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5. Januar 2024

Gebrauchstauglichkeitskonfigurationen

Die normspezifischen Parameter sind im Dialog 'Gebrauchstauglichkeitskonfiguration bearbeiten' organisiert. Dort werden die Einstellungen für Stäbe und Flächen gemeinsam verwaltet.

Wichtig

Die Gebrauchstauglichkeitskonfiguration ist per Voreinstellung allen Stäben und Flächen des Modells zugewiesen. Soll für ein Bauteil eine spezifische Einstellung gelten, so erzeugen Sie eine neue Konfiguration und weisen sie dem Objekt zu.

Die 'Bemessungsparameter' sind in mehrere Kategorien gegliedert, in denen Sie die Anpassungen vornehmen können.

Durchbiegungsnachweis

Ist das Kontrollfeld 'Begrenzung der Durchbiegung' angehakt, so überprüft das Programm die Bauteile im Hinblick auf zulässige Grenzwerte und gibt ein entsprechendes Nachweiskriterium aus. Dabei spielen die Lagerungsbedingungen der Bauteile entscheidende Rolle.

In der Kategorie 'Grenzwerte der zulässigen Durchbiegung' ist der Grenzwert für die Bemessung mit L/240 für eine 'Beidseitige Lagerung' und mit Lc/240 für eine 'Einseitige Lagerung' voreingestellt.

Wenn Sie das Kontrollfeld 'Beanspruchbarkeit des Betons zwischen den Rissen berücksichtigen (Tension Stiffening)' anhaken, wird beim Durchbiegungsnachweis die versteifende Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen berücksichtigt. Dieser Effekt wird auch als "Tension Stiffening" bezeichnet: Bei gerissenen Stahlbetonteilen werden die Zugkräfte im Riss zwar allein durch die Bewehrung aufgenommen, aber zwischen zwei Rissen werden Zugspannungen über den (verschieblichen) Verbund in den Beton eingeleitet. Somit beteiligt sich der Beton an der Aufnahme innerer Zugkräfte, was zu einer Erhöhung der Steifigkeit des Bauteils führt.

Bei der analytischen Verformungsberechnung wird die Schädigung des Betonquerschnitts im gerissenen Zustand über den Verteilungsbeiwert ζ berücksichtigt. Dieser Beiwert wird automatisch aus der Belastungssituation element- oder x-stellenweise ermittelt. Wenn Sie das Kontrollfeld 'Mindestwert des Verteilungsfaktors berücksichtigen' anhaken, können Sie einen Mindestwert für ζ vorgeben, beispielsweise um bei Stellen mit Momentennulldurchgängen eine "Mindestschädigung" anzusetzen, die sich aus der definierten Last so nicht ergeben würde.

Durch Aktivieren des Kontrollfelds „Berechnung der zeitabhängigen Durchbiegungen“ werden die zeitabhängigen Betoneffekte (Kriechen und Schwinden) in die Verformungsberechnung einbezogen. Dabei können die zeitabhängigen Betoneffekte entweder mittels eines zeitabhängigen Faktors gemäß Tabelle 24.2.4.1.3 (ACI 318-19) oder anhand zeitabhängiger Materialeigenschaften (Kriechen und Schwinden) gemäß ACI 435 berücksichtigt werden.

Zeitabhängiger Faktor gem. Tabelle 24.2.4.1.3

Der zeitabhängige Faktor ξ wird in Abhängigkeit von der Belastungsdauer t bestimmt. Gemäß ACI 318-19, Tabelle 24.2.4.1.3, erfolgt für Belastungsdauern zwischen 12 und 60 Monaten eine lineare Interpolation:

  • ξ = 1,4 für t = 12
  • 𝜉 = 2,0 für t = 60 Monate

Die Belastungsdauer ist in der Gebrauchstauglichkeitskonfiguration einzugeben.

Der Langzeitfaktor λΔ zur Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden ergibt sich gemäß ACI 318-19 zu:
\( \lambda_\Delta = 1 + \dfrac{\xi}{1 + 50 \cdot \rho'} \)

Die Enddurchbiegung an der betrachteten Stelle ergibt sich durch Multiplikation der sofortigen Durchbiegung mit dem Langzeitfaktor:
\( u_z = u_{z,\mathrm{ges}} \cdot \lambda_\Delta \)

Zeitabhängige Materialeigenschaften (Kriechen, Schwinden) gem. ACI 435

Kriechen und Schwinden können über die zeitabhängigen Materialeigenschaften des Betons gemäß ACI 435 berücksichtigt werden. Hierfür aktivieren Sie in den Materialeinstellungen die Option „Zeitabhängige Materialeigenschaften (Kriechen, Schwinden) gemäß ACI 435“.

Zusätzlich müssen Kriechen und Schwinden im Betonmaterial aktiviert werden:

Bei der Durchbiegungsberechnung werden Kriechen und Schwinden im Stahlbeton nur durch dauerhaft wirkende Lasten wie das Eigengewicht verursacht. Um diese Effekte korrekt zu berücksichtigen, muss eine separate Bemessungssituation erstellt werden, die die langfristig wirkenden Lasten enthält. Die daraus resultierenden Durchbiegungen werden anschließend in die Gesamtdurchbiegung der relevanten Lastkombinationen einbezogen, sodass das Langzeitverhalten in der Gebrauchstauglichkeitsbewertung berücksichtigt wird. Für das Concrete-Add-on wird diese Bemessungssituation als Gebrauchstauglichkeit | Langfristig anhaltend gekennzeichnet, um anzugeben, welche Lasten für die Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden relevant sind.

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