Bemessungshilfsmittel für Betonbauteile nach Eurocode 2

Klaus Holschemacher, Torsten Müller, Frank Lobisch

• Verlag: Ernst & Sohn
• Jahr: 2012
• ISBN:
  9783433602126
• Auflage: 1
• Thema: Technology & Engineering
• Thema: Civil Engineering

The daily work of engineers, for preliminary design and to check plausibility, would be inconceivable without them: design aids for reinforced concrete elements in the form of diagrams and tables. Now newly revised to cover Eurocode 2.

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Einleitung

1.1 Vorbemerkungen

Für Stahlbetonquerschnitte unter einer Beanspruchung aus Biegung und/oder Längskraft ist wegen des nichtlinearen Materialverhaltens des Betons eine Ableitung von Bemessungsgleichungen in der Form, dass die Querschnittsfläche der Bewehrung in Abhängigkeit von der Größe der Einwirkungen, der Baustofffestigkeiten und der Querschnittsgeometrie direkt berechnet werden kann, in der Regel nicht möglich. Um einen iterativen Berechnungsgang zu vermeiden, sind daher bereits mit dem Aufkommen der Stahlbetonbauweise Bemessungshilfsmittel entwickelt worden, die eine schnelle und unkomplizierte Nachweisführung ermöglichen. Die Vielfältigkeit der zu verschiedensten Zeiten entwickelten Bemessungshilfsmittel wird z.B. aus dem Vergleich von [1 – 5] deutlich.

Im vorliegenden Buch werden Hilfsmittel für die Bemessung von Stahlbetonquerschnitten unter Biegung und Längskraft sowie für den rechnerischen Nachweis von Stahlbetondruckgliedern auf der Grundlage von DIN EN 1992-1-1 und DIN EN 1992-1-1 NA bereitgestellt. Dabei soll nicht verkannt werden, dass, auch auf Grund des immer umfangreicher und komplizierter werdenden Normeninhaltes, rechnerische Nachweise in der Baupraxis inzwischen nahezu ausschließlich mit Hilfe einer geeigneten Software geführt werden. Dennoch besitzen die traditionellen Hilfsmittel für die Nachweisführung, die in Form von Tabellen und Diagrammen zur Verfügung gestellt werden, noch immer ihre Berechtigung. Zum einen müssen die Ergebnisse von Computerberechnungen zumindest überschläglich auf ihre Sinnhaftigkeit geprüft werden. Für diesen Zweck sollten einfache und übersichtliche Ersatzsysteme, die im Rahmen einer Handrechnung, also mit Hilfe von Taschenrechner und Bemessungshilfsmitteln behandelt werden können, bevorzugt werden. Zum anderen muss der Praktiker ebenso wie der Studierende natürlich wissen, welche Algorithmen sich hinter den genutzten Computerprogrammen verbergen, um die in der Regel vorhandenen Grenzen einer Software einschätzen zu können. Dabei sind die Kenntnis und das Verständnis von Bemessungshilfsmitteln von hohem Wert.

Bemessungshilfsmittel werden von den ihnen zu Grunde liegenden Normen beeinflusst. In Tabelle 1-1 wird kurz zusammengefasst, welche Regelungen sich bei den Novellierungen der Betonbaunorm innerhalb der letzten 40 Jahre geändert haben, soweit sie den Inhalt dieses Buches betreffen. Es wird deutlich, dass durch die Einführung von DIN EN 1992-1-1 / DIN EN 1992-1-1 NA lediglich die Interaktionsdiagramme für Stahlbetondruckglieder nach dem Verfahren mit Nennkrümmung sowie alle Bemessungshilfsmittel für hochfesten Beton einer Überarbeitung bedurften. Dennoch ist es sinnvoll, auch die bereits für vorhergehende Normengenerationen entwickelten, aber jetzt weiterhin anwendbaren Bemessungshilfsmittel in dieses Buch aufzunehmen, um die Übersichtlichkeit und Praktikabilität zu wahren. Andererseits sind inhaltliche Beschränkungen unumgänglich; die vollständige Berücksichtigung von hochfestem Beton in Verbindung mit der Vielzahl unterschiedlicher möglicher Kombinationen von Teilsicherheitsbeiwerten würde ansonsten den Umfang des Buches schnell sprengen. Aus dem gleichen Grund konnten auch Leichtbeton und unbewehrter Beton nicht berücksichtigt werden.

Tabelle 1-1 Entwicklung der Betonbaunorm mit den wichtigsten inhaltlichen Änderungen

Norm	Ausgabe	Neue oder veränderte Inhalte
DIN 1045	01.1972	Einführung des Traglastverfahrens
DIN 1045	12.1978	Einführung der Bewehrungsrichtlinien
DIN 1045	07.1988	Neufassung der Nachweise der Rissbreitenbeschränkung und Mindestbewehrung
DIN 1045-1	07.2001	Einführung des Sicherheitskonzeptes mit Teilsicherheitsbeiwerten Zusammenfassen von unbewehrtem Beton, Stahlbeton und Spannbeton innerhalb einer Norm Berücksichtigung von Leichtbeton und hochfestem Beton Schnittgrößenberechnung auf Grundlage der Plastizitätstheorie und nichtlinearer Verfahren Geänderte Nachweiskonzepte für Querkraft, Durchstanzen und Torsion
DIN 1045-1	08.2008	Berücksichtigung der Kriechauswirkungen des Betons im Modellstützenverfahren Einführung der Mindestquerkrafttragfähigkeit von Bauteilen ohne Querkraftbewehrung Geändertes Nachweiskonzept für die Schubkraftübertragung in Fugen Modifizierung des Nachweises gegen Durchstanzen Veränderte Ermüdungseigenschaften von Betonstahl Mindestbewehrung bei dicken Bauteilen
DIN EN 1992-1-1	01.2011	Völlig neu zusammengestellter Normentext Zahlreiche neue oder veränderte Nachweiskonzepte, z.B. Heißbemessung, Durchstanzen, Stabilität von Druckgliedern, Begrenzung der Biegeschlankheit usw. Veränderte Baustoffkennwerte für hochfesten Beton

In den folgenden Kapiteln 2 bis 6 werden die für die Anwendung und das Verständnis der Bemessungshilfsmittel notwendigen Grundlagen der aktuellen Betonbaunorm DIN EN 1992-1-1 (in diesem Buch kurz mit EC2 bezeichnet) und des zugehörigen nationalen Anhangs DIN EN 1992-1-1 NA (nachfolgend mit EC2 NA bezeichnet) in stark gestraffter Form dargestellt. Erläuterungen zu den Bemessungshilfsmitteln sind in Kapitel 7 enthalten, Anwendungsbeispiele in Kapitel 8. Im Kapitel 9 finden sich Bemessungshilfsmittel für normalfesten Beton C12/15 bis C50/60; in den daran anschließenden Kapiteln die Bemessungshilfsmittel für hochfeste Betone.

Eine Gesamtübersicht zu den abgedruckten Bemessungshilfsmitteln wird auf den Seiten 51 bis 53 gegeben.

1.2 Bezeichnungen

Schnittgrößen, Einwirkungen, Ausmitten

Besondere Aufmerksamkeit ist beim Ansatz von Längskräften N_Ed geboten, da diese nach EC2 als Druckkraft mit positivem Vorzeichen in die Berechnungsformeln einzusetzen sind. Gegebenenfalls werden daher im Folgende...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Title
• About the author
• Copyright
• Vorwort
• 1: Einleitung
• 2: Sicherheitskonzept
• 3: Baustoffe
• 4: Verfahren der Schnittgrößenermittlung und deren Auswirkung auf die Querschnittsbemessung
• 5: Bemessung in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit
• 6: Bauteilspezifische konstruktive Regelungen
• 7: Erläuterungen zu den Bemessungstafeln
• 8: Anwendungsbeispiele
• 9: Bemessungstabellen und -diagramme für Normalbeton C12/15 - C50/60
• 10: Bemessungstabellen und -diagramme für hochfesten Beton C55/67
• 11: Bemessungstabellen und -diagramme für hochfesten Beton C60/75
• 12: Bemessungstabellen und -diagramme für hochfesten Beton C70/85
• 13: Bemessungstabellen und -diagramme für hochfesten Beton C80/95
• 14: Bemessungstabellen und -diagramme für hochfesten Beton C90/105
• 15: Bemessungstabellen und -diagramme für hochfesten Beton C100/115
• 16: Literatur