Durchstanznachweis in RF-STANZ Pro unter Berücksichtigung einer Stützenkopfverstärkung

Fachbeitrag

In RF-STANZ Pro können an punktförmigen Durchstanzstellen Stützenkopfverstärkungen angeordnet und somit die Querkrafttragfähigkeit einer Stahlbetondecke erhöht werden. In nachfolgendem Beitrag soll der Durchstanznachweis unter optionalem Ansatz einer Stützenkopfverstärkung aufgezeigt werden.

Durchstanznachweis ohne Stützenkopfverstärkung

Wird ein Durchstanznachweis an einer punktförmigen Lasteinleitungsstelle geführt, geschieht dies in RF-STANZ Pro zunächst ohne Ansatz einer Stützenkopfverstärkung.

Das Zusatzmodul versucht den Nachweis durch eine automatische Erhöhung des Längsbewehrungsgehalts zu erfüllen. Ist der automatisch erhöhte Längsbewehrungsgehalt zu gering, wird automatisch eine Durchstanzbewehrung angeordnet.

Optional kann der Anwender aber auch einen definierten Längsbewehrungsgrad vorgeben (Eingabe in [cm²/m]). Ist die Durchstanztragfähigkeit unter Vorgabe dieser Längsbewehrung nicht ausreichend, beginnt das Programm ebenfalls automatisch mit der Anordnung von Schubbewehrung. Siehe hierzu Bild 01 mit einer punktgestützten Decke in RF-STANZ Pro.

Bild 01 - Durchstanznachweis ohne Stützenkopfverstärkung

Hierbei hat RF-STANZ Pro die Längs- sowie Durchstanzbewehrung an den Durchstanzstellen, an welchen dies erforderlich wurde, erhöht.

Weitere Hinweise zum Durchstanznachweis ohne Stützenkopfverstärkung findet man auch in einem älteren Fachbeitrag.

Eingabe einer Stützenkopfverstärkung

Mit der Anordnung einer Stützenkopfverstärkung kann der Durchstanzwiderstand vergrößert werden, da dadurch die statische Höhe d im Abstand von 2 d zum Rand der Lasteinleitung (Stütze) vergrößert wird. Dadurch lässt sich gegebenenfalls eine Schubbewehrung gänzlich vermeiden oder ein geringerer Grad der erforderlichen Längsbewehrung erreichen.

Die Option zum Aktivieren der Stützenkopfverstärkung findet man in Eingabedialog "1.5 Durchstanzknoten".

Bild 02 - Eingabe der Stützenkopfverstärkung in '1.5 Durchstanzknoten'

Als Typ der Stützenkopfverstärkung stehen in RF-STANZ Pro die Formen "Treppe" oder "Konus" zur Verfügung.

Das Maß lH,x beziehungsweise lH,y beschreibt den Abstand von der Vorderkante der Stütze zur Vorderkante der Stützenkopfverstärkung. Die Höhe hH entspricht der Höhe der Stützenkopfverstärkung (ohne den Plattenanteil). Die genannten Parameter sind auch in den Bildern 6.17 beziehungsweise 6.18 in [1] sowie in den Grafiken 3.36 bzw. 3.37 im Handbuch zu RF-STANZ Pro [2] beschrieben.

Wird eine der genannten Abmessungen geändert, wird dies in der interaktiven Infografik im rechten Bereich des Eingabedialoges 1.5 dargestellt.

Bild 03 - Abmessungen für Durchstanzen innerhalb der Sützenkopfverstärkung und in der Platte

In Bild 03 wurde die Abmessung der Stützenkopfverstärkung mit

  • lH,x = 0,75 m
  • lH,y = 0,75 m
  • hH = 0,15 m

so gewählt, dass das Durchstanzen einmal innerhalb der Stützenkopfverstärkung und einmal außerhalb der Stützenkopfverstärkung beziehungsweise im Bereich der eigentlichen Platte nachgewiesen werden muss.

Das Modul stellt die Rundschnitte in diesem Fall (lH ≥ 2hH) als durchgehende Linien dar.

Alternativ zu diesem Fall kann sich auch der Fall lH < 2hH ergeben, wenn zum Beispiel folgende Abmessungen eingegeben werden:

  • lH,x = 0,40 m
  • lH,y = 0,40 m
  • hH = 0,35 m

In diesem Fall (lH < 2hH) ist die Stützenkopfverstärkung so gedrungen, dass sich der Durchstanzkegel nicht gänzlich innerhalb der Stützenkopfverstärkung ausbilden kann, sodass nur das Durchstanzen im Plattenbereich nachgewiesen wird. Das Modul stellt den kritischen Rundschnitt für das Durchstanzen "innerhalb" der Stützenkopfverstärkung als gestrichelte Linie dar.

Bild 04 - Abmessungen für Durchstanzen nur im Plattenbereich

Diese Situation ist in Bild 6.17 in [1] dargestellt.

Berechnung und Ausgabe der Ergebnisse

Wird eine Stützenkopfverstärkung angesetzt und das Durchstanzen innerhalb der Stützenkopfverstärkung untersucht (lH ≥ 2hH), erhält der Anwender von RF-STANZ Pro nach der Berechnung in Dialog "2.1 Durchstanznachweise" eine Ergebniszeile für das Durchstanzen im Bereich der Platte und eine Ergebniszeile für das Durchstanzen innerhalb der Stützenkopfverstärkung.

Bild 05 - Ergebnisdialog '2.1 Durchstanznachweise' für die Stützenkopfverstärkung

Das Zusatzmodul weist das Durchstanzen im Bereich der Platte mit der Lasteinleitungsfläche "Stützenkopfverstärkung" nach. Das Durchstanzen im Bereich der Stützenkopfverstärkung wird mit der Lasteinleitungsfläche "Stütze" nachgewiesen.

Wird nur das Durchstanzen außerhalb der Stützenkopfverstärkung nachgewiesen, unterscheidet sich die Ausgabe der Ergebnisse nicht von einem Nachweis ohne Stützenkopfverstärkung.

Bei der grafischen Auswertung der Bemessungsergebnisse kann im Ergebnis-Navigator zwischen den Ergebnissen für die Platte und/oder die Stützenkopfverstärkung unterschieden werden. In Bild 06 wird der Verlauf der Querkräfte im kritischen Rundschnitt für die "Platte und Stützenkopfverstärkung" ausgegeben.

Bild 06 - Einstellungen im Ergebnis-Navigator für die RF-STANZ-Pro-Ergebnisse

Hinweise zur Modellierung

Die in RF-STANZ Pro berücksichtigte Stützenkopfverstärkung muss nicht bei der Modellierung im RFEM-Modell berücksichtigt werden. Im RFEM-Modell bildet man den "Standardfall" der Decke ohne Berücksichtigung einer Verstärkung ab. Das Modul ermittelt die Dicke der Stützenkopfverstärkung aus der Dicke der an den Knoten angeschlossenen Fläche und der eingegebenen Dicke der Stützenkopfverstärkung hH.

Durch diese Vorgehensweise hat die Stützenkopfverstärkung keinerlei Einfluss auf die Steifigkeit beziehungsweise die Ergebnisse aus der Schnittgrößenermittlung in RFEM. Auch das zusätzliche Eigengewicht der Stützenkopfverstärkung bleibt bei dieser Option vernachlässigt.

Das Auswählen der Stützenkopfverstärkung in Eingabedialog 1.5 ist nur bei einem Anschluss einer Einzelstütze an einer Flächen möglich.

Schlüsselwörter

Durchstanzen Rundschnitt Stanzen Durchstanznachweis Stützenkopf Stützenkopfverstärkung Pilzdecke

Literatur

[1]   Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1‑1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; EN 1992‑1‑1:2004 + AC:2010
[2]   Handbuch RF-STANZ Pro. Tiefenbach: Dlubal Software, August 2017.

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