IBC 2021 / ACI 318-19 (LRFD): Nachweis des einachsigen Schubs
Zweck des Nachweises
Der Nachweis des einachsigen Schubs überprüft, ob die auf die Fundamentplatte wirkende Querkraft die Schubtragfähigkeit des Betons nicht überschreitet.
Der Nachweis wird an den kritischen Schnitten im Abstand d von der Stützenkante, getrennt für beide Hauptrichtungen des Fundaments, geführt.
Schubtragfähigkeit
Die Schubtragfähigkeit wird nach ACI 318-19, Tabelle 22.5.5.1.1(b), für Bauteile ohne Schubbewehrung als kleinerer Wert aus zwei Anteilen bestimmt:
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λ |
Modifikationsfaktor für Leichtbeton (= 1.0 bei Normalbeton) |
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ρw |
Längsbewehrungsgrad im betrachteten Schnitt [-] |
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Nu |
Bemessungswert der axialen Kraft (positiv bei Druck) [kip] |
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Ag |
Bruttoquerschnittsfläche [in²] |
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bw |
Breite des betrachteten Schnitts [in] |
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d |
wirksame statische Höhe [in] |
Der erste Anteil (5·λ·√f'c·bw·d) entspricht der oberen Grenze ohne Berücksichtigung von Bewehrungsgrad und Axialkraft. Der zweite Anteil berücksichtigt zusätzlich den vorhandenen Längsbewehrungsgrad sowie einen etwaigen axialen Kraftanteil und ist in der Praxis meist maßgebend.
Zusätzlich wird ein oberer Grenzwert der Schubtragfähigkeit geprüft, um ein Druckversagen des Betons unabhängig vom Bewehrungsgrad auszuschließen:
Der Bemessungswiderstand ergibt sich zu φ · Vc mit φ = 0.75 (Festigkeitsminderungsbeiwert für Schub, ACI 21.2).
Schubbeanspruchung
Die vorhandene Querkraft ergibt sich aus den Bodenreaktionen außerhalb des kritischen Schnitts:
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VC |
Querkraftanteil aus dem Druckspannungsblock (Bodenpressung) außerhalb des kritischen Schnitts |
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VA |
Querkraftanteil aus zusätzlichen Fundamentlasten (Eigengewicht, Überschüttung) außerhalb des kritischen Schnitts |
Nachweis / Ausnutzungsgrad
Die vorhandene Querkraft darf weder die Bemessungstragfähigkeit noch den oberen Grenzwert überschreiten:
Softwarekonfiguration
Die Materialkennwerte werden aus den zugewiesenen Beton- und Bewehrungsmaterialien übernommen. Die wirksame Höhe wird automatisch aus der Fundamentgeometrie, der Betondeckung und der Bewehrungsanordnung bestimmt. Die Querkraft, der Längsbewehrungsgrad sowie die axiale Kraft werden für die maßgebenden Lastkombinationen automatisch ermittelt.