0010-D-DBV-AK Software-Blockfundament nach DIN EN 1992-1-1 mit NA
Bert Ziems | Alexander Meierhofer | Bert Ziems | Joachim Kretz | Roland Sauer | Casimir KatzD0 Classification
| Class | Design-Code-Based Verification Example |
|---|---|
| Type of structure | Special Structural Component |
| Mechanics | Other |
| Material law | Other Material Laws |
| Building material | Concrete, Reinforced Concrete, Pre-Stressed Concrete |
| Design type | Analysis of Ultimate Limit State (ULS) |
| Design code | DIN EN 1992 |
| Status |
published on 02-02-2018 and qualified on 14-03-2018 |
D1 Problem description
D1.1 Aufgabenstellung
Zu bemessen ist ein quadratisches Blockfundament für Stahlbeton-Fertigteilstützen. Die Aussparung im Blockfundament wird mit rauer (verzahnter) Schalungsfläche hergestellt. Die Bemessung ist nach DIN EN 1992-1-1/NA 1.5.2.5 und 1.5.2.6 für Einwirkungen des üblichen Hochbaus, die als vorwiegend ruhende Einwirkungen anzunehmen sind, durchzuführen.
Aus einem Baugrundgutachten ist anzunehmen: nichtbindiger Baugrund, betonangreifend, frostfrei.
Aus der Stützenbemessung werden zwei Lastfälle abgeleitet:
- Randstütze einachsige Biegung mit geringer Ausmitte (Montagezustand als Randstütze)
- Innenstütze planmäßige mittige Druckkraft (Endzustand als lnnenstütze)
Als Baustoffe werden verwendet:
- Beton C 30/37 für das Fundament
- Beton C 40/50 für die Fertigteilstütze
- Bewehrung B500B Betonstabstahl (hochduktil)
Der geotechnische Nachweis der Tragfähigkeit ist nicht Gegenstand dieses Beispiels.
D1.2 Theoretische Grundlagen
Im nachfolgenden Bemessungsmodell wird zugrunde gelegt, dass die in Höhe der Fundamentoberkante wirkenden Beanspruchungen aus der Stütze (Normalkraft und Moment) über vertikale Schubspannungen in das Fundament übertragen werden. Dazu müssen Stützenfuß, Füllbeton und Fundament monolitisch zusammenwirken.
Diese Lastabtragung ist jedoch nur unter folgenden Voraussetzungen möglich:
- Die Seitenflächen des Stützenfußes und die Innenflächen der Köcheraussparung werden mit einer gewellten oder gezahnten Schalung hergestellt, deren Profiltiefe d > 10 mm beträgt.
- Der Füllbeton weist die gleiche Betonfestigkeit wie das Fundament auf (im Allgemeinen geringer als die der Stütze). Zudem muss der Beton gut verdichtet werden.
D1.3 System
Bild D1.1: System
D1.4 Material
Mindestfestigkeitsklasse, Betondeckung
Expositionsklasse für Bewehrungskorrosion
infolge Karbonatisierung → XC2 (Gründungsbauteil)
Mindestfestigkeitsklasse Beton → C16/20
Expositionsklasse / Feuchtigkeitsklasse für Betonangriff
infolge schwach betonangreifenden Betons → XA1
Feuchtigkeitsklasse → WF
Mindestfestigkeitsklasse Beton → C25/30
Gewählt: C30/37 XC2, XA1, WF
Betondeckung wegen Expositionsklasse XC2:
→ Mindestbetondeckung cmin,dur = 20–5 = 15 mm
+ Vorhaltemaß Δcdev = 15 mm
= Nennmaß der Betondeckung cnorm = 30 mm
zur Sicherstellung des Verbundes: cmin,b ≥ Stabdurchmesser
daraus ergibt sich das Verlegemaß für die außenliegende Bewehrung:
Bügel Ø 14: cv,Bü = 30 mm
D1.5 Einwirkungen
D1.5.1 Charakteristische Werte
Tabelle D1.1: Einwirkungen
|
Bezeichnung der Einwirkungen |
charakteristischer Wert | ||
|---|---|---|---|
| Lastfall 1 | Lastfall 2 | ||
| Ständig: Schnittkräfte der Stütze an OK Fundament: Fundament (Eigenlast): Stützenfuß, Platte 25,0 · (3,0 · 3,0 · 0,80) |
N Ek,G = V Ek,G = M Ek,G = G k,l = |
460 kN ± 40 kN ± 84 kNm 180 kN |
1350 kN 0 ± 20,3 kNm 180 kN |
| Veränderlich: Schnittkräfte der Stütze an OK Fundament |
N Ek,G = V Ek,G = M Ek,G = |
|
|
D1.5.2 Bemessungswerte in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit
Teilsicherheitsbeiwerte in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit
Tabelle D1.2: Teilsicherheitsbeiwerte
| Einwirkungen | günstig | ungünstig |
|---|---|---|
| ständige veränderliche |
γ G,inf = 1,0 γ Q = 0 |
γ G,sup = 1,3 γ Q = 1,5 |
D1.5.3 Repräsentative Werte in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit
Kombinationsbeiwert ψ 2,i = 0,5:
quasi-ständige Einwirkungskombination im Lastfall 2:
| E perm = N Ek,G + ψ 2,i · N Ed,Q = M Ek,G + ψ 2,i · M Ed,Q |
= G k + ψ 2,i · Q k,1 = 1350 + 0,5 · 1500 = 2100 kN = 20,3 + 0,5 · 22,5 = 31,5 kNm |
D5 References
[1] DAfStb-Heft 599, Bewehren nach Eurocode 2, Berlin: Beuth Verlag 2012.
[2] DAfStb-Heft 600, Erläuterungen zu DIN EN 1992-1-1 und DIN EN 1992-1-1/NA., Berlin: Beuth Verlag 2012.
[3] Fingerloos, F., Hegger, J.; Zilch, K., Der Eurocode 2 für Deutschland- DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Kommentierte Fassung, Hrsg.: BVPI, DBV, ISB, VBI. Berlin: Beuth-Verlag und Verlag Ernst & Sohn 2012.
[4] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V., Beispiele zur Bemessung nach Eurocode 2. Band 1: Hochbau, Berlin: Ernst & Sohn 2011.
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