BETON | Bemessung

Der Ermüdungsnachweis nach EN 1992-1-1 ist für tragende Bauteile zu führen, welche großen Spannungsschwingbreiten und/oder vielen Lastwechseln ausgesetzt sind. Die Nachweise für den Beton und für die Bewehrung werden separat geführt. Es stehen zwei alternative Nachweismethoden zur Verfügung.

In diesem Artikel wird für Sie am Beispiel einer Platte aus Stahlfaserbeton beschrieben, welchen Einfluss die Verwendung unterschiedlicher Integrationsmethoden und einer unterschiedlichen Anzahl an Integrationspunkten auf das Berechnungsergebnis hat.

Wenn es um Windlasten auf Gebäudetypen nach ASCE 7 geht, finden sich zahlreiche Quellen, die die Berechnungsnormen ergänzen und Ingenieure bei der Aufbringung der seitlichen Lasten unterstützen. Jedoch kann es vorkommen, dass Ingenieure Schwierigkeiten haben, ähnliche Quellen für Windlasten auf Konstruktionen, die keine Gebäude sind, zu finden. Dieser Fachbeitrag erläutert die Schritte, die notwendig sind, um Windlasten nach ASCE 7-22 auf einen runden Stahlbetonbehälter mit Kuppeldach aufzubringen und zu berechnen.

• Ergebnisübernahme aus RSTAB
• Integrierte Material- und Querschnittsbibliothek
• In Verbindung mit der Erweiterung EC2 für RSTAB kann die Stahlbetonbemessung gemäß EN 1992-1-1:2004 (Eurocode 2) sowie nachfolgend aufgeführter Nationaler Anhänge durchgeführt werden:
  • DIN EN 1992-1-1/NA/A1:2015-12 (Deutschland)
  • ÖNORM B 1992-1-1:2018-01 (Österreich)
  • NBN EN 1992-1-1 ANB:2010 für Kaltbemessung, EN 1992-1-2 ANB:2010 für Heißbemessung (Belgien)
  • BDS EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Bulgarien)
  • EN 1992-1-1 DK NA:2013 (Dänemark)
  • NF EN 1992-1-1/NA:2016-03 (Frankreich)
  • SFS EN 1992-1-1/NA:2007-10 (Finnland)
  • UNI EN 1992-1-1/NA:2007-07 (Italien)
  • LVS EN 1992-1-1:2005/NA:2014 (Lettland)
  • LST EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Litauen)
  • MS EN 1992-1-1:2010 (Malaysia)
  • NEN-EN 1992-1-1+C2:2011/NB:2016 (Niederlande)
  • NS EN 1992-1 -1:2004-NA:2008 (Norwegen)
  • PN EN 1992-1-1/NA:2010 (Polen)
  • NP EN 1992-1-1/NA:2010-02 (Portugal)
  • SR EN 1992-1-1:2004/NA:2008 (Rumänien)
  • SS EN 1992-1-1/NA:2008 (Schweden)
  • SS EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Singapur)
  • STN EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Slowakei)
  • SIST EN 1992-1-1:2005/A101:2006 (Slowenien)
  • UNE EN 1992-1-1/NA:2013 (Spanien)
  • CSN EN 1992-1-1/NA:2016-05 (Tschechien)
  • BS EN 1992-1-1:2004/NA:2005 (Vereinigtes Königreich)
  • TKP 1992-1-1:2009 (Weißrussland)
  • CYS EN 1992-1-1:2004/NA:2009 (Zypern)
• Zusätzlich zu den oben aufgeführten Nationalen Anhängen (NA) können auch benutzerdefinierte NA mit eigenen Grenzwerten und Parametern definiert werden.
• Wählbare Voreinstellungen für Teilsicherheits- und Abminderungsbeiwerte, Druckzonenbegrenzung, Baustoffeigenschaften und Betondeckung
• Ermittlung von Längs-, Schub-, Torsionsbewehrung
• Bemessung von Voutenstäben
• Optimierung von Querschnitten
• Ausweisung von Mindest- und Druckbewehrung
• Ermittlung eines modifizierbaren Bewehrungsvorschlags
• Nachweis der Rissbreitenbegrenzung mit optionaler Erhöhung der erforderlichen Bewehrung zur Einhaltung der definierten Grenzwerte des Rissbreitennachweises
• Nichtlineare Berechnung mit Berücksichtigung des gerissenen Querschnitts (für EN 1992-1-1:2004 und DIN 1045-1:2008)
• Berücksichtigung von Tension Stiffening
• Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden
• Verformungen im Zustand II
• Grafische Darstellung aller Ergebnisverläufe
• Brandschutznachweis nach dem vereinfachten Verfahren (Zonenverfahren) gemäß EN 1992-1-2 für Rechteck- und Kreisquerschnitte. Damit ist auch der Brandschutznachweis bzw. die Heißbemessung von Kragstützen möglich.

Nach der Bemessung wird die erforderliche Bewehrung in Ausgabetabellen mit veranschaulichenden Grafiken und den Detailergebnissen aufgelistet. Sämtliche Zwischenwerte sind nachvollziehbar mit angegeben. Neben der Tabelle werden die aktuellen Spannungen und Dehnungen im Querschnitt grafisch veranschaulicht.

Die Bewehrungsvorschläge für Längs- und Bügelbewehrung werden mitsamt Skizze praxisgerecht dokumentiert. Dabei ist es möglich, die vorgeschlagene Bewehrung zu editieren und z.B. die Anzahl der Stäbe und die Verankerung anzupassen. Die Änderungen werden automatisch aktualisiert.

Der Betonquerschnitt mit Bewehrung lässt sich anschaulich im 3D-Rendering visualisieren. Man erhält auf diese Weise eine optimale Dokumentationsmöglichkeit für die Erstellung von Bewehrungsplänen einschließlich Stahlliste.

Die Nachweise der Rissbreitenbegrenzung werden mit der gewählten Bewehrung für die im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit maßgebenden Schnittgrößen geführt. Die Ausgabe umfasst Stahlspannungen, Mindestbewehrung, Grenzdurchmesser, maximale Bewehrungsabstände, Rissabstände sowie maximale Rissbreiten.

Als Ergebnis der nichtlinearen Berechnung erhält man Tragsicherheiten für den Querschnitt mit (linear-elastisch ermittelter) bzw. vorgegebener Bewehrung sowie die tatsächlichen Durchbiegungen des Bauteils unter Berücksichtigung der Steifigkeiten im gerissenen Zustand.

Nach dem Aufruf des Moduls wird festgelegt, nach welcher Norm und nach welchem Verfahren die Bemessung erfolgen soll. Die Tragfähigkeit und die Gebrauchstauglichkeit können nach linearem und nichtlinearem Berechnungsansatz nachgewiesen werden. Die Lastfälle, Last- oder Ergebniskombinationen werden dann den verschiedenen Berechnungsarten zugeordnet. In weiteren Eingabemasken werden Material und Querschnitte festgelegt. Zusätzlich können Parameter zum Kriechen und Schwinden zugewiesen werden. Kriechzahl und Schwindmaß werden sofort im Abhängigkeit vom Betonalter angegeben.

Die Lagergeometrie wird durch bemessungsrelevante Angaben zu den Lagerbreiten und Lagerarten (direkt, monolithisch, End- oder Zwischenlager) sowie zur Momentenumlagerung, -ausrundung und Querkraftreduktion erfasst. BETON erkennt die Auflagertypen aus dem RSTAB-Modell.

In einer mehrteiligen Maske erfolgen abschließend die genauen Bewehrungsvorgaben wie beispielsweise Durchmesser, Betondeckung und Staffelung der Bewehrungsstäbe, Anzahl der Lagen, Schnittigkeit der Bügel und Verankerungsart. Bei dem Führen des Brandschutznachweises werden die Brandschutzklasse, die brandspezifischen Materialkennwerte sowie die vom brandbeanspruchte Querschnittsseite definiert. Stäbe und Stabsätze lassen sich hierbei in so genannten 'Bewehrungssätzen' mit jeweils unterschiedlichen Bemessungsparametern gruppieren.

Für die Rissbreitennachweise ist der Grenzwert der max. Rissbreite einstellbar. Die Geometrie von Vouten wird für die Bewehrungsführung zusätzlich erfasst.