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Für die Gebrauchstauglichkeit eines Tragwerks dürfen die Verformungen bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. In einem Beispiel wird gezeigt, wie die Durchbiegung von Stäben mit den Bemessungs-Add-Ons nachgewiesen werden kann.
Das Add-On Aluminiumbemessung für RFEM 6 bemisst Stäbe aus Aluminium für den Zustand der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit nach Eurocode 9. Zudem ist eine Bemessung nach ADM 2020 (US-Norm) möglich.
Für die Bemessung von Betonflächen kann der Rippenanteil der Schnittgrößen für die Berechnung im Grenzzustand der Tragfähigkeit und die analytische Berechnung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit vernachlässigt werden, da dieser bereits bei der Stabbemessung berücksichtigt wird. Dazu wird im Modul RF-BETON Flächen in den "Detaileinstellungen" die entsprechende Checkbox aktiviert. Wurden keine Rippen definiert, ist diese Funktion nicht zugänglich.
Um ein Tragwerk auf seine seitlichen Verschiebungen zu kontrollieren, eignet sich das Zusatzmodul RF-/LIMITS. Mit diesem Zusatzmodul ist es zum Beispiel möglich, die Gebrauchstauglichkeit hinsichtlich horizontaler Knotenverformungen zu untersuchen und einem Grenzwert gegenüberzustellen.
Kriechen und Schwinden des Betons sind Verformungseigenschaften des Betons, welche bei der Bemessung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit in der Regel zu berücksichtigen sind.
In Teil 1 wurde die Auswahl der Auslegungskritierien für die Dimensionierung der Bewehrung für den Gebrauchstauglichkeitsnachweis in RF-BETON Stäbe und BETON erläutert. In diesem Beitrag wird auf die Funktion "Wirtschaftlichste Bewehrung für Rissbreitennachweis finden" näher eingegangen.
In RF-BETON Stäbe und BETON steht die Option zur "Auslegung der Längsbewehrung für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit" zur Verfügung. Dabei können die Auslegungskriterien für die Berechnung der Längsbewehrung ausgewählt werden.
Dieser Fachbeitrag behandelt die Bauteil- und Querschnittsnachweise eines geschweißten Fachwerkbinders im Grenzzustand der Tragfähigkeit. Weiterhin wird auf den Verformungsnachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit eingegangen.
Beschreibung der Vorgehensweise für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit einer Bodenplatte aus Stahlfaserbeton. Dabei wird gezeigt, wie man mittels der iterativ ermittelten FEM-Ergebnisse die entsprechenden Nachweise für den GZG führt.
Bei der Ermittlung der Mindestbewehrung für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit nach 7.3.2 beeinflusst die angesetzte wirksame Zugfestigkeit fct,eff die ermittelte Bewehrungsmenge maßgeblich. Im Folgenden soll eine Übersicht zur Ermittlung der wirksamen Zugfestigkeit fct,eff und den Eingabemöglichkeiten in RF-BETON gegeben werden.
Als grundlegende Anforderungen an ein Tragwerk werden in den Grundlagen der Tragwerksplanung eine ausreichende Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit genannt. Dabei sind Tragwerke so auszuführen, dass durch Ereignisse wie Anprall eines Fahrzeuges keine Schadensfolge entsteht.
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Neben der Bestimmung der Lasten gibt es für die Bemessung im Holzbau hinsichtlich der Lastkombinatorik ein paar Besonderheiten, die berücksichtigt werden müssen. Anders als zum Beispiel im Stahlbau, bei dem die größte Beanspruchung aus allen ungünstigen Einwirkungen resultiert, sind im Holzbau die Festigkeitswerte abhängig von der Lasteinwirkungsdauer und der Holzfeuchte. Auch für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit gilt es, besondere Merkmale zu berücksichtigen. Welche Auswirkungen dies auf die Bemessung der Holzbauteile hat und wie dies in RSTAB und RFEM umgesetzt werden kann, wird nachfolgend erläutert.
Zu den Nachweisen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gehört auch die Einhaltung der zulässigen Verformung. Die Berechnung der Verformung von Stahlbetonbauteilen hängt davon ab, ob der betrachtete Querschnitt unter der angesetzten Belastung aufreißt oder nicht. Der maßgebende Steuerparameter in RF-BETON Deflect ist dabei der Verteilungsbeiwert ζ.
Bei der Bemessung von Stahlbetonbauteilen nach EN 1992‑1‑1 [1] sind nichtlineare Verfahren der Schnittgrößenermittlung für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit möglich. Dabei werden die Schnittgrößen und Verformungen unter Berücksichtigung des nichtlinearen Schnittgrößen-Verformungs-Verhaltens bestimmt. Die Berechnung der Spannungen und Dehnungen im gerissenen Zustand liefert in der Regel Durchbiegungen, die deutlich über den linear ermittelten Werten liegen.
Für den Nachweis des Grenzzustandes der Gebrauchstauglichkeit nach Kapitel 6.6 des Eurocodes EN 1997-1 ist für eine Flachgründung (Fundament) eine Setzungsberechnung durchzuführen. In RF-/FUND Pro wurde die Setzungsberechnung für ein Einzelfundament ermöglicht. Dabei kann zwischen der Setzungsberechnung für ein schlaffes oder starres Fundament gewählt werden. Durch die Definition eines Bodenprofils ist die Berücksichtigung mehrerer Bodenschichten unter der Fundamentsohle möglich. Die Ergebnisse der Setzung, Fundamentverkantung und der vertikalen Sohlspannungsverteilung sind sowohl grafisch als auch tabellarisch aufbereitet und verschaffen so einen schnellen Überblick über die durchgeführte Berechnung. Zusätzlich zum Nachweis der Fundamentsetzung in RF-/FUND Pro werden die repräsentativen Federkonstanten für das Auflager in der statischen Berechnung bestimmt und können auf Wunsch in das statische Modell von RFEM oder RSTAB exportiert werden.
In RF-BETON Flächen und RF-BETON Stäbe werden ab Version 5.06 die Nachweise für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit automatisch in Abhängigkeit zur Bemessungssituation der zu bemessenden Lastfälle, Lastkombinationen oder Ergebniskombinationen geführt.
Ab Version X.06.1103 ist es möglich, die Gebrauchstauglichkeitsnachweise für Antennen in RF-/MAST Bemessung zu führen. Diese lassen sich über [Details] -> "Gebrauchstauglichkeit" aktivieren. Anschließend ist es möglich, die Grenzwerte in Maske "1.10.2 Gebrauchstauglichkeit von Antennen" anzupassen.
RF-BETON Flächen bemisst Platten, Scheiben, Faltwerke und Schalen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit. Die aus dieser Bemessung resultierende Bewehrung kann in RFEM 5 grafisch an den Flächen der Struktur mittels Isolinien dargestellt werden. Zur Bewehrungsplanung kann es hilfreich sein, die Ergebnisse als Verlauf von Isolinien in eine DXF-Datei zu exportieren, um diese als Hintergrundfolie in einer CAD-Anwendung einzulesen.
RF-/STAHL EC3 erledigt für Stäbe die Klassifizierung, Querschnittsnachweise, Gebrauchstauglichkeitsnachweise und Brandschutznachweise. Das Programm gibt für jeden Nachweis die dafür nötigen Werte und Kennzahlen mit einem Hinweis auf die jeweilige Normstelle in einer Tabelle aus. Damit man die Zusammenhänge der verschiedenen Nachweise besser erkennen kann, wird am Ende der Tabelle die finale Bemessungsgleichung mit allen Termen ausgegeben.
Wer baut, möchte Räume schaffen, die auf die persönlichen Wünsche und Träume zugeschnitten sind und der eigenen Lebenshaltung Ausdruck geben. Zu diesen Wünschen zählen oft Decken, sei es in Wohnhäusern, Bürobauten oder öffentlichen Bauten, mit enormer Spannweite ohne jegliche Unterstützung, um den darunterliegenden Raum optimal nutzen zu können. Dies erfordert jedoch aus Gründen der Tragfähigkeit beziehungsweise Gebrauchstauglichkeit eine sehr hohe Steifigkeit der Ausführung. Durch die Vergrößerung der Balken- oder Platten-Querschnitte ist zwar eine höhere Steifigkeit zu erreichen, die Wirtschaftlichkeit nimmt jedoch aufgrund des Mehrverbrauches an Material ab. Das Problem der großen Spannweiten wird oft mit Unterzügen aus Holz oder Stahl gelöst.
RF-/STAHL EC3 und RF-/HOLZ Pro führen nicht nur Querschnitts- und Stabilitätsnachweise durch, sondern ermöglichen auch Untersuchungen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit. Hierzu können die Verformungen auf das unverformte Ausgangssystem oder die verschobenen Stabenden bezogen werden.
Um die Längsbewehrung für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit auszulegen, muss diese Funktion aktiviert werden. Dies geschieht im Fenster "1.1 Basisangaben" unter dem Reiter "Gebrauchstauglichkeit". Nach Auswahl der Nachweismethode "Analytisch..." kann im Fenster "Einstellungen für analytische Methode der Gebrauchstauglichkeitsnachweise" die entsprechende Zusatzoption unter dem Abschnitt zur Bestimmung der Längsbewehrung aktivert werden.