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| Über die Steuerbuttons in der Kopfleiste der
Eingabeoberfläche werden alle Eingabe-, Berechnungs- und Ausgabefunktionen
angesteuert. |
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| über dieses Symbol erreicht man das
Eigenschaftsblatt mit den allgemeinen Berechnungsoptionen. |
| Dort werden Einstellungen zu Fundamenttyp,
Bemessungsnormen und Ausgabeumfang vorgenommen. |
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| alle Angaben zu Geometrie, Material und
Bemessungsparametern der Fundamentplatte sind über dieses Symbol erreichbar |
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| alle Angaben zu Geometrie, Material und
Bemessungsparametern eines möglichen Köchers sind über dieses Symbol erreichbar |
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| über einen Mausklick auf dieses Symbol
erreicht man das Eigenschaftsblatt mit allen notwendigen
Angaben für die Standsicherheitsnachweise |
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| ein Mausklick auf das Symbol Einwirkungen
bearbeiten ruft ein Eigenschaftsblatt
hervor, in dem die Struktur von Einwirkungen und Lastfällen definiert
und bearbeitet werden kann |
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für die angelegten Lastfälle können
hier Lastbilder in Form von
Stützen-, Einzel- oder Linienlasten
angeben werden |
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| durch einen Klick auf den Berechnungsbutton
wird die Berechnung ausgeführt und die Bemessungsergebnisse am Bildschirm
dargestellt. |
| Ggf. wird vorher das Eigenschaftsblatt zur Bewehrungswahl aufgerufen. |
| Solange der Datenzustand nach der letzten Berechnung nicht verändert wurde, ist
das Symbol inaktiv. |
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| über das Viewer-Symbol können die Drucklisten zum aktuellen Berechnungsergebnis am Bildschirm
eingesehen werden. |
| Liegt kein gültiges Berechnungsergebnis vor, ist das
Symbol inaktiv. |
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| über das Drucker-Symbol wird der Druckmanager zur Ausgabe des Druckdokumentes auf dem Drucker aufgerufen. |
| Liegt kein gültiges Berechnungsergebnis vor, ist das Symbol inaktiv. |
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| ein Mausklick auf das Hilfe-Symbol ruft das Onlinehilfedokument auf |
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| ein Mausklick auf das Diskettensymbol sorgt dafür, dass der aktuelle Datenzustand in der zum Bauteil
gehörenden Eingabedatei gespeichert wird. |
| Solange der Datenzustand nach der letzten Sicherung nicht verändert wurde, ist das Symbol inaktiv. |
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| ein Mausklick auf das Ende-Symbol
beendet die Eingabesitzung nach absichernder Nachfrage |
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| Durch Anklicken des dargestellten Symbols,
das sich ganz links in der Kopfzeile befindet, wird
das Eigenschaftsblatt für Allgemeinen Einstellungen aktiviert. |
In vier Registerblättern werden hier
Einstellungen zu Fundamenttyp, Bemessungsnormen,
Programmhinweisen und zur Ausgabe vorgegeben. |
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Fundamenttyp |
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| Im ersten Registerblatt ist der Fundamenttyp (Einzel- oder Streifenfundament) festzulegen. |
Soll das Fundament die Lasten aus einer Fertigteilstütze
aufnehmen, ist beim Einzelfundament die Option
mit Köcher zu wählen. |
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| Zusätzlich können äußere Randbedingungen festgelegt werden. |
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| ist das Fundament horizontal unverschieblich,
werden Horizontalkräfte bei der Plattenbemessung vernachlässigt |
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ist es gegen Biegung ausgesteift, werden
die Bodenpressungen für alle Nachweise als gleichmäßig
verteilt angenommen |
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Bemessung |
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| Das Programm führt alle notwendigen Nachweise für
die innere und äußere Standsicherheit eines Fundaments. |
| Wahlweise kann auf die Stahlbetonbemessung oder den
Nachweis der Standsicherheit verzichtet werden. |
| Für beide Nachweiskategorien sind hier die maßgebenden
Normen festzulegen. |
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Ist die Option Interaktive Bewehrungswahl aktiviert,
erscheint nach der Berechnung und vor Ausgabe der
Ergebnisse ein Eigenschaftsblatt
zur Wahl der Bewehrung für alle
vom Programm als erforderlich ermittelten Bewehrungspositionen. |
Wird für die äußere Standsicherheit
EC 7 mit DIN 1054:2021-04 gewählt, werden, sofern erforderlich,
auch die
neuesten Normen mit Ergänzenden Regeln berücksichtigt. |
Für den Grundbruchwiderstand ist das DIN 4107:2006-03;
für die Erdwiderstandsberechnung DIN 4085:2017-08
und für die Setzungsermittlung DIN 4015-05. |
Über die Option ältere Norm kann auch auf die Berechung nach DIN 1054 entsprechend den Ausgaben
aus
den Jahren 2010, 2005 und 1976 gewechselt werden. Zugehörig werden auch
die älteren Varianten
der anderen Normen verwendet. |
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| Je nach gewählter Norm für die äußere Standsicherheit können über
den Button Sicherheitsbeiwerte
editieren die Standardwerte der Norm in einem eigenständigen
Eigenschaftsblatt geändert werden. |
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| Ist die Option Drehfeder Fundament-Baugrund aktiviert, wird die Drehfeder des Systems Fundament-Baugrund nach Rausch (Betonkalender 1973, Teil 2) ermittelt.
Dies ist kein Nachweis, sondern eine rein informative Ausgabe. Der
Anwender kann diese verwenden um den zugehörigen Fußpunkt in einem
Stabwerk (4H-FRAP, 4H-NISI) oder Stützenprogramm zu modellieren. |
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Hinweise |
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Das Programm gibt an verschiedenen Stellen ggf. Hinweise am Bildschirm aus. Z.B.
wenn die Anwendungs-voraussetzungen nicht mehr gegeben sind oder sich
anderweitig durch die aktuelle Eingabe ungewöhnliche
Zustände ergeben könnten. |
Diese Hinweise können vom Anwender - um nicht permanent angezeigt zu werden - deaktiviert werden. Um dies
wieder
rückgängig zu machen, kann hier der Button Alle Programmhinweise reaktivieren betätigt werden. |
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Ausgabe |
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| Im dritten Register können Teile der Ausgabe abgewählt
werden, um das Druckdokument kompakter zu halten. |
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Unter dem Link Vorbemerkung bearbeiten kann ein Texteditor aufgerufen werden. Der dort eingegebene
Text wird,
wenn die Option aktiviert ist, unter der Überschrift "Vorbemerkung"
direkt am Anfang des
Druckdokuments ausgegeben. |
| Für die Größe der Systemgrafik im Ausdruck stehen zwei Optionen zur Verfügung. Über die erste Option kann ein Maßstab von 1:25 bis 1:400 gewählt werden. Bei der zweiten Option sind die maximalen Abmessungen vorzugeben, die im Ausdruck einzuhalten sind. Vom Programm wird dann der Maßstab mit der größtmöglichen Darstellung gewählt. |
| Um bei möglichen Schwarzweißkopien Störeffekte von Füllmustern
auszuschließen, können diese hier deaktiviert werden. Die Darstellung
wird in diesem Fall auf Kanten und Linien beschränkt. |
Wenn man die Faktorisierung
aller Lastkollektive abwählt, wird nur für
das jeweils maßgebende Lastkollektiv
eines Nachweises die Zusammenstellung
protokolliert. |
Sind die Ergebnisse
aller Lastkollektive abgewählt, wird in
allen tabellarischen Nachweisergebnissen nur das
jeweils maßgebende
Lastkollektiv aufgeführt. |
Bei mehreren Ausdrucken für dasselbe Projekt kann
auf die Wiederholung von Kommentaren, Erläuterungen
bzw. das Literaturverzeichnis verzichtet werden. |
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| Sollte die hier festgelegte maximale
Anzahl der Lastkollektive je Nachweis überschritten
werden, bricht die Berechnung mit einer Fehlermeldung ab. |
Bei Überschreitung der maximalen
Anzahl Lastkollektive für tabellarische Ausgabe wird automatisch,
wie bei Abwahl der Option Ergebnisse aller Lastkollektive, nur das Ergebnis
des jeweils maßgebenden
Lastkollektivs protokolliert. |
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| In diesem Eigenschaftsblatt können die durch die
aktuelle Norm für die äußere Standsicherheit vorgegebenen
Standardwerte der Sicherheiten für Einwirkung und Widerstand
geändert werden. |
| Bei Auswahl von EC 7 mit DIN 1054:2021 sind dies
die Werte aus den Tab. A 2.1, A 2.2 und A 2.3. |
| Es werden nur die Werte der für Flachgründungen
relevanten Grenzzustände dargestellt. |
| Werte, die nicht dem Standard der gewählten Norm
entsprechen, werden rot dargestellt. |
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| Dieses Eigenschaftsblatt beinhaltet in vier Registerblättern für
alle Angaben zu Geometrie, Material und Bemessungsparametern der Fundamentplatte. |
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Abmessungen |
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Im ersten Registerblatt sind die Abmessungen von Platte
und Stütze, die Stützenposition und die Betongüte
der Platte einzugeben. |
| Die Stützenposition ist relativ zur Fundamentecke
zu definieren. |
| Für den häufigen Fall einer zentrisch angeordneten
Stütze kann die Stützenposition durch den Button Stütze
zentrieren entsprechend den Plattenabmessungen
korrigiert werden. |
Über die optische
Kontrolle wird eine maßstäbliche Darstellung
der aktuellen geometrischen Eingaben am
Bildschirm aufgerufen. |
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Biegebemessung |
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| Im zweiten Registerblatt sind alle weiteren für
die Biegebemessung der Platte erforderlichen Parameter einzugeben. |
| Dies sind die Stahlrandabstände für die untere
und (falls nötig) obere Bewehrung, die Stahlgüte, eine Grundbewehrung,
die relevanten Bemessungsschnitte und weitere Bemessungsparameter. |
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| Voreinstellung für die Bemessungsschnitte ist immer der Stützen- bzw. der Köcherrand. Für die konservative
Bemessung kann aber auch der Stützenschwerpunkt gewählt
werden. |
| Zusätzlich können weitere Schnitte parallel
zu den Achsrichtungen definiert werden. Die Angabe von zusätzlichen
Bemessungsschnitten ergibt aber nur bei großen Lasteinleitungen außerhalb der Stütze Sinn. |
| Für die Stahlbetonbemessung gibt es hier die Option, zu prüfen,
ob die Platte unbewehrt ausgeführt werden darf. |
Sollte diese Prüfung bei der Berechnung positiv
ausfallen, erfolgen keine Biegebemessung und keine Durchstanz-
bzw. Schubbemessung der Fundamentplatte; es wird aber, wenn hier vorgegeben,
der Nachweis der Teilflächenbelastung geführt. |
| Bei der Bemessung kann auch die Mindestbewehrung zur Sicherstellung von
duktilem Bauteilverhalten berücksichtigt werden. Dies ist i.d.R. aber nicht nötig, daher ist diese Option in der Standardeinstellung deaktiviert. |
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| Nach DIN EN 1992-1-1/NA:2013 (NDP zu 9.2.1.1(1)) darf bei Gründungsbauwerken i.d.R. auf Mindestbewehrung verzichtet werden. Insbesondere bei gedrungenen Fundamentplatten erhält man sonst stark unwirtschaftliche Bemessungsergebnisse. |
| Im Fall von schwierigen Baugrundbedingungen oder komplizierten
Gründungen muss jedoch bei Verzicht auf die Mindestbewehrung
nachgewiesen werden, dass ein duktiles Bauteilverhalten allein durch die
Boden-Bauwerk-Interaktion sichergestellt ist. |
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| Die Verteilung der
unteren Biegebewehrung kann gleichmäßig
oder entspr. Heft 240, DAfStb, erfolgen. Dies hat Einfluss auf
den Durchstanznachweis, bei dem der Bewehrungsgrad im kritischen Rundschnitt
maßgebend ist. |
| Optional kann eine Bemessung möglicher abhebender
Plattenbereiche durchgeführt werden, wenn z.B. im Verhältnis
zur Vertikallast auch große Momente aus der Stütze eingeleitet werden sollen. |
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Durchstanzen |
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| Im dritten Registerblatt sind alle notwendigen Angaben
für den Durchstanznachweis enthalten. |
Für eine ggf. zu wählende Durchstanzbewehrung
kann hier eine von der Biegebewehrung abweichende
Stahlgüte angegeben werden. |
| Als Bewehrungsvarianten stehen lotrechte Bügel oder Schrägaufbiegungen zur Verfügung. |
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Der Beiwert zur Berücksichtigung
nichtrotationssymmetrischer Querkraftverteilung kann entweder vom
Programm für ein verschiebliches System automatisch
ermittelt oder frei vorgegeben werden. |
Bei Vorgabe für unverschiebliche System kann der
Beiwert in Abhängigkeit der Stützenstellung bei Berechnung
n.
EC 7 dem Bild 6.21DE, und bei Berechnung n. DIN 1045-1 dem Bild 44
entnommen werden. |
Bei der Berechnung durch das Programm wird für
DIN 1045-1 der Beiwert nach Nölting ermittelt; für die Berechnung
n. EC 7 nach dem dort beschriebenen Verfahren für die Annahme
einer vollplastischen Schubspannungsverteilung. |
| Diese Werte sollten i.d.R. günstiger sein als die
Werte nach Bild 6.21DE bzw. Bild 44. |
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| Da der Grenzwert der zulässigen Durchstanzbelastung
vom Längsbewehrungsgrad abhängig ist, kann das Programm
anstelle einer Durchstanzbewehrung eine Erhöhung
der Längsbewehrung ermitteln, falls der
Grenzwert ohne Durchstanzbewehrung mit der vorhandenen Längsbewehrung
nicht einzuhalten ist. |
Wenn dadurch aber der maximal ansetzbare Längsbewehrungsgrad
überschritten wird, ist eine
Durchstanzbewehrung unvermeidbar. |
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Optional kann eine Erhöhung
der Längsbewehrung auch nur dann ermittelt
werden, wenn die Tragfähigkeit mit
einer Durchstanzbewehrung
nur durch Erhöhung des Längsbewehrungsgrades gewährleistet
werden kann. |
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| Der Abstand der ersten
Bewehrungsreihe (nur bei Bewehrungsvariante lotrechte
Bügel) sollte, wenn möglich, entsprechend
den Bemessungsvorschriften vom Programm gewählt werden. |
| Aus konstruktiven Gründen kann es aber möglich
sein, dass in diesem Abstand keine Bewehrungsreihe eingebaut werden
kann. Dann ist hier die zweite Option zu wählen. |
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Der Abstand der Bewehrungsreihen
untereinander (nur bei Bewehrungsvariante lotrechte
Bügel) kann in
Relation zur mittleren statischen
Nutzhöhe angegeben werden (zur Kontrolle wird der Wert ausgewiesen,
der
sich entsprechend der aktuellen Einstellung ergibt). |
| Bei der Bewehrungsvariante Schrägaufbiegung sind der Winkel gegen die Plattenebene und die Länge des Bewehrungsbereichs anzugeben (s. Bild 9.10DE
des NA-Deutschland). |
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| Optional kann auch die Mindestlängsbewehrung zur Sicherstellung der Querkrafttragfähigkeit ermittelt werden. |
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Schubbemessung |
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Im vierten Register können achsparallel Schnitte
definiert werden, für die eine Schubbemessung durchgeführt
werden soll. |
| Über einen Optionsbutton können automatisch alle vier möglichen Schnitte im Abstand d vom Stützenrand zur Bemessung gewählt werden. |
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Insbesondere bei länglichen Grundrissen
von Einzelfundamentplatten, wenn der Rundschnitt des Durchstanznachweises
nur teilweise außerhalb der Fundamentplatte liegt,
ist es sinnvoll in Schnitt-
bereichen, die innerhalb liegen,
eine Schubbemessung
durchzuführen. |
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| Dieses Eigenschaftsblatt beinhaltet alle Angaben zu
Geometrie, Material und Bemessungsparametern des Köchers. |
| Alle geometrischen Angaben sind in Registern einzutragen.
In jedem Registerblatt ist dazu ein schematischer Schnitt durch den
Köcher bzw. die Stütze dargestellt. |
| Zur Kontrolle dieser Eingaben kann eine maßstäbliche
Darstellung am Bildschirm aufgerufen werden. |
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Im ersten Registerblatt (X-Z-Schnitt) sind
obere und untere Fugenbreite und die Köcherwanddicke (sofern
ein
Köcher
mit Aufsatz berechnet werden soll) einzutragen. |
Zusätzlich sind die Köcherhöhe über
und die Köchertiefe unter der Fundamentoberkante sowie die Fugenbreite
unter der Stütze anzugeben. |
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| Falls Wand- und Fugenbreite des Köchers nicht achsensymmetrisch
ausgebildet werden sollen, sind deren Abmessungen im zweiten Registerblatt
(Y-Z-Schnitt) einzugeben. |
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| Die Stahlrandabstände für die Stütze
und die Innenwand des Köchers sind im dritten Registerblatt einzutragen. |
Der Abstand der Bewehrungsschenkel wird nur dann relevant,
wenn eine zweischnittige Bewehrung gewählt
werden soll. |
Die Angaben zu vorhandener Stützenbewehrung und
dem maximalen Stabdurchmesser der Stützenbewehrung im
vierten Register sind nur beim Bemessungsmodell
nach DBV erforderlich. |
| Für die Köcherbemessung sind auch die Materialgüten
der Stütze von Belang, die mit den Angaben für die Platte
gekoppelt werden können. |
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| Wird 4H-FUND aus dem Programm 4H-STUB bzw. 4H-STUBS angesprochen, werden die Einstellungen für Querschnitt und Material der Stütze von dort übernommen. |
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| Weitere Bemessungsparameter sind die Angaben zu Fugenausbildung
und Bemessungsmodell. |
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Fugenausbildung |
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Ist die Fugenausbildung als verzahnt eingestellt
(Voreinstellung), wird bei der Berechnung davon ausgegangen,
dass die Verzahnung den Anforderungen n.
DIN EN 1992-1-1:2011-01, Bild 6.9, genügt. |
| Wand- und Fugenbreite können konstant
oder im Innern des Köchers konisch verlaufen. |
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Bei der Berechnung eines aufgesetzten
und profilierten Köchers wird bei
der Biegebemessung der Bemessungsschnitt nicht in den Stützenrand
sondern in den Köcherrand gelegt. |
| Beim Durchstanznachweis wird statt des Stützenquerschnitts der
volle Köcherquerschnitt als Lasteinleitungsfläche
angenommen. |
| Beides wirkt sich günstig
auf die Bemessung aus. |
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Bemessungsmodell |
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Je nach Köcherausbildung stehen zwei
verschiedene Bemessungsmodelle
zur Auswahl. |
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| DAfStb, Heft
411: Untersuchung über das Tragverhalten
von Köcherfundamenten, Abschnitt 11 (nur
für aufgesetzte Köcher) |
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Deutscher Betonverein (DBV):
Beispiele zur Bemessung nach Eurocode 2,
Band 1, Bsp. 11 und 12 (nur bei verzahnten Köchern zugelassen) |
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Durchstanznachweis im Bauzustand |
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| Der Durchstanznachweis im Bauzustand ist
nur notwendig, wenn ein innen liegender Köcher zu
bemessen ist. |
Da im Montagezustand kein Verbund zwischen
Stütze und Platte herrscht, ist
hierfür ein
gesonderter Durchstanznachweis zu führen, bei dem
nur die geringere Plattenhöhe unterhalb der Stütze
angesetzt wird. |
| Dazu ist hier die Bemessungslast der Stütze
anzugeben. |
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| Achtung! Stahlstützenfußberechnungen
nur in Verbindung mit Programm 4H-EC3FP |
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Dieses Registerblatt dient zur Beschreibung des Stützenprofils,
über das die Lasten in die Fußplatte
eingeleitet werden. |
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| Als Stahlgüte kann zwischen Bau- oder
Feinkornstählen gewählt werden, die vom Programm
als Stahlsorten angeboten werden. |
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Zur Wahl des Stützenquerschnitts bietet
eine Symbolliste fünf
Varianten an. |
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| als oberste Möglichkeit
kann ein normiertes Profil aus dem DTE®-Profilmanager
gewählt werden, der über den Button Profil
bearbeiten gestartet
wird |
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| die zweite bis vierte Variante
bilden typisierte I, M oder R-Profile, für die unter
dem Button Profil bearbeiten Höhe,
Breite und Blechdicken festzulegen sind |
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| die fünfte Variante bietet
die Möglichkeit, ein allgemeines Profil
zu definieren, und steht nur den Anwendern
zur Verfügung, die das DTE®-Werkzeug 4H-QUER installiert haben. |
| Über den Button Profil
bearbeiten wird 4H-QUER gestartet. |
Nach Beenden von 4H-QUER
wird der dort gestaltete Querschnitt
an das Programm zurückgegeben. |
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| Um die Orientierung des Profils auf der
Platte zu ändern, kann ein Winkel angegeben werden. |
Das Profil wird im Uhrzeigersinn um diesen
Winkel gedreht auf der
Platte angeordnet. |
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| Soll das Profil nicht mittig auf der Platte
angeordnet werden, kann hier ein Versatz bezüglich
der beiden Achsrichtungen bestimmt werden. |
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| Festlegung des prozentualen Anteils der
Normalkraft, der über die Schweißnaht übertragen werden soll. |
| Bei einer Angabe von 100% muss die Naht
die volle Normalkraft übertragen. |
| Bei 0% wird davon ausgegangen, dass die
Normalkraft komplett über die Aufstandsfläche
des Stützenprofils in die Platte eingeleitet wird. |
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| Ist die nebenstehende Option gesetzt, werden
die Grenzwerte für Kehlnahtdicken entspr. dem NA-Deutschland
(NCI zu 4.5.4.) überprüft. |
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| In diesem Registerblatt werden die Fußplatte und
die darunter liegende Bettung beschrieben. |
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| Als Stahlgüte kann zwischen Bau- und
Feinkornstählen gewählt werden, die vom Programm
als Stahlsorten angeboten
werden. |
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| Die Fußplattenabmessungen für
die Breiten in x- und y-Richtung sowie die Plattenstärke
sind in mm einzugeben. |
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| Die Höhe einer eventuell vorhandenen
Mörtelfuge unter der Platte wird als Versatz bei
der Schubeinleitung über einen Schubdübel berücksichtigt. |
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Der für die FEM-Berechnung maßgebende E-Modul
unter der Platte und der Wert der zulässigen Pressung
können entweder durch die Wahl einer gängigen
Betongüte bestimmt oder frei
vom Anwender vorgegeben werden. |
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| Der Spannungsnachweis kann entweder Elastisch-Elastisch oder Elastisch-Plastisch geführt werden. |
| Bei der Variante Elastisch-Elastisch werden die Nachweise für Moment und Querkraft unabhängig
voneinander geführt. |
| Bei der Variante Elastisch-Plastisch wird die Interaktion der beiden Größen berücksichtigt. |
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Abschließend kann ein Flächenanteil
mit Pressungen ober-
halb der zulässigen Betonpressung bzgl. der
gesamten gedrückten Fläche festgelegt werden. |
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| In diesem Registerblatt werden die Anker mit den zugehörigen
Parametern geometrisch festgelegt. |
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| Für alle Anker gemeinsam sind
eine Stahlsorte und die Größe bzw. der Durchmesser festzulegen. |
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| Für den Nachweis
n. DIN 18800 ist es von Belang, ob die Anker
einen Schaft besitzen. |
| Auf den Nachweis n. EC 3 hat diese Option keinen Einfluss. |
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| Die Anordnung der Anker kann frei
festgelegt werden. |
| Anschließend sind vom Anwender
Koordinaten für jede Schraube vorzugeben. |
| Liegt eine regelmäßige
Anordnung mit gleichen Rand- und Achsabständen
in x- und y-Richtung vor, genügt die Angabe
von Schraubenanzahl und Randabstand je Richtung. |
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| In der FEM-Berechnung werden die Anker
als Zugfedern angesetzt. |
| Die Ermittlung der zugehörigen
Federkonstante kann vom Programm automatisch aus Stahlgüte,
Größe und Länge erfolgen. |
| Wird die Federkonstante vom Anwender
direkt vorgegeben, sind die Angaben zu Größe
und Länge der Anker für die Berechnung
ohne Auswirkung. |
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| Die Angabe zur Länge der Anker
versteht sich als Rechenwert. |
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Soll die Zugkraft nur
über Verbundwirkung eingeleitet
werden,
ist die rechnerische Länge
entsprechend kleiner als die tatsächliche
Länge anzusetzen. |
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| In vierten Registerblatt wird festgelegt, in welcher
Form die Schubeinleitung nachzuweisen ist. |
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Für die Variante der Schubeinleitung
über Schubdübel unterhalb der
Fußplatte
sind im Folgenden weitere Angaben zu Querschnitt, Orientierung
und Länge des Dübels erforderlich. |
Bei der zweiten Variante der Schubeinleitung
über Reibung, die allerdings
nur bei geringen
horizontalen Beanspruchungen erfolgreich ist, sind keine
weiteren Angaben erforderlich. |
Als dritte Variante kann auf das Führen
dieses Nachweises durch das Programm verzichtet werden.
Dies ist zu wählen, wenn man den Abtrag
über
die Anker nachweisen will, was wg. der Abhängigkeit
von der jeweiligen Zulassung im Rahmen dieses Programms
nicht möglich ist. |
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| Ein Nachweis des Schubabtrags
über die Ankerelemente durch das Programm
ist auf Grund der vielen Produkt- und konstruktiven
Varianten von Ankern in allgemeiner Form nicht
möglich. |
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| Als Stahlgüte kann zwischen Bau- und
Feinkornstählen gewählt werden, die vom Programm
als Stahlsorten angeboten werden. |
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Als Querschnitt für den Dübel
kann über den DTE®-Profilmanager aus
allen
D-, H-, I- und M-Profiltypen ausgewählt werden. |
| Über den Button Profil
wählen wird der DTE®-Profilmanager
gestartet. |
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| Sollte die Hauptquerkraftbelastung nicht
in y-Richtung liegen, kann der Dübel um 90° gedreht
werden, so dass die Schubeinleitung über die starke
Achse des Dübelprofils erfolgt. |
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| Die Länge des Dübels kann vom
Programm automatisch ermittelt werden. |
| Alternativ wird eine vorgegebene Länge
nachgewiesen. |
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Falls für den Schubdübel kein
Hohlprofil gewählt wird, kann für den Nach-
weis der Pressungen, die über den Steg (von D-, H-
oder I-Profil) eingeleitet werden sollen, mit einem zusätzlichen
Sicherheitsfaktor gerechnet werden. |
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| In diesem Registerblatt sind spezielle Angaben zur FEM-Berechnung
enthalten. |
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Als zu Grunde zu legende Bemessungsnormen stehen Eurocode 3
(DIN EN 1993-1:2010-12) oder DIN 18800-1:2008-11 zur Wahl. |
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Für die Berechnung wird die Platte
in gleichmäßige Rechteck-
elemente unterteilt. |
Die Anzahl der Elemente je Richtung
kann direkt vorgeben oder
durch eine Automatik vom
Programm bestimmt werden. |
Dabei wird berücksichtigt, dass
die Elementierung fein genug entsprechend den Abmessungen
von Stütze und Fußplatte sowie
den Randabständen und den Abständen zwischen
den Ankern
gewählt wird. |
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| Da Beton kein linear-elastisches Werkstoffverhalten
besitzt, ist es sinnvoll, die Bettungsreaktionen
unter der Platte zu beschränken. |
| Dies führt dann im Fall einer
Überschreitung des vorgegebenen Grenzwerts
zu Umlagerungseffekten. |
Als Grenzwert kann die zulässige
Teilflächenpressung gewählt
werden, die von
der vorhandenen Betonsorte abhängig ist. Der
Grenzwert kann aber auch zahlenmäßig
direkt vorgegeben werden. |
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| Zur Beschreibung eines typisierten Querschnitts sind
die Abmessungen für Höhe, Breite und Blechdicken über
die Vermaßungen einer Prinzipskizze einzugeben. |
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| Stahlsorten für Stützenprofil, Fußplatte
und Schubdübelprofil |
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| Zur Eingabe der Stahlsorte stehen hier die
Stähle der Tab. 1, Anpassungsrichtlinie Stahlbau,
Ausg. Dez. 2001, zur Verfügung. Dies sind |
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Baustähle n. DIN EN 10025 (03.94) |
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S235 (St37) |
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S275 (St44) |
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S355 (St52) |
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Feinkornbaustähle n. DIN EN 10113
(04.93) |
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S275 N/NL |
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S275 M/ML |
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S355 N/NL |
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S355 M/ML |
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S460 N/NL |
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S460 M/ML |
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Bei Berechnung n. DIN 18800 werden die Rechenwerte
der Festigkeit aus Tab. 1 der
DIN 18800-1:2008 verwendet, bei Berechnung n. EC 3 die
Werte aus Tab. 3.1. von
DIN EN 1993-1-1:2010. |
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| Stahlsorten für die Anker |
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Für die Anker stehen die für Schrauben
üblichen Werkstoffe von FK 3.6 bis FK 10.9
zur Verfügung. |
| Alternativ können die Festigkeiten
auch frei vorgegeben werden. |
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| Die Berechnung der Pressungen unter der Fußplatte
und der maßgebenden Schnittgrößen in der Fußplatte
und den Ankern erfolgt durch eine FEM-Berechnung mit folgenden Modellierungseigenschaften |
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| die Fußplatte wird in ein regelmäßiges
Netz aus Rechteckelementen eingeteilt |
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| die Platte wird auf Basis der Kirchhoff'schen
Plattentheorie berechnet |
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|
| die Fußplatte wird als flächig
gebettet angenommen. |
| Die Steifeziffer ergibt sich aus dem E-Modul
des Untergrunds bzw. Betons. |
|
|
| die Anker wirken in dem Modell als Zugfedern;
bei Druckbelastung wirken die Anker nicht mit. |
| Die Zugfeder ergibt sich aus dem E-Modul
des Werkstoffs, des Spannungsquerschnitts und der
rechnerisch wirksamen Länge des Ankers zu c = E·A/l. |
|
|
| das Zusammenwirken von Fußplatte und
Untergrund wird mit dem Steifezifferverfahren erfasst,
bei dem die maximal aufnehmbare Pressung begrenzt werden
kann, um die nichtlinearen Eigenschaften des Betons zu
berücksichtigen |
|
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| das Vorhandensein einer Mörtelfuge
hat auf das Verfahren keine Auswirkung |
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| die Horizontallasten spielen in der FEM-Berechnung
keine Rolle |
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| Steifezifferverfahren |
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| bei dem implementierten Steifezifferverfahren
werden die Bettungsmoduln, die elementweise konstant sind,
iterativ solange verändert, bis die Verformung aus
der Biegeberechnung der Fußplatte mit der zu der
Pressungsverteilung gehörenden Verformung des Untergrunds
übereinstimmt |
|
|
die Verformungen werden aus der Steifeziffer
mit dem Verfahren nach Boussinesq (monolithischer Halbraum,
isotrop elastisch) ermittelt |
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| bei abhebenden Elementen wird der Bettungsmodul
zu Null gesetzt (Zugfederausschaltung) |
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| bei Begrenzung der maximalen Betonpressung
werden die Bettungsmoduln bei der iterativen Anpassung
nach oben beschränkt, so dass die maximale Pressung
eingehalten werden kann |
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| Folgende Nachweise werden für den Stahlstützenfuß geführt |
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| Ende Leistungsumfang des Zusatzprogramms 4H-EC3FP, Stahlstützenfuß. |
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| Das Eigenschaftsblatt Boden beinhaltet in drei Registerblättern alle
notwendigen Angaben zu den Bodenverhältnissen und den Nachweisen der
äußeren Standsicherheit. |
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Einbindung und Erdwiderstand |
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| Im ersten Registerblatt werden die
Einbindetiefe und der Grundwasserstand festgelegt. |
| Zur Berechnung des Eigengewichts ist die Wichte der Fundamentplatte anzugeben. |
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| Soll der Erdwiderstand berücksichtigt werden, sind auf der rechten Seite die hierzu
erforderlichen allgemeinen Berechnungsparameter auszuwählen. |
| Der Erdwiderstand wird berechnet nach DIN 4085 (Abschnitt 7.1 bzw. 8.1). Die Erddruckbeiwerte werden dabei
schichtweise aus den Bodenkennwerten ermittelt, die im dritten Registerblatt
(Bodenkennwerte) eingetragen sind. |
| Bei Erdruhedruck wird davon ausgegangen, dass sich das Fundament nicht bewegt. |
Der passive Erddruck leistet höheren Widerstand als Ruhedruck. Für dessen Aktivierung ist jedoch eine Boden-
bzw. Fundamentbewegung erforderlich. |
|
|
| Beim Ansatz von passivem Erddruck
sollte gewährleistet sein, dass die zugehörige Bewegung für das Bauwerk
verträglich ist. |
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|
|
| Für den Sonderfall α = β = δ = 0° ist auch eine Berechnung des passiven Erddrucks unter
Annahme ebener Gleitflächen zulässig. Dazu kann der Haken vor der
Option gekrümmte Gleitflächen entfernt werden. |
| Im Fall von passivem
Erddruck ist zusätzlich anzugeben, von welcher
Beschaffenheit die Wand ist. Daraus wird dann der Wandreibungswinkel abgeleitet. |
| Bei bindigen Böden
kann auch die Kohäsion mit angesetzt werden. Über eine Prozentangabe
kann deren wirksamer Anteil bestimmt werden. |
|
|
| Bei Berücksichtigung von Kohäsion ist zu beachten, dass diese
günstig wirkt. Eine Dauerhaftigkeit von deren Wirkung ist demzufolge zu gewährleisten. |
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| Ob und in welchem Umfang der Erdwiderstand
bzw. Erdruhedruck bei den einzelnen Nachweisen berücksichtigt werden
soll, ist über prozentuale Angaben zur Mobilisierung festzulegen. |
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Nachweisparameter |
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Bei der Auswahl der zu führenden Nachweise
gibt es zwei Grundeinstellungen, durch die die zu führenden
Nachweise vorgegeben werden; entweder die Nachweisführung für einfache Fälle (Regelfallbemessung)
oder die genauere direkte Bemessung. |
| Zusätzlich ist es aber auch möglich, durch
die Option individuell die Nachweise direkt an- oder abzuwählen. |
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| Eurocode bzw. DIN 1054:2021 |
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|
| Bei Nachweisführung nach Eurocode bzw. DIN
1054:2021 gehören zur direkten Bemessung die Tragfähigkeitsnachweise |
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| sowie die Gebrauchstauglichkeitsnachweise |
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| der Nachweis der
zulässigen Setzung |
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| Für den Nachweis der Gleitsicherheit kann der
Sohlreibungswinkel δs,k direkt vorgegeben oder über Angabe
zur Beschaffenheit der Sohlfläche (glatt oder rau) vom Programm automatisch ermittelt werden. |
|
| Zum Teil wird die Forderung erhoben, dass der Gebrauchstauglichkeitsnachweis Begrenzung einer klaffenden Fuge unter Gesamtlast mit Berücksichtigung von Th. II. Ord. geführt werden soll. Deshalb besteht hier die
Möglichkeit, das vom Programm ermittelte Bemessungsmoment prozentual zu beaufschlagen. |
Alternativ können für diesen Nachweis auch direkte Bemessungswerte im Eigenschaftsblatt Belastung
vorgegeben werden. |
|
| Welche Setzung bzw.
Schiefstellung zulässig ist, ist ebenfalls vom Anwender festzulegen. |
| Wenn durch die Verhältnisse im Untergrund
eindeutig klar ist, bis zu welcher Tiefe die setzungserzeugenden
Spannungen berücksichtigt werden müssen, kann die Grenztiefe vorgegeben werden. |
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| Bei Nachweisführung nach DIN 1054:2005 sind
statt des Gebrauchstauglichkeitsnachweises Begrenzung einer klaffenden Fuge der
Tragfähigkeitsnachweis |
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| zulässige Ausmitte
der Sohldruckresultierenden unter Gesamtlast |
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| und der Gebrauchstauglichkeitsnachweis |
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| Teil der direkten Bemessung. |
| Diese beiden Nachweise entsprechen aber
genau dem Nachweis Begrenzung einer klaffenden
Fuge nach Eurocode, zumal auch der Tragfähigkeitsteil des
Nachweises unter 1.0-fachen Lasten zu führen ist. |
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Wenn die Voraussetzungen von
Bauwerksabmessungen, Bodenbeschaffenheit und Belastung gewährleistet
sind,
kann zum Nachweis der Standsicherheit auch der vereinfachte Nachweis in Regelfällen angewandt werden. |
| Ob die Voraussetzungen bzgl. Abmessungen
und Belastung vorliegen, wird vom Programm überprüft. |
Der Nachweis beschränkt sich i.W. auf den
Nachweis des aufnehmbaren Sohldrucks, der, wenn durch ein
Bodengutachten ermittelt, direkt vorgeben werden kann. Andernfalls wird
er auf einem Tabellenverfahren
basierend bestimmt. |
|
|
| Vorsicht Verwechslungsgefahr! |
| Während der vereinfachte
Nachweis bisher (bis DIN 1054:2005) auf charakteristischer Basis
geführt wurde, ist der Nachweis für Eurocode im Grenzzustand GEO-2 zu
führen. |
| D.h., dass auch der zulässige Sohlwiderstand als
Bemessungswert ermittelt wird bzw. als solcher vorzugeben ist. |
|
|
|
| Die Baugrundart ist entsprechend den Klassifikationen der DIN festzulegen. |
| Die mittlere Wichte oberhalb der
Plattenoberkante dient nur zur Ermittlung der Erdauflast. |
Die Nachweise gegen Kippen und zur
Begrenzung einer klaffenden Fuge gehören dabei zu den Voraussetzungen
für den vereinfachten Nachweis. |
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Bodenkennwerte |
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| Für den Fall der direkten Bemessung oder
individuellen Nachweisführung sind in diesem Register die notwendigen
Kennwerte aller Bodenschichten anzugeben. |
| Die Dicke der letzten Bodenschicht spielt
dabei keine Rolle, denn sie wird immer als unendlich angenommen. |
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| In diesem Eigenschaftsblatt sind die
Belastungen auf dem Fundament zu beschreiben. Hierzu stehen die
Lastbildtypen Stützen-, Einzel- und Linienlast zur Verfügung. |
|
| Für die Nachweise der äußeren Standsicherheit sind im Registerblatt Bemessungssituation alle angelegten Lastfälle den möglichen Bemessungssituationen zuzuordnen. Dies ist erforderlich, da die
geotechnischen Nachweise mit ihren vier möglichen Bemessungssituationen und
der sonst im Hochbau nicht verwendeten Bemessungssituation BS-T
(temporär) aus dem Schema fallen und in der Verwaltung der Einwirkungen so nicht erfasst werden. |
|
Das letzte Registerblatt Spezialvorschrift Sonderlast enthält erweiterte Optionen zur Berücksichtigung von
Sonder- und
Erdbebenlasten. |
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Stützenlast |
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| Die Lasten aus der Stütze können im ersten Registerblatt auf
charakteristischem Niveau eingegeben werden. Die Bemessungswerte werden
daraus dann vom Programm für alle zu führenden Nachweise automatisch ermittelt. |
Ergänzend können in Registerblättern 2 und 3 für die
Nachweise der inneren Standsicherheit (bzw. Stahlbeton-
bemessung) und den
Nachweis zur Begrenzung einer klaffenden Fuge unter Gesamtlast auch
direkte Bemessungswerte vorgegeben werden. |
|
|
| Für die innere Standsicherheit bzw. Stahlbetonbemessung ist es erforderlich, auch die nichtlinearen Effekte, z.B. aus Stützenberechnung nach Th. II. Ord., zu berücksichtigen. Daher sollten, wenn möglich besser die entsprechenden Bemessungswerte im zweiten Registerblatt vorgegeben werden. |
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|
| Bei Aufruf des Programms aus 4H-STUB
bzw. 4H-STUBS heraus sind die ersten drei Registerblätter inaktiv. Als
Stützenlasten werden dann die Auflagerreaktionen des Stützenfußpunkts
an 4H-FUND
weitergeleitet, die charakteristischen Werte aus den Auflagereaktionen
der Lastfälle und die Bemessungswerte für die innere Standsicherheit
aus dem Nachweis Knicksicherheit. |
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| Zugehörig zum aus Vertikal- (N),
Horizontal- (H) und Momentenlast (M) bestehenden Lastbild kann eine auf
die Plattenoberkante bezogene Lasteinleitungshöhe angegeben werden. |
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|
| Alle Lasten sind vorzeichentreu einzugeben. |
Vom Programm wird nicht
überprüft, ob ein Wechsel der Lastrichtung von Horizontalkraft oder Moment
ggf. zu ungünstigeren Ergebnissen führt. |
|
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 |
Statt einer Eingabe von Hand
können diese Werte auch aus den Ergebnissen
anderer 4H-Programme oder aus einer
Textdatei importiert werden. |
|
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|
|
| Außer den Stützenschnittgrößen der einzelnen Lastfälle können hier auch Angaben zur Einschränkung der
Lastkombinationen erfolgen. Hierdurch kann die zu berechnende Anzahl von
Lastkombinationen zum Teil erheblich reduziert werden. |
| Folgende Optionen stehen zur Verfügung |
|
ständige Lasten
immer gleichwirkend |
|
Falls
mehr als ein Lastfall mit ständigen Lasten existiert, werden diese
bei der Lastkombination immer mit demselben Lastfaktor berücksichtigt. D.h. sie wirken
immer gleichzeitig günstig oder ungünstig. Im Prinzip wie ein einziger Lastfall. |
|
mindestens ein Lastfall
der führenden
Einwirkung muss ungünstig wirken |
|
| Es werden keine
Kombinationen untersucht, bei der nicht mindestens ein Lastfall der
führenden Einwirkung ungünstig wirkt. Dies bedeutet u.A., dass, wenn außer der ständigen Last noch mindestens ein
weiterer nichtständiger Lastfall existiert, dann keine
Kombination mit ausschließlich ständigen Lasten untersucht werden würde. |
|
|
| Diese Option ist lastfallweise zu setzen und bedeutet, dass der Lastfall dann in allen Kombinationen
immer ungünstig wirkt. Für einen ständigen Lastfall bedeutet dies in
Lastkombinationen für Tragfähigkeitsnachweise also immer mit einem
Faktor > 1.0. Für einen nicht ständigen Lastfall bedeutet dies, dass
es keine Kombination ohne diesen Lastfall gibt. |
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| Im zweiten Registerblatt
ist festzulegen, wie die Bemessungswerte der inneren Standsicherheit bzw. der Stahlbetonbemessung vom Programm ermittelt werden sollen. |
Im Standardfall werden die Bemessungswerte automatisch ermittelt. Dazu
werden die resultierenden Schnittgrößen
je Lastfall ermittelt und diese
entsprechend Eurocode 0 kombiniert. Zusätzlich werden die Momente mit
dem Erhöhungsfaktor vergrößert. |
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| Die bessere Alternative stellt die Option direkt vorgeben dar. Die Bemessungswerte der Stützenlast sind dann außerhalb von 4H-FUND unter Berücksichtigung der nichtlinearen Effekte zu ermitteln und können hier übertragen werden. Die Eingaben im ersten Registerblatt sind dann für die Stahlbetonbemessung ohne Belang. |
|
|
Statt einer Eingabe von Hand
können diese Bemessungswerte auch aus den Ergebnissen
anderer 4H-Programme oder aus einer
Textdatei importiert werden. |
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|
Im dritten Registerblatt kann
auf gleiche Weise die Methode zu Ermittlung der Bemessungswerte
für
den Nachweis zur Begrenzung einer klaffenden Fuge festgelegt
werden. |
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Einzellast |
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Außerhalb der Stütze
punktuell auf die
Fundamentplatte einwirkende Lasten werden im Registerblatt
Einzellast eingetragen. |
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Es können verschiedene
Positionen zur Lasteinleitung angelegt werden. Die Koordinaten der
Position beziehen
sich auf eine Ecke des Fundamentes (in der Draufsicht
oben links). Um eine neue Position anzulegen, genügt
es den letzten
Eintrag in der Listbox der Positionsnummer auszuwählen. |
| Jedes Einzellastbild ist einem Lastfall zuzuordnen. |
| Als Komponenten des Lastbilds stehen eine Vertikallast (Qv), je Achse eine
Horizontallast (Qx und Qy) und eine Momentenlast (Mx und My) zur
Verfügung. |
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Linienlast |
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| Zusätzliche linienförmige Vertikallasten
können im nächsten Registerblatt Linienlast angesetzt werden. |
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| Auch hier ist jedes Lastbild einem Lastfall zuzuordnen. |
Die Ordinate qk beschreibt
die Vertikallast pro lfd m. Über die Koordinaten ist der Anfangs-
(xa/ya) und
Endpunkt (xe/ye) auf der Platte festzulegen. |
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|
Bemessungssituation für die Standsicherheitsnachweise |
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|
| Für die Nachweise der äußeren Standsicherheit sind im sechsten Registerblatt alle angelegten Lastfälle
den möglichen Bemessungssituationen zuzuordnen. |
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| Nach DIN 1054:2010 werden die Bemessungssituationen wie folgt klassifiziert |
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| BS-P für ständige und vorübergehende Situationen |
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| BS-T für vorübergehende Situationen im Bauzustand |
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| BS-A für außergewöhnliche Situationen |
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| Hinweis zu den "alten" DIN
1054's: Die Bezeichnungen BS-P und BS-A sind identisch mit LF 1 und LF 2. |
| LF 3 umfasst sowohl
außergewöhnliche als auch Erdbebensituationen, also BS-A und BS-E. |
|
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|
| BS-P, BS-A und BS-E entsprechen den auch in anderen Bemessungsnormen bekannten
Bemessungssituationen. |
BS-T stellt
dagegen eine Besonderheit dar. Daher besteht in diesem Registerblatt
die Möglichkeit, für alle Lastfälle,
die in der Verwaltung
der Einwirkungen vom Einwirkungstyp ständige
Lasten oder veränderliche Lasten angelegt wurden, festzulegen, ob sie für den Bemessungszustand BS-P und/oder BS-T berücksichtigt werden sollen und ob
sie ebenfalls auch mit einer ggf. angelegten Sonderlast kombiniert in BS-A bzw. in BS-E mit Erdbebenlast zu berücksichtigen sind. |
| Lastfälle vom Einwirkungstyp Sonderlast oder Erdbeben sind nur für BS-A bzw. BS-E gültig. |
Ist der Modus automatisch aktiviert, ist nur festzulegen, ob alle Lastfälle, die als ständige
oder veränderliche Einwirkungen angelegt wurden, für BS-P oder BS-T zu berücksichtigen sind, d.h. die gesamte Berechnung wird
dann entweder für den Endzustand oder Bauzustand durchgeführt. |
Gleichzeitig werden in diesem Fall alle
Lastfälle ebenfalls für BS-A berücksichtigt, wenn eine Sonderlast vorhanden
ist; bei einer Erdbebenlast ebenso für BS-E. |
|
| Beispiel |
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| Folgende Lastfälle sind angelegt: G (ständige Lasten), Q (veränderliche
Lasten) und S (Sonderlast) und die
Standardsituation ist BS-P. |
Vom Programm werden alle Lastkombinationen
aus G und Q gebildet, die für BS-P, und
alle Lastkombinationen
aus G, Q und S, die für BS-A möglich
sind. |
Für den Fall, dass nicht alle Lastfälle
entweder für BS-P oder BS-T oder nicht alle Lastfälle für BS-A berücksichtigt werden sollen, muss der
Modus automatisch deaktiviert werden. Die
Zuordnungen können dann für alle Lastfälle
frei eingestellt werden. |
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Sonderlasten |
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Im letzten Registerblatt kann die Behandlung von Lastfällen der
Kategorie Sonder- oder Erdbebenlasten
differenziert werden. |
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| Mit der Aktivierung der ersten Option werden Lastfälle, die einer
Einwirkung vom Typ Schneelast zugeordnet sind (s. Verwaltung der
Einwirkungen),
automatisch auch als außergewöhnliche Last entsprechend der Anforderung
vom NA-Deutschland zum EC 1 zur "Behandlung von außergewöhnlichen
Schneelasten auf dem Boden" im norddeutschen Tiefland (DIN EN
1991-1-3/NA:2019-04, Abschn. 4.3) berücksichtigt. |
| Dazu werden die
Lastbilder des Schneelastfalls mit dem Faktor 2.3 beaufschlagt und in
den zugehörigen Lastkombinationen der außergewöhnlichen
Bemessungssituation berücksichtigt. |
Ist die zweite Option Anprall aktiviert, werden alle Lastfälle, die einer Einwirkung vom Typ Sonderlast zugeordnet
sind, als Anprall behandelt. Dadurch werden diese
sowohl bei der Bemessung der Fundamentplatte also auch bei
den
Nachweisen der äußeren Standsicherheit nicht berücksichtigt. Nur bei den
Nachweisen zur Lasteinleitung durch Köcher oder Stahlfußplatte werden
sie mit angesetzt. |
Alternativ kann vom Anwender auch für alle Tragfähigkeitsnachweise
einzeln differenziert werden, ob dort Sonder-
oder Erdbebenlasten
ignoriert werden sollen. |
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Detailnachweisprogramme zur Bemessung von Anschlüssen
(Träger/Stütze, Träger/Träger), Fußpunkten (Stütze/Fundament) etc.
benötigen Schnitt- oder Lagergrößenkombinationen, die häufig von einem
Tragwerksprogramm zur Verfügung gestellt werden. |
Dabei handelt es sich i.d.R. um eine
Vielzahl von Kombinationen, die im betrachteten Bemessungsschnitt oder
Lagerknoten des übergeordneten Tragwerkprogramms vorliegen und in das
Anschlussprogramm übernommen
werden sollen. |
|
| pcae stellt neben
der 'per Hand'-Eingabe zwei verschiedene Mechanismen zur Verfügung, um
Schnittgrößen in das vorliegende Programm zu integrieren. |
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| Lagergrößen
aus einem 4H-Programm importieren |
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Zunächst sind in dem übergebenden 4H-Programm
(z.B. 4H-FRAP, 4H-NISI etc.) die Lagerknoten zu
kennzeichnen, deren Reaktionen beim nächsten Rechenlauf exportiert,
d.h. für den Import bereitgestellt,
werden sollen. |
| Ausführliche Informationen zum Export
können dem DTE®-Schnittgrößenexport entnommen werden. |
|
 |
Aus dem aufnehmenden 4H-Programm
(z.B. 4H-FUND) wird nun über den Import-Button
das Fenster
zur DTE®-Bauteilauswahl aufgerufen. |
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| Hier werden alle berechneten Bauteile
dargestellt, wobei diejenigen, die Schnittgrößen exportiert haben,
dunkel gekennzeichnet sind. |
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Das gewünschte Bauteil kann nun
markiert und über den bestätigen-Button
ausgewählt werden. Alternativ kann
durch Doppelklicken des Bauteils direkt in die DTE®-Schnittgrößenauswahl verzweigt werden. |
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In der Schnittgrößenauswahl werden
die verfügbaren Lagergrößenkombinationen aller im übergebenden
Programm gekennzeichneten Lagerknoten angeboten. |
| Durch Anklicken des +-Buttons werden
die Reaktionen der Übergabepunkte zugänglich, wobei die vom
aufnehmenden Programm erwarteten Spalten gelb unterlegt sind. |
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| In der Schnittgrößenauswahl werden
sukzessive über die Buttons alle auswählen die Lagergrößenblocks der Extremierungen der betreffenden Nachweise
aktiviert. |
 |
| mittels des Buttons doppelte Zeilen abwählen werden die Übergabeblocks
erheblich reduziert. |
|
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|
Wenn eine Reihe von Fundamenten
gleichartig ausgeführt werden soll, können in einem Rutsch weitere
Lagergrößen anderer Lagerknoten aktiviert und so bis zu 50.000
Kombinationen übertragen werden. |
|
|
4H-FUND
behandelt die importierten Lagerreaktionen vorzeichengerecht, wobei das
Lagerkoordinaten-
system r-s-t im Programm 4H-FRAP nicht
verdreht sein darf! |
Eine Aktualisierung der
importierten Lagergrößenkombinationen, z.B. aufgrund einer
Neuberechnung
des exportierenden Tragwerks, erfolgt nicht! |
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| Nach Auswahl der Kombinationen und
Bestätigen der Eingabe werden die Lagergrößensätze in die Tabelle des
aufnehmenden Programms übernommen. Bereits bestehende Tabellenzeilen
bleiben erhalten. |
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| Lagergrößen
aus einer Text-Datei importieren |
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Neben der Möglichkeit, Daten aus 4H-Stabwerksprogrammen zu übernehmen, besteht die
Option,
Daten aus einer ASCII-Datei zu importieren. |
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| ein Klick auf den Importbutton öffnet das Importfenster zum Einlesen
einer ASCII-Datei. |
Es können bis zu 50.000
Lagergrößenkombinationen importiert werden, die in der Tabelle hinten
angehängt werden, so dass vorhandene Eingaben bestehen bleiben. |
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|
Im Importfenster befindet sich die
Beschreibung über das Format der ASCII-Datei. Die Auswahl der Datei
erfolgt
über den Dateimanagerbutton. |
| Das obige Bild zeigt die
einzuhaltende Vorzeichenkonvention für die Importgrößen. |
| Ein Klick auf den Lastkollektivimport
starten-Button initialisiert den Vorgang. |
| Wenn keine Daten gelesen werden
können, erfolgt eine entsprechende Meldung am Bildschirm. |
|
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|
| Lagergrößenimport für Lastfallschnittgrößen |
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|
| Wird der Lagergrößenimport aufgerufen, um
Bemessungsschnittgrößen zu importieren (Registerblatt Stützenlast STR oder Stützenlast SLS), werden diese am Ende der Tabelle hinzugefügt. |
| Im
ersten Registerblatt (char. Stützenlast) ist die Tabelle jedoch
nicht erweiterbar, denn hier wird die Länge der Tabelle von den in der Verwaltung der Einwirkungen angelegten Lastfällen bestimmt. |
| Es ist
daher erforderlich, die importieren Schnittgrößen den vorhanden Lastfällen
zuzuordnen. |
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| In diesem Eigenschaftsblatt kann über eine Listbox in der
Tabellenspalte Lastfall diese Zuordnung für jeden Schnittgrößensatz
vorgenommen werden. |
| In der rechten Spalte wird die Bezeichnung der
Schnittgrößen im exportierenden Bauteil angezeigt. |
| In der gelben Infobox wird zudem angezeigt, ob bei der Zuordnung auch
alle Lastfälle berücksichtigt wurden und ob die importierten
Datensätze alle verwendet wurden. |
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|
| durch einen Klick auf den Berechnungsbutton werden die Berechnung vom Programm ausgeführt und
die Bemessungsergebnisse anschließend am Bildschirm
dargestellt. |
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|
|
Für alle zu führenden Nachweise werden die
Lastkombinationen mit den zug. Bemessungswerten - soweit nicht
direkt vorgegeben - automatisch vom Programm erzeugt. |
Soweit erforderlich bzw. vom Anwender gewünscht,
erfolgen die Berechnungen und Ausgaben im
Berechnungsprotokoll in
folgender Reihenfolge |
|
|
| Nachweis der Kraftübertragung aus einer Fertigteilstütze in das Fundament (Köcherbemessung |
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|
| Nachweis gegen Durchstanzen infolge der einzuleitenden Stützenschnittgrößen |
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|
Ist vom Anwender eine Bewehrungswahl gewünscht, erscheint vor der Bildschirmausgabe zusätzlich
das zugehörige Eigenschaftsblatt. |
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|
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Berechnungsprotokoll |
|
|
|
| Zur Ausgabe gehören eine maßstäbliche
Darstellung des Systems und, falls die äußere Standsicherheit
als Direkte Bemessung durchgeführt wurde, eine maßstäbliche
Darstellung der Bodenschichten. |
| Das Protokoll der Belastung und die Berechnungsergebnisse
der einzelnen Bemessungen und Nachweise werden kontinuierlich durchnummeriert. |
Der abschließende Punkt der Ausgabe ist die Zusammenfassung.
Sollten ein oder mehrere Bemessungs- oder Nachweisteile der Berechnung
nicht erfolgreich gewesen sein, ist hier auf einen Blick zusammengestellt,
woran
sie gescheitert sind. |
|
|
|
 |
|
| Ist die Stahlbetonbemessung eingeschaltet, kann der
Anwender im Register Bemessung des Eigenschaftsblatts Allgemeine
Einstellungen zusätzlich die Option Interaktive
Bewehrungswahl aktivieren. |
| Ist dies geschehen, erscheint nach jeder neuen Berechnung das Eigenschaftsblatt Wahl der Bewehrung, bevor die Bildschirm- bzw. Druckausgabe erfolgt. |
|
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| Bild vergrößern |
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|
|
|
|
| Der Anwender wird über dieses Eigenschaftsblatt
aufgefordert, für jede vom Programm errechnete erforderliche
Bewehrung eine Querschnittswahl zu treffen. Dabei können je Bewehrungsposition
Anzahl und Stabdurchmesser eingestellt werden. |
Abhängig von der Art der Bewehrungsposition kann
auch die Schnittigkeit entweder vorgegeben oder
gewählt werden. |
|
Über den Schalter links neben dem Feld
für die Anzahl kann eine Automatik für die Stabanzahl
ein- bzw. ausgeschaltet werden. |
|
|
 |
|
Über einen Optionsbutton können
mehrere zusammengehörende Bewehrungspositionen, wie
z.B.
die durch Staffelung in mehrere Positionen aufgeteilte untere Bewehrung in x-Richtung, bzgl. des Durchmessers
vereinheitlicht werden. |
|
 |
|
|
Jeder Bewehrungsposition kann ein Kommentar zugewiesen
werden, der im Ausgabeprotokoll im Zusammenhang
mit der gewählten
Bewehrung erscheint. |
| Ist die gewählte Bewehrung geringer
als die erforderliche Bewehrung, wird die Gegenüberstellung
von vorhandener zu erforderlicher Bewehrung rot dargestellt. |
|
 |
|
|
|
|
|
 |
|
Ist das Bemessungsmodell Köcherbemessung
nach Heft 411 im Eigenschaftsblatt der Köcherparameter
gewählt,
erfolgt die Bemessung des Köchers gemäß Heft 411 des
DAfStb (Untersuchung über das Tragverhalten von Köcherfundamenten),
Abs. 11. |
|
|
Bemessungskraft der Horizontalbügel |
|
|
|
|
|
Diese Bemessungskraft wird für beide Belastungsrichtungen
getrennt ermittelt. Maßgebend für die Bemessung ist
das Maximum aus beiden Richtungen. |
| In jedem Fall ist eine Mindestbewehrung von 0.3 % vom
Köcherquerschnitt einzulegen. |
|
|
Bemessung der Vertikalbügel |
|
|
|
|
| Maßgebend für die Bemessung ist das auf der
Oberkante der Fundamentplatte wirksame Moment aus der Stütze. |
| Das Programm bemisst hieraus für jede Lastrichtung
eine symmetrische Bewehrung der gegenüberliegenden Seiten. |
| Als Bemessungsquerschnitt wird der Hohlkasten angesetzt,
der sich aus den unteren Abmessungen des Köchers ergibt. Die
Normalkraft aus der Stütze wird dabei nicht angesetzt. |
Vom Autor wird eine Erhöhung des Rechenwertes um
20 % empfohlen. Diese Erhöhung kann vom Anwender über
den
Beiwert f bei den Bemessungsparametern
für den Köcher gesteuert werden. (Voreinstellung
ist f = 1.2). |
| Die Mindestbewehrung wird vom Programm dadurch garantiert,
dass die errechnete erforderliche Bewehrung proportional erhöht
wird, wenn diese nicht die geforderten 0.3 % vom Köcherquerschnitt
erreicht. |
|
|
Köcherabmessungen |
|
|
|
|
| Die erforderliche Einspanntiefe ist abhängig von
Stützenbreite, Beton- und Stahlgüte. |
|
| Für große Exzentrizitäten von e/hSt > 2.5 wird die erforderliche Einspanntiefe um den Faktor f = (e/hSt)
/ 2.5 erhöht. |
| Die erforderliche Köcherwanddicke entspricht der
halben Stützenbreite hw,erf = 0.5·hSt,max. |
Bei konischen Köchern, deren Neigung möglichst
steil sein sollte (≤ 10%), ist der Mittelwert auf halber
Höhe maßgebend. |
|
|
| Für geringere Exzentrizitäten
mit e/hSt < 0.33 ist diese Bemessungsmethode
nicht geeignet. |
| Sollte die maximale Exzentrizität aus
allen Lastkollektiven diesen Wert unterschreiten, wird
dies in der Zusammenfassung der Berechnung protokolliert
und die Bemessung als nicht erfolgreich gewertet. |
Für sehr große Exzentrizitäten
von e/hSt > 2.5 wird eine Köcherprofilierung
als zwingend
notwendig erachtet. |
| Ist in diesem Fall eine glatte Schalung
gewählt, wird dies vom Programm ebenfalls als Fehler
behandelt. |
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Ist die Option Köcherbemessung
nach DBV im Eigenschaftsblatt der Köcherparameter
als Bemessungsmodell gewählt, erfolgt die Bemessung des
Köchers nach Stabwerksmodellen aus einer Veröffentlichung
des DBV
(Beispiele zur Bemessung nach Eurocode 2, Ernst &
Sohn, 1. Aufl. 2011, B. 1, Bsp. 11 und 12). |
|
|
| Voraussetzung für die Anwendung
der Stabwerksmodelle ist eine ausreichende Verzahnung
der Fuge, die einen nahezu monolithischen Verbund
zwischen Stütze und Köcher ermöglicht. |
Vom Programm wird daher angenommen,
dass eine Verzahnung vorhanden ist, die den Anforderungen
n.
DIN EN 1992-1-1, Bild 6.9, genügt (bzw. DIN
1045-1, Bild 35 a). |
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innen liegender Köcher |
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Nach dem rechts dargestellten statischen
Modell wird die Stützenzugkraft wie bei
einem Übergreifungsstoß
auf die vertikale Köcherbewehrung übertragen. |
| Eine horizontale Bewehrung ist hier rechnerisch
nicht erforderlich. |
| Die maßgebende Zugkraft in der Stützenbewehrung
ergibt sich aus der erforderlichen Zugbewehrung in der
Stütze. Um diese zu ermitteln, wird vom Programm
eine Bemessung des Stützenquerschnitts für symmetrische
Bewehrung durchgeführt. |
|
| Die Bemessungskräfte der vertikalen
und horizontalen Köcherbewehrung ergeben sich direkt
aus dem Bewehrungsversatz und dem Druckstrebenwinkel. |
|
Die erforderliche Köcherbewehrung lässt
sich aus den Bemessungskräften
direkt berechnen. |
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Der Druckstrebenwinkel Θ ist von der Rauigkeit
der Vergussfuge abhängig und daher auch vom Anwender
editierbar.
Voreingestellt ist der Wert 45°. |
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aufgesetzter Köcher oder Mischform |
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| Aus den Kraftkomponenten |
|
errechnen sich horizontale und vertikale Bewehrung
des Köchers |
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| Der Druckstrebenwinkel Θ ist von der
Rauigkeit der Vergussfuge abhängig und daher auch
vom Anwender editierbar. Voreingestellt ist der Wert 45°. |
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erforderliche Einbindetiefe |
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Die erf. Einbindetiefe und damit auch die Köchertiefe
bzw. -höhe werden aus den n. DIN EN 1992-1-1:2011-01
und NA-Deutschland,
Abs. 8.4 (bzw. DIN 1045-1:2008-08, Abs. 12.6), erforderlichen Verankerungs-
und Über-
greifungslängen ermittelt. |
| Die hier beschriebene Berechnung wird vom Programm für
beide Belastungsrichtungen getrennt ausgeführt und die jeweils
maßgebende erforderliche Bewehrung aus allen Lastkollektiven
ermittelt. |
|
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|
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|
| Die Fundamentplatte ist für Biegung und gegen Durchstanzen zu bemessen. |
Bei untergeordneten Bauwerken mit geringer Belastung
darf diese Bemessung auch entfallen und die Platte unbewehrt ausgeführt werden. Ob die Voraussetzungen dafür gegeben
sind, kann vom Programm
überprüft werden. |
| Bei starker exzentrischer Belastung kann es zu abhebenden
Plattenteilen kommen. Dies kann besonders bei
geringer Plattendicke infolge Eigengewicht und Erdauflast zu Zugbelastungen
am oberen Plattenrand führen. |
| Optional kann die Platte daher vom Programm auch für
diese Beanspruchung bemessen werden. |
|
|
|
 |
|
| Der Nachweis, dass die Platte unbewehrt ausgeführt
werden darf, wird über die Ermittlung einer erforderlichen
Plattenhöhe geführt. |
|
Ist die erforderliche Plattenhöhe für alle
Lastkollektive kleiner als die vorhandene, darf die Platte unbewehrt
ausgeführt werden. Jedoch ist in diesem Fall die zulässige
Teilflächenbelastung gem. Eurocode 2, Abs. 6.7,
bzw. DIN 1054-1, Abs. 10.7, zu überprüfen. |
|
|
|
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|
| Zur Biegebemessung wird eine linear verteilte Bodenpressung
ermittelt, die zu den Einwirkungen des jeweiligen Lastkollektivs
im Gleichgewicht steht. |
Die Bodenpressung wird numerisch integriert und daraus
das resultierende Moment in den Bemessungsschnitten berechnet. Mit
diesem Moment wird dann eine einachsige Stahlbetonbemessung am Rechteckquerschnitt
durchgeführt. |
Die Bemessungshöhe ist gleich der Höhe der
Fundamentplatte, die Breite des Rechtecks ergibt sich aus der
Richtung
des Bemessungsschnitts. |
Üblicherweise verlaufen die Bemessungsschnitte
entlang des Stützenrandes bzw. bei aufgesetztem und profiliertem
Köcher entlang des Köcherrandes. Für konservative
Bemessung können die Bemessungsschnitte aber auch durch
den
Stützenschwerpunkt gelegt werden. |
| Optional können vom Anwender im Eigenschaftsblatt
für die Fundamentplatte weitere Bemessungsschnitte definiert werden, die aber nur bei hohen
zusätzlichen Lasteinleitungen außerhalb der Stütze
maßgebend werden können. |
| Bei der Wahl
der Bewehrung kann diese entspr. Heft 240, DAfStb, Abs. 2.5,
verteilt werden. Dies hat einen positiven Einfluss auf den Durchstanznachweis,
weil mehr Bewehrung im kritischen Rundschnitt vorhanden ist. |
|
|
|
 |
|
Falls im Eigenschaftsblatt für die Fundamentplatte die entsprechende Option gesetzt wurde, wird überprüft,
ob infolge der resultierenden Bemessungsschnittgrößen
für die Stahlbetonbemessung in der Bodenfuge ein Teil
der Platte
abhebt. |
Sollte ein Plattenteil abheben, wird aus den Lasten
auf dem abhebenden Plattenteil das Moment in der Bodenpressungsnulllinie
ermittelt. Da diese nicht unbedingt senkrecht zur Bewehrungsrichtung
verläuft,
wird das Moment entspr. Baumann, Zur Frage der Netzbewehrung von Flächentragwerken,
Bauingenieur, Okt. 1972
auf die Bewehrungsrichtungen transformiert.
Damit wird eine erforderliche obere Bewehrung in der Fundamentplatte
bemessen. |
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|
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|
| Die Berechnung des Durchstanznachweises verläuft
wie folgt |
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| und falls zusätzliche Bewehrung erforderlich
wird |
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|
| Das Programm folgt den im Weiteren beschriebenen Regeln
nach Abs. 6.4 des Eurocode 2 und den zugehörigen Einschränkungen
und Erweiterungen des Nationalen Anhangs für Deutschland. |
|
|
|
 |
|
| Nach Eurocode 2 sind die Abmessungen der Lasteinleitungsflächen
nicht begrenzt. |
| Nach NA-Deutschland sind der Umfang dagegen auf
u0 ≤ 12·d und bei rechteckigen Lasteinleitungsflächen
das Seitenverhältnis auf a/b ≤ 2 beschränkt. |
| Bei Rundstützen mit u0 > 12·d
ist im Rundschnitt statt des Nachweises gegen Durchstanzen nach
Abs. 6.4 der Nachweis der Querkraft nach Abs. 6.2 zu führen. |
Für größere Abmessungen von rechteckigen
Lasteinleitungsflächen sind Teilrundschnitte entspr. Bild
NA.6.12.1
zu ermitteln. |
 |
|
Für den Nachweis der Durchstanztragfähigkeit
ohne Durchstanzbewehrung wird der so genannte kritische
Rundschnitt u1 betrachtet. |
| Bei Deckenplatten wird der kritische Rundschnitt
im Abstand 2.0·d angenommen, mit d als mittlerer statischer
Nutzhöhe zweier orthogonaler Bewehrungsrichtungen (d = (dx+dy)/2). |
| Bei Fundamenten dagegen ergeben sich durch den Abzug
des Sohldrucks unter dem Rundschnitt in Abhängigkeit des
Stützenabstands unterschiedliche resultierende Querkraftbelastungen.
Daher ist nach NA-Deutschland der für den kritischen Rundschnitt
maßgebende Abstand acrit< 2·d iterativ
zu ermitteln. |
Bei schlanken Fundamenten mit λ > 2.0 darf
zur Vereinfachung der Abstand des kritischen Rundschnitts zu
acrit = 1.0·d angenommen werden. |
| In diesem Fall darf allerdings nur noch die Hälfte
der resultierenden Sohldruckpressung zur Reduzierung der einwirkenden
Querkraft angesetzt werden. |
|
|
|
 |
|
| Weitere Rundschnitte mit anderen Abständen
sind nur dann zu betrachten, wenn Durchstanzbewehrung erforderlich
wird (s. Bemessung). |
|
|
|
 |
|
Die einwirkende Querkraft VEd darf um
den im betrachteten Rundschnitt nach oben gerichteten Sohldruck
abzüglich
der Fundamenteigenlast reduziert werden |
|
| Daraus ist die maximale Querkraft im Rundschnitt und
je Flächeneinheit wie folgt zu ermitteln |
|
| Mit dem Lasterhöhungsfaktor β wird dabei
eine ungleichmäßige Verteilung der Querkraft infolge
exzentrischer Belastung im Rundschnitt berücksichtigt. |
Auf der Annahme einer vollplastischen Schubspannungsverteilung
im Rundschnitt basierend berechnet sich β
nach dem genaueren
Verfahren wie folgt |
|
| Da auch bei Innenstützen niemals eine gleichmäßige
Verteilung zu erwarten ist, liegt der Mindestwert für β
bei 1.10. |
Das Widerstandsmoment entlang des kritischen Rundschnitts
wird vom Programm numerisch ermittelt und kann
damit allgemeingültig
für alle Randsituationen und Anordnungen von Aussparungen berechnet
werden. |
In ausgesteiften Systemen ohne
wesentliche Spannweitenunterschiede dürfen Näherungswerte
- unabhängig
von der Lastausmitte - verwendet werden (Bild
6.21). |
|
Nach NA-Deutschland gilt für Randstützen
die Einschränkung, dass ab einer Lastausmitte von e/c ≥
1.2
das genauere Verfahren (s.o.) angewendet werden
muss. |
|
|
|
 |
|
| Da der Nachweis gegen Durchstanzen ohne Durchstanzbewehrung
bei Deckenplatten für den Abstand 2·d formuliert ist,
ist Gl. 6.47 zur Betrachtung anderer Rundschnitte um den Faktor
2·d/a zu ergänzen. |
| Der Bemessungswert des Durchstanzwiderstands ohne
Durchstanzbewehrung für Fundamente ergibt sich damit zu |
|
|
|
Nachweis
ohne Bewehrung |
|
|
| Eine Durchstanzbewehrung ist nicht erforderlich, falls
folgende Bedingung erfüllt ist |
|
| Ist diese Bedingung nicht erfüllt, wird vom Programm
die hierfür erforderliche Zuglängsbewehrung ermittelt. |
| Ist dabei der zulässige Längsbewehrungsgrad
(s. oben) eingehalten, wird eine Zulage für die Zuglängsbewehrung
gewählt. Erst wenn auch dies nicht möglich ist, wird vom
Programm eine Bemessung für Durchstanzbewehrung durchgeführt. |
|
|
Maximaltragfähigkeit |
|
|
| Der Nachweis der Betondruckstrebe bzw. die Maximaltragfähigkeit
wird bei Flachdecken ebenfalls im kritischen Rundschnitt nachgewiesen. |
| Nach NA-Deutschland ist die Maximaltragfähigkeit
als 1.4-faches der Tragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung definiert,
wobei der ggf. positive Einfluss einer Vorspannung nicht berücksichtigt
werden darf. |
|
| Für den Fall, dass diese Bedingung nicht erfüllt
ist, wird vom Programm ebenfalls durch Erhöhung der Zuglängsbewehrung
versucht, den Widerstandswert zu erhöhen. |
| Sollte dabei der zulässige Längsbewehrungsgrad
überschritten werden, ist ein Durchstanznachweis auch mit Durchstanzbewehrung
nicht zu erbringen. |
|
|
|
 |
|
|
Bemessung |
|
|
Nach NA-Deutschland ist aufgrund der steileren Neigung
der Druckstreben die maßgebende Querkraft β·VEd,red
von den ersten beiden Bewehrungsreihen ohne Abzug eines Betontraganteils
aufzunehmen. |
| Für Bügel gilt |
|
| Für aufgebogene Bewehrung gilt |
|
| Ist der Nachweis des äußeren
Rundschnitts bzgl. der 2. Bewehrungsreihe nicht erfüllt,
sind weitere Reihen erforderlich. Je weitere Reihe sind 33% von
Asw,1+2 einzulegen. |
|
|
Konstruktionsregeln |
|
|
| Nach NA-Deutschland ist die Bewehrungsmenge Asw,1+2 gleichmäßig auf die ersten beiden Reihen aufzuteilen. |
| Diese Reihen haben die Abstände a1 = 0.3·d und a2 = 0.8·d von Stützenrand. |
Weitere Bewehrungsreihen sind mit maximal 0.75·d
Abstand zwischen den Reihen anzuordnen
(s. hierzu Bild 9.10DE c). |
Darüber hinaus darf bei gedrungenen Fundamenten
eine eventuell erforderliche dritte Reihe nur 0.5·d von der
zweiten entfernt sein. |
|
|
|
 |
|
| Mit dem Nachweis im äußeren Rundschnitt
uout wird nachgewiesen, dass keine weitere Durchstanzbewehrung
erforderlich ist. |
| Die äußerste Reihe der Durchstanzbewehrung
darf nicht mehr als 1.5·d von uout entfernt sein. |
Nach NA-Deutschland ist dort im Gegensatz zum kritischen
Rundschnitt nicht der Durchstanzwiderstand
(n. Gl. 6.47), sondern die Querkrafttragfähigkeit (n. Abs.
6.2.2(1)) nachzuweisen. |
Bei der Bemessung für Bügelbewehrung werden
vom Programm solange weitere Bewehrungsreihen angeordnet
bis der Nachweis im zugehörigen Rundschnitt uout der letzen Reihe erfüllt ist. |
|
|
|
 |
|
Bei Berechnung n. DIN 1045-1:2008-08 werden vom Programm
folgende Schritte für jedes Lastkollektiv
durchgeführt. |
Eine detaillierte Darstellung der Berechnung wird aus
Platzgründen nur für das maßgebende Lastkollektiv
ausgegeben. |
|
|
| bei verschieblichen Systemen wird der Beiwert
β nach einem Ansatz von Nölting ermittelt |
|
|
| Ermittlung des kritischen Rundschnitts im
Abstand 1.5·dm (mittlere statische Nutzhöhe)
von der Lasteinleitungsfläche und der aufzunehmenden
Querkraft im kritischen Rundschnitt |
|
|
| die Querkrafttragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung
im kritischen Rundschnitt |
|
|
die maximale Querkrafttragfähigkeit
und Bestimmung des Bemessungsfalls durch Gegenüberstellung
des
Wertes der aufzunehmenden Querkraft im kritischen
Rundschnitt mit den Grenzwerten der Tragfähigkeit. |
| Dabei kann es zu folgenden Bemessungsfällen
kommen. |
|
| |
|
|
| je nach Bemessungsfall Erhöhung der
Längsbewehrung bis zu dem erforderlichen Bewehrungsgrad
und/oder Ermittlung einer Durchstanzbewehrung |
|
|
| wenn eine Durchstanzbewehrung ermittelt
wurde, Nachweis des äußeren Rundschnitts |
|
|
|
|
Vorschlag für den Beiwert β bei veschieblichen Systemen |
|
|
|
|
Der folgende Ansatz nach D. Nölting stammt aus Beton und Stahlbetonbau Nr. 96, Jahrgg. 2001, Heft 8.
Nölting ermittelt dort einen Quotienten aus Lastexzentrizitätsfaktor
und Durchmesser. |
|
| Der Beiwert β berücksichtigt damit sowohl
die Belastungs- als auch die geometrische Situation. |
|
|
Ermittlung eines Rundschnitts |
|
|
|
|
| Sofern eine Durchstanzbewehrung erforderlich
wird, sind mehrere Rundschnitte zu ermitteln. |
Die Rundschnitte sind i.W. abhängig
von ihrem Abstand r zum Stützenrand. Im Fall des
kritischen Rundschnitts ist dieser gleich
1.5·dm (mittlere statische Nutzhöhe). |
Die Vorgehensweise bei der Bestimmung des
Rundschnittumfangs
bzw. der maßgebenden Abschnitte
des Rundschnitts ist immer gleich. |
|
|
 |
|
Da die Rundschnitte durch den Abstand vom Stützenrand
und nicht als Radius um den Stützenschwerpunkt
definiert sind,
ergeben sich in Abhängigkeit des Querschnitts der Lasteinleitungsfläche
unterschiedliche
Formen für den Rundschnitt. |
|
|
maximale Abmessungen für Lasteinleitungsflächen |
|
|
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|
| Die Abmessungen der Lasteinleitungsfläche
dürfen nicht beliebig groß werden. |
Nach DIN 1045-1, Abs. 10.5.2 (1), ist der
Durchstanz-nachweis bei Kreisstützen auf einen Durchmesser
von
höchstens 3.5·dm beschränkt. |
| Für Rechteckstützen gilt, dass
bei großen Abmessungen nur bestimmte Abschnitte
des Rundschnitts angesetzt werden dürfen, wie in
der nebenstehenden Abbildung dargestellt. |
|
 |
|
|
Da diese Einschränkungen i.W. an die statische
Nutzhöhe gekoppelt sind, werden sie für Fundamente, die
meist
eine hohe Nutzhöhe besitzen, nur selten maßgebend
werden. |
| Vom Programm werden diese Einschränkungen, wenn
nötig, beachtet. |
|
| Beispiel: rechteckige Innenstütze mit den Abmessungen
150/80, mittlere statische Nutzhöhe von 20 cm und Durchstanzbewehrung
aus fünf Bügelreihen |
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|
aufzunehmende Querkraft in einem Rundschnitt |
|
|
|
|
Die aufzunehmende Querkraft eines Rundschnitts berechnet
sich aus dem Bemessungswert der Querkraft
bzw. der Stützennormalkraft
abzgl. der Bodenpressung, die durch die zugehörige Schnittgrößenkombination
hervorgerufen wird. |
Bei einer Bodenplatte bzw. einem Fundament darf n. DIN
1045-1, Abs.10.5.3 (4), aber nur die halbe Fläche
innerhalb des
kritischen Rundschnitts angesetzt werden. |
|
|
|
Vorgehensweise bei gedrungenen Fundamenten |
|
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| Kriterium gedrungenes Fundament: der kleinste Stützenrandabstand
ist aR < 3·dm (mittlere statische Nutzhöhe). |
| Vorgehensweise im Programm 4H-FUND |
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| Reduzierung des Abstands für den kritischen
Rundschnitt |
|
|
|
|
|
| dafür voller Abzug der Bodenpressung
unter dem verkleinerten Rundschnitt |
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|
Erhöhung der Tragfähigkeit ohne
Durchstanzbewehrung im Verhältnis der Umfangsreduzierung
des kritischen Rundschnitts bezogen auf einen kritischen
Rundschnitt ohne reduzierten Stützenabstand, mindestens
aber um 20 % |
|
|
|
|
|
falls eine Durchstanzbewehrung erforderlich
wird, sollte der erste Bemessungsschnitt bereits in den
Abstand
0.3·dm (statt 0.5·dm)
vom Stützenrand gelegt werden |
| Dieser Empfehlung kann allerdings aus konstruktiven
Gründen nicht immer entsprochen werden. |
| Daher kann der Abstand im Eigenschaftsblatt
der Fundamentplatte auch manuell eingestellt werden. |
|
|
|
Liegt ein gedrungenes Fundament vor, wird die Berechnung
vom Programm unter den genannten
Änderungen durchgeführt;
sollte der Randabstand sogar kleiner als die statische Nutzhöhe
werden,
entfällt der Durchstanznachweis. |
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Querkrafttragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung |
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|
maximale Querkraftragfähigkeit |
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Die maximale Querkraftragfähigkeit ist der Grenzwert,
den die einwirkende Querkraft auch dann nicht übersteigen
darf, wenn eine Durchstanzbewehrung eingelegt wird. |
| Sie ergibt sich als Vielfaches des Grenzwerts ohne Durchstanzbewehrung. |
|
|
|
Ermittlung einer Durchstanzbewehrung |
|
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|
| In DIN 1045-1, Abs. 10.5.5, wird in die Bemessung von
Durchstanzbewehrung rechtwinklig zur Plattenebene (Bügelreihen)
und mit Schrägstäben unterschieden. |
| Der Anwender kann die Entscheidung der Art der Durchstanzbewehrung
im Registerblatt Durchstanzen des Eigenschaftsblatts der Fundamentplatte treffen.
Eine Mischung beider Varianten lässt das Programm nicht zu. |
| Alle weiteren konstruktiv notwendigen Angaben zur Durchstanzbewehrung
lassen sich ebenfalls dort einstellen. |
Für beide Bewehrungsvarianten gilt, dass der Stabdurchmesser
in Abhängigkeit der mittleren statischen
Nutzhöhe (dm)
begrenzt ist (DIN 1045-1, Abs. 13.3.3 (6)). |
|
| Diese Begrenzung wird vom Programm bei der Wahl der
Bewehrung berücksichtigt. |
Außerdem muss bei beiden Varianten der Nachweis
des äußeren Rundschnitts in einer Entfernung von 1.5·dm
erbracht werden. |
|
|
Ermittlung einer Durchstanzbewehrung aus Bügelreihen |
|
|
|
|
| Der Rundschnitt oder auch Nachweisschnitt der ersten
Bewehrungsreihe liegt meist im Abstand 0.5·dm (mittlere
statische Nutzhöhe) vom Stützenrand entfernt ( s.o.). |
Die statisch erforderliche Bewehrung der ersten Bewehrungsreihe
ergibt sich nach Umstellen von Gl. 108
aus DIN 1045-1 wie folgt. |
|
| Für alle weiteren Bewehrungsreihen, mit konstantem
Abstand sw untereinander, gilt nach Gl. 109 |
|
| Nach DIN 1045-1, Abs.10.5.5 (5), ist zusätzlich
zu den Anforderungen der baulichen Durchbildung eine Mindestbewehrung
einzuhalten, die sich je Nachweisschnitt errechnet. |
|
| Im Ausgabedokument werden diese Ergebnisse in Tabellenform
je Nachweisschnitt dargestellt. |
| Alle geführten Nachweisschnitte von Bewehrungsreihen
werden grafisch dargestellt. |
|
|
Schrägstäbe als Durchstanzbewehrung |
|
|
|
|
| Der erste Rundschnitt oder auch Nachweisschnitt ist
im Abstand von 0.5·dm (mittlere statische Nutzhöhe)
zu führen. |
Die statisch erforderliche Bewehrung der ersten Bewehrungsreihe
ergibt sich nach Umstellen von Gl. 111
aus DIN 1045-1 wie folgt. |
|
| Nach DIN 1045-1, Abs.10.5.5 (5), ist zusätzlich
zu den Anforderungen der baulichen Durchbildung eine Mindestbewehrung
einzuhalten. |
|
|
|
Nachweis des äußeren Rundschnitts |
|
|
|
|
Der äußere Rundschnitt liegt in einem Abstand
von 1.5·dm (mittlere statische Nutzhöhe) von
der letzten
Bewehrungsreihe entfernt. |
Die Querkrafttragfähigkeit längs des Rundschnitts
berechnet sich n. DIN 1045-1, Abs. 10.5.5 (4), als das
κa-fache
der Querkrafttragfähigkeit des kritischen Rundschnitts. |
|
Mit dem Beiwert κa wird der Übergang
zum Plattenbereich mit der Tragfähigkeit n. DIN 1045-1, 10.3.3,
berücksichtigt. |
| Die Länge lw ist die Breite des Bereichs
mit Durchstanzbewehrung außerhalb der Lasteinleitungsfläche
(s. Abb.). |
|
 |
|
|
|
 |
|
| Im Eigenschaftsblatt für die Angaben zur Fundamentplatte können vom Anwender im Register Schubbemessung Schnitte
definiert werden. |
| Für jeden dieser Schnitte wird für alle
vom Programm ermittelten Lastkombinationen zur Stahlbetonbemessung
eine Schubbemessung durchgeführt. |
|
| Die Bemessung erfolgt unter folgenden Vorgaben |
|
|
die Bemessung erfolgt für senkrechte
Bügel (α = 90°) |
|
als relevante Bewehrung in der Zugzone wird die vom Anwender
als untere Bewehrung
gewählte Bewehrung angesetzt |
|
der innere Hebelarm z wird mit 0.9·d (d für
statische Nutzhöhe) angenommen |
|
der Druckstrebenwinkel θ wird automatisch bzw. bewehrungsminimierend
gewählt |
|
|
| Nähere Angaben zur Vorgehensweise bei der Schubbemessung
s. im Internet unter www.pcae.de und dort Stahlbetontheorie - Schubbemessung. |
| Die dortigen Erläuterungen sind jedoch allgemeiner
Natur. Demzufolge haben nicht alle dortigen Angaben für dieses
Programm Relevanz. |
|
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|
|
Vorgehensweise n. EC 7 |
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|
|
|
| Ist im Eigenschaftsblatt für die Nachweisparameter
zur Standsicherheit die Option Direkte
Bemessung ausgewählt, werden bei Berechnung
n. EC 7 bzw. DIN 1054:2021 entspr. den Abschnitten 6.5 und 6.6 die
Nachweise zur äußeren Standsicherheit von Flächengründungen
geführt. |
|
|
Tragfähigkeitsnachweise (ULS, Grenzzustand
der Tragfähigkeit) |
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|
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| Sicherheit gegen Kippen (Grenzzustand EQU) |
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Gebrauchstauglichkeitsnachweise (SLS, Grenzzustand
der Gebrauchstauglichkeit) |
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|
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|
|
| Durch Wahl der Option nur
für einfache Fälle wird das Verfahren
nach Abschnitt A 6.10 unter der Bezeichnung Vereinfachter
Nachweis in Regelfällen im Grenzzustand (GEO-2) geführt. |
| Dabei handelt es sich um einen vereinfachten Nachweis
auf tabellarischer Basis, der die "direkten" Nachweise Grundbruch,
Gleiten und Setzungsermittlung ersetzt. |
| Der Kippnachweis und der Nachweis der zulässigen
Lage der Sohldruckresultierenden werden auch hier geführt. |
Liegen einfache und überschaubare Bodenverhältnisse
vor und sind alle weiteren Voraussetzungen erfüllt, hat dies
für den Anwender den Vorteil, dass auf weitere Angaben zu den
Bodenkennwerten verzichtet werden kann. |
|
|
| Die direkte Nachweisführung
liefert aber i.d.R. die wirtschaftlicheren Ergebnisse. |
|
|
|
| Bei Wahl der dritten Option individuell können vom Anwender gezielt nur bestimmte Nachweise oder auch
vereinfachtes Verfahren und direkte Nachweise gleichzeitig geführt
werden. |
| So könnte z.B. der Nachweis für einfache Fälle
geführt werden und zusätzlich der Gleitsicherheitsnachweis. |
|
|
Unterschiede bei Berechnung n. DIN 1054:2005 |
|
|
|
|
| Im Gegensatz zur Berechung nach EC 7 ergeben sich folgende
Unterschiede |
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|
der Nachweis zur Begrenzung
einer klaffenden Fuge ist geteilt in einen Tragfähigkeitnachweis
(zulässige
Ausmitte der Sohldruckresultierenden
unter Gesamtlast) und einen Gebrauchtauglichkeitsnachweis
(zulässige Ausmitte der Sohldruckresultierenden
unter ständigen Lasten) |
|
|
| der Nachweis gegen Verschiebung
in der Sohlfläche entfällt |
|
|
| der vereinfachte Nachweis in Regelfällen wird auf charakteristischer Basis geführt |
|
|
| die Klassifikation der Bemessungssituationen erfolgt noch mit LF 1, LF 2 und LF 3, während n.
EC 7 hierfür die Bezeichnungen BS-P, BS-T, BS-A und
BS-E verwendet werden. |
| Einziger Unterschied dabei ist, dass mit
BS-E die Erdbebensituation als separate außergewöhnliche
Situation behandelt wird (n. DIN 1054:2005 als LF 3 behandelt). |
|
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Auftriebskraft |
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|
Falls die Einbindetiefe der Fundamentplatte unter dem
Grundwasserstand liegt, ergibt sich die Auftriebskraft
wie folgt |
|
| Die Auftriebskraft wird als ständige Einwirkung
in allen Nachweisen berücksichtigt. |
|
|
Ersatzfläche zur Berücksichtigung außermittiger Belastung |
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|
|
|
In den Nachweisen der Grundbruchsicherheit, des aufnehmbaren
Sohldrucks in einfachen Fällen (Regelfall-
bemessung) und der Gleitsicherheit
wird die Außermittigkeit der Last rechnerisch dadurch erfasst,
dass die Gründungsfläche durch eine reduzierte Fläche
ersetzt wird. |
Diese Ersatzfläche entspricht der Teilfläche
der Gründung, bei der die Resultierende der vertikalen,
charakteristischen Last im Schwerpunkt liegt. |
| Bei einer rechteckigen Gründungsfläche ergibt
sich die Ersatzfläche zu |
|
|
|
|
 |
|
| Der Nachweis gegen Kippen ist ein Tragfähigkeitsnachweis,
der nach EC 7 im Grenzzustand EQU geführt wird. |
| Dabei wird für jede Kante die Summe der stabilisierenden
und destabilisierenden Momente ermittelt. |
| Bei Einhaltung der Bedingung |
|
| ist der Nachweis erfüllt. |
|
|
Obwohl der Nachweis nicht Teil der DIN 1054:2005
ist, wird er vom Programm auch bei Berechung nach
DIN geführt. Die Schnittgrößen werden
dafür im Grenzzustand 1A ermittelt. |
|
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Der Nachweis der Grundbruchsicherheit ist ein Tragfähigkeitsnachweis,
der n. EC 7 im Grenzzustand GEO-2 und
n. DIN 1054:2005 im Grenzzustand 1B geführt wird. |
|
|
Grundbruchwiderstand |
|
|
|
|
| Der Grundbruchwiderstand wird n. DIN 4017:2006-03 ermittelt. |
| Er setzt sich aus einem Breiten-, einem Tiefen- und
einem Kohäsionsanteil zusammen und ergibt sich zu |
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| Die Ersatzabmessungen ergeben sich infolge einer außermittigen Belastung. |
| Der Bemessungswert des Grundbruchwiderstands wird
mit dem zugehörigen Teilsicherheitsbeiwert ermittelt |
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Vorgehensweise bei geschichtetem Boden |
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Bei geschichtetem Boden werden die Rechenwerte für
c, γ1, γ2 und φ über die
Methode des gewogenen
Mittels ermittelt. |
| Dabei wird der Boden nur bis zur Tiefe der Gleitscholle
berücksichtigt. |
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Gleitscholle |
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| Bei lotrechter Belastung, zentrisch oder auch außermittig,
wird die Tiefe der Gleitscholle, die sich bei einem Grundbruch einstellen
würde, wie folgt angenommen |
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| Bei schräger Belastung bzw. zusätzlicher horizontaler
Last ergibt sich die rechnerische Tiefe der Gleitscholle aus |
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Da die Tiefe der Gleitscholle vom Rechenwert der inneren
Reibung abhängig ist und dieser wiederum bei
geschichtetem Boden
von der Tiefe der Gleitscholle, sind diese beiden Werte iterativ zu
ermitteln. |
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Tragfähigkeitsbeiwerte |
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Die Tragfähigkeitsbeiwerte werden nach Abs. 7.2.2
ermittelt und sind ausschließlich abhängig vom
Winkel der
inneren Reibung φ. |
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Formbeiwerte |
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Die Formbeiwerte berücksichtigen die Grundrissform
und berechnen sich nach Tab. 2 der DIN 4017 für ein
Rechteck wie folgt |
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Lastneigungsbeiwerte |
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| Bei horizontaler Belastung dienen Neigungsbeiwerte zur
Berücksichtigung der zusätzlichen horizontalen Belastung. |
Die Neigungsbeiwerte werden nach Tab. 3 der DIN 4017:2006
ermittelt und sind i.W. abhängig vom Neigungswinkel
der resultierenden charakteristischen Last eines Lastkollektivs |
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Ausnutzung |
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| Um die Ergebnisse aller Lastkollektive vergleichen zu
können, wird vom Programm eine Ausnutzung ermittelt |
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| Damit der Nachweis erfüllt ist, müssen die
Ausnutzungen aller Lastkollektive < 1.0 sein. |
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Der Nachweis der Gleitsicherheit ist ein Tragfähigkeitsnachweis,
der n. EC 7 im Grenzzustand GEO-2 und
n. DIN 1054:2005 im Grenzzustand 1B geführt wird. |
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Gleitwiderstand |
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| Unter der Annahme konsolidierten Bodens berechnet sich
der charakteristische Gleitwiderstand zu |
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| Der Sohlreibungswinkel ist im Eigenschaftsblatt für
den Boden vom Anwender
vorzugeben. |
| Der Quotient aus charakteristischem Gleitwiderstand
und Teilsicherheitsbeiwert ergibt den Bemessungswert |
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Erdwiderstand |
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| Der Erdwiderstand kann angesetzt werden, wenn folgende
Bedingungen erfüllt sind |
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| das Bauwerk kann ohne Gefahr eine
hinreichende Verschiebung ausführen |
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der beanspruchte Boden muss, wenn
er nichtbindig ist, mindestens eine mitteldichte
Lagerung,
wenn er bindig ist, mindestens eine steife Konsistenz
haben |
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| der Boden vor dem Bauwerk darf weder
vorübergehend noch dauerhaft entfernt werden |
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Das Maß der für das Bauwerk verträglichen
Mobilisierung muss vom Anwender im Eigenschaftsblatt für den Boden vorgegeben werden. Der
Wert des mobilisierten Erdwiderstands wird zusätzlich durch den
Teilsicherheitsbeiwert für
den Erdwiderstand im GEO-2 abgemindert.
Dies ergibt den Bemessungswert des Erdwiderstands |
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| Die Wirkungsbreite für den Erdwiderstand wird bei
zweiachsiger Belastung entsprechend den Horizontallastkomponenten
der beiden Lastrichtungen gewichtet |
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Vom Programm wird zusätzlich sichergestellt, dass
der angesetzte charakteristische Wert des mobilisierten
Erdrucks nicht
höher als der charakteristische Wert der resultierenden Horizontalkraft
ist. |
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Ausnutzung |
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| Um die Ergebnisse aller Lastkollektive vergleichen zu
können, wird vom Programm eine Ausnutzung ermittelt |
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Damit der Nachweis erfüllt ist, müssen die
Ausnutzungen für alle Lastkollektive < 1.0 bzw. die
Sicherheiten
> 1.0 sein. |
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Der Nachweis zur Begrenzung einer klaffenden Fuge ist
ein Gebrauchstauglichkeitsnachweis, der nach
DIN 1054:2021-04, Abs.
A 6.6.5, geführt wird. |
| Der Nachweis besteht aus zwei Teilen. Dabei ist nachzuweisen,
dass |
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| unter ständigen Lasten keine klaffende
Fuge auftritt und |
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bei ständigen und veränderlichen
Lasten (Gesamtlast) in der ungünstigsten Kombination
maximal ein Klaffen
bis zum Schwerpunkt auftritt |
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| Bei rechteckigen Gründungsflächen erfolgt
der Nachweis über die Einhaltung von maximalen Ausmitten. |
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| unter ständigen Lasten tritt keine
klaffende Fuge auf, wenn für die Lage der Sohldruckresultierenden
folgende Bedingung eingehalten ist |
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| unter Gesamtlast darf die klaffende Fuge
bis maximal zum Schwerpunkt reichen. |
| Dies ist nachgewiesen, wenn für die
Lage der Sohldruckresultierenden folgende Bedingung eingehalten
ist |
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| Unterschiede bei der
Berechnung nach DIN 1054:2005 |
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In der Ausgabe der DIN 1054 von 2005 war der zweite
Teil des Nachweises, der unter Gesamtlast zu führen ist,
formal
ein Tragfähigkeitsnachweis. Als Nachweis gegen Verlust der Lagesicherheit
wurde er dort dem Grenz-
zustand 1A zugeordnet. Trotzdem war er ebenfalls
mit 1.0-fachen Schnittgrößen zu führen. |
| Der wesentliche Unterschied zu den neueren Ausgaben der Norm ist, dass in den alten Normen auch außergewöhnliche Lasten berücksichtigt wurden. |
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| Bei diesem Nachweis handelt es sich um einen Gebrauchstauglichkeitsnachweis. |
Bei Berechnung n. EC 7 wird er gemäß DIN
1054:2021-04, Abs. 6.6.6, geführt. Damit soll sichergestellt werden,
dass keine unzuträglichen Verschiebungen in horizontaler
Richtung eintreten. |
Der Nachweis gilt als erfüllt, wenn beim Nachweis
der Gleitsicherheit auf den Ansatz des Erdwiderstands
verzichtet werden kann. |
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| Der Nachweis der zulässigen Setzung ist ein Gebrauchstauglichkeitsnachweis. |
| Bei Berechnung nach aktueller Norm wird die Setzungsberechnung unter Anwendung geschlossener Formeln
entsprechend DIN 4019:2015-05 ausgeführt. |
| Bei Berechnung nach DIN 1054:2010 oder älter entspr. DIN 4019, Teil 1:1979-04, und DIN 4019, Teil 2:1981-02. |
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setzungserzeugende Spannung unter der Fundamentsohle |
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| Die setzungserzeugende Spannung ergibt sich aus der
Differenz von Sohlspannungen σ0 aus Bauwerkslasten
und Spannungen σa infolge Aushublasten (die nun nicht
mehr vorhanden sind) |
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| Für den Fall, dass σ0 nicht wesentlich
größer als die Aushubentlastung ist |
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| wird jedoch der volle Wert der Bauwerkslasten als setzungserzeugend
angesetzt |
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Grenztiefe |
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Die in der Sohlfuge beginnende Grenztiefe ist die Tiefe,
bis zu der die Setzungsanteile der Bodenschichten
berücksichtigt werden. |
Sofern die Grenztiefe ds nicht vom Benutzer
vorgegeben wird, wird sie vom das Programm iterativ anhand der
Bedingung ermittelt, dass die setzungserzeugenden Spannungen unter
dem kennzeichnenden Punkt in dieser
Tiefe gleich 20% der Überlagerungsspannungen aus der Eigenlast
des Bodens sind |
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| Eine Vorgabe der Grenztiefe durch den Anwender
ist sinnvoll, wenn unterhalb der Fundamentsohle eine setzungsunempfindliche
Schicht (z.B. Fels) in einer Tiefe ansteht, die geringer
als die errechnete ist. |
| Die zu berechnenden Setzungen wären
dann geringer. |
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| Unbedingt zu empfehlen ist es aber, wenn
eine sehr weiche Schicht in dem Bereich ansteht, der als
Grenztiefe vom Programm errechnet werden würde, die
Grenztiefe manuell auf die untere Grenze dieser Schicht
festzulegen. |
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Setzungsbeiwerte und Setzungsanteile |
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| Beginnend unter der Fundamentsohle bis zur Grenztiefe
werden für jede Kote, an der ein Schichtwechsel ansteht, die
Setzungsbeiwerte und die sich daraus zu errechnenden Setzungsanteile
der darüber liegenden Schichten ermittelt. |
| Die Setzungsanteile aus gleichmäßiger Last
und aus Momentenbeanspruchung werden dabei getrennt betrachtet. |
Die Beiwerte f für die Setzung aus gleichmäßiger
Last unter dem kennzeichnenden Punkt werden nach Kany, M. (Berechnung
von Flächengründungen, Verlag Wilhelm Ernst & Sohn,
2. Aufl., 1974, Band 2), Tab. 4, die Beiwerte
fx und fy für die Schiefstellung aus Momentenbelastung
nach Sherif, G. und König, G. (Platten und Balken auf nachgiebigem
Baugrund, Springer 1975) ermittelt. |
| Der Setzungsanteil aus mittiger Last für den Bereich
zwischen i-ter und i-1-ter Kote errechnet sich zu |
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Der Setzungsanteil aus Schiefstellung um die y-Achse
für den Bereich zwischen i-ter und i-1-ter Kote errechnet
sich wie folgt |
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| Analog der Anteil aus Schiefstellung um die x-Achse |
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Durch Summierung aller Setzungsanteile können die
resultierenden Setzungen in Plattenmitte und in den
Eckpunkten berechnet
werden. |
| Aus den resultierenden Setzungen in den Eckpunkten können
dann wiederum die resultierenden Schiefstellungen berechnet werden. |
Vom Anwender sind im Eigenschaftsblatt für den Boden eine zulässige maximale
Setzung und jeweils eine
zulässige Schiefstellung um die beiden
Achsen vorzugeben. |
| Werden diese Werte für alle Lastkollektive eingehalten,
gilt der Nachweis der Setzungen als erbracht. |
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Wegen vereinfachter Annahmen, Mittelungen
und vielfältigen Einflüssen können die
so erzielten
Ergebnisse der Setzungsberechnung um bis
zu 50 % von den tatsächlich eintretenden Setzungen
abweichen. |
| Die Ergebnisse dienen also lediglich der
Abschätzung bzw. liefern nur eine Größenordnung
der zu erwartenden Setzungen. |
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| Bei einfachen Verhältnissen bzgl. Baugrund und
Beanspruchung kann der Nachweis der Sohldruckbeanspruchung mit Hilfe
von Tabellenwerten n. DIN 1054:2021, Abs. A 6.10, geführt werden. |
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Voraussetzung ist eine ausreichende Baugrunderkundung,
damit die Baugrundverhältnisse unter
den im
Abs. A 6.10 genannten Bedingungen für die
Anwendung der Tabellenwerte eingeordnet werden können. |
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| Für die Gültigkeit des Verfahrens müssen
u.A. folgende Bedingungen vorliegen |
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| die Belastung muss überwiegend oder
regelmäßig statisch sein (nur BS-P) |
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| der Kippnachweis und der Nachweis der zulässigen
Ausmitte müssen erfüllt sein* |
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| Mindesteinbindetiefe von 0.8 m bzw. frostfreie
Sohle* |
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| die Abmessungen sind begrenzt* |
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| der Baugrund muss aus häufig vorkommenden,
typischen Bodenarten bestehen (nähere Angaben s.
DIN 1054) |
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| der Baugrund muss bis z = 2·b annähernd
gleichmäßig sein |
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|
| Begrenzung des Verhältnisses von Horizontal-
zu Vertikallast* |
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Die mit * gekennzeichneten Bedingungen werden vom Programm
überprüft. |
| |
Inwieweit die Regelmäßigkeit der Bodenverhältnisse
gegeben ist, ist dagegen vom Anwender zu beurteilen. |
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In Abhängigkeit der Einbindetiefe und der Beschaffenheit
des Baugrunds wird aus Tabellenwerten ein aufnehmbarer Sohldruck (bzw.
eine Bodenpressung) ermittelt, der ggf. nochmals in Abhängigkeit
von den Plattenabmessungen
und dem Grundwasserstand mit dem Faktor
f erhöht oder verkleinert wird |
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| Dieser zulässige Sohldruck wird dem vorhandenen
Sohldruck gegenübergestellt. |
| Der vorhandene Sohldruck wird dabei im Grenzzustand
GEO-2 ermittelt und ergibt sich aus |
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Die Ersatzfläche
A' resultiert dabei aus der Abminderung der Gründungsfläche
infolge einer außermittigen
Belastung. Ist die Ausnutzung |
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| ist der Nachweis erfüllt. |
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Unterschiede bei Berechnung n. DIN 1054:2005 |
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Vorgehensweise und Voraussetzungen für den Nachweis entsprichen dem bekannten Tabellenverfahren aus
DIN 1054:2005, Abs. 7.7. |
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Einziger und wichtiger Unterschied ist,
dass in den alten Normen der Nachweis auf Gebrauchstauglich-
keitsniveau (1.0-fach) geführt wurde, während nach
Eurocode die Schnittgrößen im Grenzzustand
GEO 2 ermittelt werden. |
| Die Tabellenwerte sind daher bei DIN
1054:2010 um den Faktor 1.4 höher als in den
alten Normen. |
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| Die Drehfeder wird für die Verdrehungen um die x- und y-Achse ermittelt. Je Achse ergibt sich die Drehfeder zu |
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| Die Abschätzung des Bettungsmoduls erfolgt nach Rausch (Betonkalender 1973, Teil 2, S. 150 ff) |
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| Die Steifeziffer des Bodens wird mittels des Korrekturfaktors κ aus dem
mittleren Zusammendrückungsmodul Em (Eingabe im Eigenschaftsblatt Boden) ermittelt |
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Im Programm wird der Korrekturfaktor auf der sicheren Seite liegend mit
κ = 1.0 angesetzt. Dies entspricht nach
DIN 4019:1979, Teil 1 der
Annahme eines einfach bis leicht überverdichtetem Bodens. |
Sollte ein geschichteter Boden vorliegen, wird der Rechenwert von
Em aus dem gewogenen Mittel bis zur Grenztiefe
von ds = 2 · bmin (kleinere Breite der Fundamentplatte) ermittelt. |
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Erdruhedruck |
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| Bei Berechnung von Erdruhedruck wird von einer starren (unbeweglichen)
Wand ausgegangen. |
Bei Berechnung nach aktueller Norm erfolgt diese nach DIN 4085:2017
(Abschnitt 8.1). Die Kohäsion des Bodens
bleibt dabei außer Ansatz. |
| Der Wandreibungswinkel des Erdruhedrucks kann nicht vorgegeben werden,
sondern ist Teil der Lösung. Im Fall von senkrechten Wänden (α = 0),
wie hier im Programm immer der Fall, ist dieser gleicher Null. |
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passiver Erddruck |
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| Der passive Erddruck wird vom Programm standardmäßig unter der Annahme gekrümmter Gleitflächen ermittelt. |
Die entsprechenden Erddruckwerte gehen auf Pregel/Sokolowski zurück und werden nach DIN 4085:2017
(Abschnitt 7.1) ermittelt. |
| Für den Sonderfall α = β = δ = 0° ist auch eine Berechnung unter
Annahme ebener Gleitflächen zulässig. |
| Der Wandreibungswinkel wird in Abhängigkeit der Wandbeschaffenheit aus
DIN 4085:2017 (Tab. A.1) ermittelt. Im Gegensatz zur Berechnung des
aktiven Erddrucks erhält der Wert hier ein negatives Vorzeichen. |
| Kohäsion wirkt sich günstig auf den passiven Erddruck aus, denn damit erhöht sich der Erdwiderstand. |
| Standardmäßig wird bei der Ermittlung des passiven Erddrucks nach DIN 4085:2017 von einer parallelen Wandbewegung ausgegangen. |
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