 4.1.2 Nachweise für Biegestäbe..... 14 1.2 Konstruktionsvollholz (KVH) 6 4.2 Zweiachsige Biegung.......... 16 1.3 Brettschichtholz (BSH oder 4.3 Biegung und Zug............. 17 BS-Holz)......... 6 4.4 Biegung und Druck........ 17 1,4 Holzwerkstoffe (HW)...... 8 5 Verbindungen................ 18 2 Zugstäbe........ 9 5.1 Versatz................. 18 2.1 Mittige Zugkraft und symrnct- 5.2 Dübelverbindungen........ 19 rische Krafteinleitung... 9 5.3 Verbindungen mit stift- 2.2 Mittige Zugkraft und ein- förrnigen Verbindungsmitteln 22 scitige Krafteinleitung..... 9 5.3.1 Allgemeines............ 22 2.3 Ausmittige Zugkraft......... 10 5.3.2 Stabdübelverbindungen... 24 2,4 Näherungswerte für Netto- 5.3.3 (Pass)Bolzenverbindungen.... 26 Querschnittsflächen........ 10 5.3,4 Nagelverbindungen... 28 3 Einteilige Druekstäbe........ 10 5.3.5 Holzschraubenverbindungen.. 32 3.1 Mittige Druckkraft......... 10 5,4 Kombiniert beanspruchte 3.2 Ausmittige Druckkraft...... 11 Nägel und Holzschrauben..... 35.U Ersatzstablängen......... 11 5.5 Verschiebungsmoduln...... 36 JA Knickbeiwerte........ 11 6 Bemessungsbilfen......... 37 4 Einteilige Biegestäbe..... 13 7 Querschnittswerte.......... 39 Vorbemerkungen Dieses Kapitel Holzbau basiert auf der neuen Norm DIN I052( 12.2008). Für die Nachweise der Tragfäbigkeit werden aus den charakteristischen Einwirkungen (Index k) durch Multiplikation mit dem Teilsicherheitsbeiwert JU = 1,35 bei ständigen Lasten und mit ]Q = 1,5 bei veränderlichen Lasten die Bemessungswerte der Einwirkungen (Index d) ermittelt. Damit werden die Beme ssungswerte der Schnittgrößen bzw. Spannungen berechnet und den Bemessungswerten des Widerstandes gegenübergestellt. Für die in diesem Kapitel behandelten Holzbaustoffe sind die Bemessungswerte der Festigkeitenti.d = k mo <! f i.k 11M = 0,8 / i.k / 1,3 als StandardfaJl definiert worden. Für die Nutzungsklasse 3 und die Klassen der Einwirkungsdauer ständig, lang, kurz und sehr kurz (siehe nachfolgende Tafel) sind die Bemessungswerte des Standardfalls mit dem Beiwert k* nach Abschnitt I zu multiplizieren. Für die in diesem Kapitel behandelten Verbindungen ist der Standardfall bei den Versätzen und Verbindungen mit Dübeln besonderer Bauart ebenfalls mit kmod = 0,8 und Jf-1 = 1,3 festgelegt worden. Bei den Stiftverbindungen im Standardfall berechnet sich der Bemessungswert der "' Dieser Beitrag wurde von Prof. Nikolaus Nebgen aktualisiert.
Mauerwerksbau Prof. Dipl.-Ing. Klaus-Jürgen Schneider Teil A Mauerwerk nach DlN 1053-1 (11.96) 3 I Baustoffe............................................................ 3 1.1 Mauersteine......................................................... 3 1.2 Mörtel.............................................................. 3 1.3 Rezeptmauerwerk (RM)................. 4 1.4 Mauerwerk nach Eignungsprüfung (EM) 4 2 Statisch-konstruktive Grundlagen 4 2.1 Standsicherheit....................................................... 4 2.1.1 Standsicheres Konstruieren 4 2.1.2 Windnachweis für Wind rechtwinklig zur Wandebene 5 2.2 Wandarten und Mindestabmessungen 7 2.3 Lastannahmen 12 3 Vereinfachtes Berechnungsverfahren nach DlN 1053-1 13 3.1 Anwendungsgrenzen für das vereinfachte Berechnungsverfahren 13 3.2 Knicklängen 14 3.3 Bemessung von Mauerwerkskonstruktionen nach dem vereinfachten Verfahren............................................................ 17 3.3.1 Allgemeines................................................... 17 3.3.2 Abminderungsfaktor k................................................. 17 4 KeIleraußenwände,.................................. 24 4.1 Statische Systeme 24 4.2 Erforderliche Auflast nach DIN 1053-1 (Vereinfachtes Verfahren)........... 24 TeilB Mauerwerksbemessung nach DlN 1053-100 (09.2007) 26 1 Allgemeines......................................................... 26 2 Bemessung nach dem Vereinfachten Verfahren......................... 26 2.1 Nachweis nach dem neuen Sicherheitskonzept............................ 26 2.2 Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft N Ed.................. 26 2.3 Bemessungswert der aufuehmbaren Normalkraft N Rd...................... 26 2.4 Abminderungsfaktoren ep.............................................. 28 2.5 Knicklängen 29 2.6 Zusätzlicher Nachweis bei schmalen und dünnen Wänden.................. 29 2.7 Knicksicherheitsnachweis bei größeren Exzentrizitäten " 30 2.8 Teilflächenpressung................................................... 30 2.9 Zug- und Biegezug.................................................... 30 2.10 Schubbeanspruchung 31 Literatur.................................................................. 32
Stahlbau Prof. Dr.-Ing. Klaus Peters I Stähle ffir den Stahlbau 2 2 ' lahlsortenauswahl für geschweißte Stahlbauten 5 3 Elgenschaften des Stahls bei erhöhter Temperatur 6 4 Druckstäbe und zul, Spannungen nach J)lN 18800 (3.81) alt 6 5 Einwirkungen und Widerstandsgrößen 8 6 Nachweise der Tragfllhigkeit und Lagesicherheit 11 6.1 Spannungsnachweise. Verfahren Elastisch-Elastisch (E-E) 11 6.2 Vereinfachter Spannungsnachweis 13 6.3 Ausnutzung plastischer Reserven 13 6.4 Interaktionsnachweis für plastische Querschniustragfähigkeit. 14 6.5 Grenzwerte..grenz b/t" der Querschnitte 14 6.6 Zur Berechnung von Fachwerken 17 6.7 Lagesicherheit 17 7 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 17 8 Stabilitiitsnaehweise 18 8.1 Abgrenzungskriterien 18 8.2 Bi gcknicknachwei s für planmäßig mittigen Druck : nur N 18 8.3 Biegeknicknachweis für Biegung mit Normalkraft: N + M 22 8.3.1 Stäbe mit geringer Normalkraft: 22 8.3.2 Vereinfachter Nachweis : IV + M 22 8.3.3 Nachweis nach dem Ersatzstabvcrfahren: N + M 23 8.3.4 Zweiachsige Biegung mit Normalkrati: ;\' + M, + M, 24 8.4 Biegedrillknicken. frilher auch als "Kippen" bezeichnet 24 8.4. 1 Biegung ohne Normalkraft: Nachwei s des Druckgurtes als Druckstab: nur My 24 8.4.2 Nachweis mit idealem Blegedrillknickmornent: nur M, 25 8.4.3 Einachsige Biegung mit Normalkraft: IV + M, 26 8.5 Bemessungswerte der Tragfähigkeit von Druckstäben 27 8.6 Knicklängen verschieblicher Rahmenstiele :29 8.7 Beulsicherheits'nachweis 30 8.7.1 Bezeichnungen 30 8.7.2 Abgrenzungskriterien 31 8.7.3 Vereinfachter Nachweis 32 8.7.4 Nachweis unversteitter ßeulfeldcr 34 9 Rippenlose Lasteinleitung 37 10 Bctricbsfestigkeit 38 1I Schraubverbindungen 39 11.\ Schraubenbezeichnungen, 39 11.2 Verbindungsarten und Schraubenabstände 4\ 11.3 Tragfähigkeit von Schrauben.42 11.4 Schraubenbild unter Momentenbeanspruchung 47 12 Sehwcißverbindungcn 48 Stahlbauprofilc 51
Stahlbetonbau Prof: Dr.-Ing. Klaus Holschemaeher ( Allgemeines 2 1.1 Vorbemerkung 2 1.2 (läufig vorkommende Bezeichnungen 2 i.3 Abkürzungen 3 2 Sicherheitskonzept 4 2.1 Allgemeines 4 1.1 Grenzzustände der Tragfähigkeit 4 1.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit 6 2.4 Dauerhaftigkeit 6 3 Baustoffkennwerte 7 3.\ Bet on 7 3.2 Bet onstahl 12 -t Schnittgrößenermittlung 13 4.1 Vereinfachungen und Idcalisierungen 13 4.2 Berechnungsverfahren zur Schnittgrößenermittlung 16 4.3 Schnittgrößen in Rahmentragwerken 18 4.4 Schnittgrößen in Plattentragwerken 19 4.5 Schnittgrößen in wandartigen Trägem 26 4.6 Aussteilung von Tragwerken 27 5 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragt'ähigkeit 30 5.1 Biegung und Längskraft 30 5. Einfluss von Tragwerksverformungen (Stabilitätsna chweis) 57 5.3 Que rkraft 64 5.4 Durchstan zen 68 5.5 Torsion 74 5.6 Teilflächenbelastung 76 5.7 Ermüdung 76 6 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit 78 6.1 Spannungsbegrenzungen 78 6.2 Rissbreitenbegrenzung 79 6.3 Verformungsbegrenzung 82 7 Bewehrungskonstruktlon 83 7.1 Expositionsklassen. Mindestbetondruckfestigkeit, Betondeckung!G 7.2 Mindestabstände von Bewehrungsstäbcn 87 7.3 Biegen von Betonstahl 87 7.4 Verankerung der Bewehrurig 88 7.5 Bewehrungsstößc 92 7.6 Stabbündel 95 8 Bauteilspezifische konstruktive Regelungen 96 8.1 Allgemeine Fcstlcgungcn für überwiegend biegebeanspruchte Bauteile 96 8.2 Platten 97 8.3 Balken und Plattenbalken 100 8.4 Stützen 102
Geotechnik Prof. Dr.-Ing. RalfThiele I Allgemeines 2 1.1 Vorbemerkungen 2 1.2 Begriffe. Abkürzungen 2 2 Sicherheitskonzept nach D1N 1054 2 2.1 Allgemeines 2 2.2 Grenzzustände 3 2.2.1 Grenzzustand der Tragfähigkeit - GZ 1 3 2.2.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit - GZ 2 3 2.3 Einwirkungen. Widerstände. Teilsicherheitsbeiwerte 3 2.3. J Einwirkungen und Widerstände 3 2.3.2 Teilsicherheitsbeiwerte 5 3 Baugrund 6 3.1 Allgemeines 6 3.2 Eigenschaften und Ver suche 6 3.2.1 Eigenschaften und Versuche zur Charakterisierung 6 3.2.2 Eigenschaften und Versuche zur Klassifizierung 7 3.3 Bennennen und Klassifizieren von Böden 8 3.3.1 Bennennung und Beschreibung von Böden 8 3.3.2 Klassifikation von Böden 9 3.4 Bodenkennwerte 10 3.4.1 Erfahrungswerte für nichtbindige Böden 10 3.4.2 Erfahrungswerte für bindige Böden I I 4 Einzel- und Streifenfundamente 12 4.1 Allgemeines 12 4.2 Berechnung über aufnehrnbaren Sohldruck 12 4.2.1 Sohlspannungsverteilung 12 4.2.2 Voraussetzungen für die Anwendbarkeit des Nachweises über Sohldruck 13 4.2.3 Aufnehmbarer Sohldruck für nichtbindige Böden 14 4.2.4 Aufnehrnbarcr Sohldruck für bindige Böden 15 4.3 Berechnungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZ I) 16 4.3.1 Aufschwimmen(GZ IA) 16 4.3.2 Kippen (GZ IA) 16 4.3.3 Gle iten (GZ IB) : 17 4.3.4 Grundbruch (GZ IB) 17 4.4 Berechnungen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) 18 4.4.1 Allgemeines zu Setzungsbercchnungen 18 4.4.2 Sctzungsberechnung mit der geschlossenen Formel 19 4.4.3 Set zungsbcrechnung mit Hilfe der lotrechten Spannungen 2l 4.4.4 Zulässige Setzurig 22 5 Literatur 22
Bemessung nach dem Vereinfachten Verfahren Anhang: Statische Hinweise Prof. Dipl.-Ing. Klaus-Jürgen Schneider 1 Auflagergrößen und Schnittgrößen.................................... 2 1.1 Einfeldträger (a = a/l, ß= bit) 2 1.2 Einfeldträger mit Kragarm............................................. 4 1.3 Eingespannte Kragtr äger 4 1.4 Eing espannt e Einfeldträger 5 1.5 Gelenkträger (Gerberträger)............................................ 6 1.6 Zweifeldträger mit Gleichstreckenlast................................... 7 1.7 Durchlaufträ ger mit gleichen Stützweiten über 2 bis 5 Felder 8 1.8 Durchlaufträger mit gleichen Slützweiten und Gleichstreckenla st 10 2 Durchbiegungen - Baupraktische Formeln II 3 Rahmen, Kehlbalkendach.. 12 3. 1 Zweigelenkrahrnen................................................... 12 3.2 Eingespannter Rahmen................................................ 13 3.3 Kehlbalkendach...................................................... 14 4 Querschnittswerte................................................... 15 4.1 Allgemeine Formeln für Querschnittswerte............................... 15 4.2 Tafel Querschnittswerte 18 5 Spannungen infolge M, N, V 18 5.1 Grundlagen.......................................................... 18 5.2 Normal- und Schubspannungen......................................... 18