Kritischer Rundschnitt
Im kritischen Rundschnitt wird der Durchstanznachweis geführt, in dem überprüft wird, ob die einwirkende Querkraft vEd die Beanspruchbarkeit vRd übersteigt. Gemäß Kapitel 6.4.2 des EC 2 [1] befindet sich der kritische Rundschnitt für Platten im Abstand von 2 d (d = effektive Nutzhöhe der Platte) vom Punkt der Lasteinleitung.
Die Stützenabmessungen sowie die Plattenöffnungen beeinflussen die Rundschnittgeometrie und sollten bis zu einem Abstand von 6 d von der Lasteinleitungsfläche berücksichtigt werden. Wichtig ist, dass Sie alle Öffnungen im Vorfeld (also während der FEM-Analyse) festlegen, damit das Programm diese automatisch erkennt und bei der Durchstanzbemessung wie in Bild 1 gezeigt berücksichtigen kann.
Bemessungsparameter für Durchstanzen in RFEM 6
Unter der Voraussetzung, dass das Add-On Betonbemessung bereits aktiviert wurde, kann der Durchstanznachweis in RFEM 6 gestartet werden, indem in den Bemessungseigenschaften des Durchstanzknotens das Kontrollkästchen Durchstanznachweis angehakt wird (Bild 2). Es ist möglich, alle Knoten, bei denen ein Durchstanzproblem aufgetreten ist, zu selektieren und für alle gleichzeitig den Durchstanznachweis zu aktivieren. Alternativ können in den Eingabedaten der Tabelle Betonbemessung Knoten mit Durchstanzungen für die Bemessung ausgewählt werden (Bild 3).
Die Bemessungsparameter für Durchstanzen für die selektierten Knoten können in der Tragfähigkeitskonfiguration für die Betonbemessung festgelegt werden (Bild 4). So können die Durchstanzlast, der Laststeigerungsfaktor β zur Berücksichtigung der unsymmetrischen Querkraftverteilung im Rundschnitt sowie die Mindestabstände der Bewehrung im Register Durchstanzen der Tragfähigkeit eingestellt werden (Bild 5).
Während die Durchstanzlast bei Wänden die Querkraft (geglättet oder ungeglättet) entlang des kritischen Rundschnitts ist, kann bei Stützen die Durchstanzlast entweder die Querkraft (geglättet oder ungeglättet) über dem kritischen Parameter oder eine Einzelkraft aus Stütze, Last, oder Knotenlager sein.
Der Lasterhöhungsfaktor nach EN 1992-1-1 [1] kann unter Berücksichtigung der in Bild 6 dargestellten vollplastischen Schubverteilung oder mittels konstanter Faktoren abgeschätzt werden. Sie kann auch durch ein Sektorenmodell ermittelt oder benutzerdefiniert festgelegt werden.
Durchstanznachweis in RFEM 6
Unter der Voraussetzung, dass die Bemessungsparameter für Durchstanzen definiert wurden, kann der Betonnachweis (inklusive Durchstanzen) geführt werden. Zunächst kann der Nachweis nur unter Berücksichtigung der an der Fläche vorhandenen Längsbewehrung geführt werden (Bild 7). Sobald die Betonbemessung nur unter Berücksichtigung dieser Bewehrung durchgeführt wird, sind die Ausnutzungen der Durchstanztragfähigkeit für alle relevanten Knoten sowohl grafisch als auch tabellarisch verfügbar (Bild 8).
Bei den Ausnutzungen an den Durchstanzknoten handelt es sich eigentlich um einen Vergleich der Durchstanztragfähigkeit ohne Schubbewehrung vRd,c ermittelt nach 6.4.4 (1) [1], und der aufgebrachten maximalen Schubspannung vEd , die nach Kapitel 6.4.3 (3), Gl. (38) berechnet wurde. Diese Gleichungen sowie das gesamte Berechnungsverfahren finden sich in den Nachweisdetails, die in Bild 9 dargestellt sind.
Der Durchstanznachweis ohne zusätzliche Durchstanzbewehrung ist erfüllt, wenn vEd ≤ vRd,c; andernfalls ist eine Zusatzbewehrung zu definieren. Bei Letzterem kann eine zusätzliche Längsbewehrung auf der Zugseite der Platte definiert werden.
Für die Platte in diesem Beispiel wird dies, wie in Bild 10 dargestellt, durch die Definition einer zusätzlichen Längsbewehrung an der Oberseite realisiert. Die definierte Bewehrung kann einem Knoten zugewiesen werden und kann dann über die gemeinsame Funktion "Kopieren" komfortabel auf alle Durchstanzknoten kopiert werden (Bild 11). Die so zugewiesene Bewehrung wird dann automatisch bei der Ermittlung der Schubtragfähigkeit berücksichtigt.
Die Ergebnisse stehen wieder sowohl grafisch als auch in der Tabelle Betonbemessung zur Verfügung. Sollte der Durchstanznachweis ohne zusätzliche Durchstanzbewehrung dennoch nicht erfüllt sein, kann der Anwender die Längsbewehrung unter Ansatz des maximal zulässigen Längsbewehrungsgrades ρ erhöhen. Sollte der Nachweis ohne Durchstanzbewehrung (vRd,c ≤ vEd) dennoch nicht möglich sein, so wird die maximale Durchstanztragfähigkeit vRd,max berechnet und der Nachweis automatisch geführt.
Die Menge der erforderlichen Durchstanzbewehrung kann über das Navigator-Register Ergebnisse ausgegeben werden (Bild 12). Interessiert den Anwender auch, mit welcher Durchstanzlast gerechnet wird, so kann diese wie in Bild 13 dargestellt über das Navigator-Register Ergebnisse angezeigt werden.
Schlussbemerkungen
Die Durchstanznachweise in RFEM 6 sind im Add-On Betonbemessung enthalten und können über das Kontrollkästchen Durchstanznachweise im Bearbeitungsfenster der Durchstanzknoten berechnet werden. Mit der Aktivierung der Bemessungseigenschaften können die Bemessungsparameter des Durchstanzens wie Durchstanzlast, Lasterhöhungsfaktor β und Mindestbewehrungsabstand in der Tragfähigkeitskonfiguration für die Betonbemessung festgelegt werden.
Die Betonbemessung kann auf Grundlage der für die anderen Nachweisarten vorgesehenen Längsbewehrung geführt werden. Ist der Durchstanznachweis ohne zusätzliche Durchstanzbewehrung nicht erfüllt (vRd,c ≤ vEd), kann eine zusätzliche Längsbewehrung auf der Zugseite der Platte angeordnet werden. Damit wird der maximale Durchstanzwiderstand vRd,max berechnet und der Nachweis automatisch geführt.
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