Stahlbetonbau

Elementierung eines Bürogebäudes
Elementierung eines Bürogebäudes

Entscheidend für den Einsatz eines Programmes im Massivbau ist die Umsetzung und Integration der gültigen Bemessungsnormen sowie die Nachvollziehbarkeit der Nachweise. Hierfür stehen im Programmsystem InfoCAD umfangreiche Funktionen wie z.B. die Einzelbemessung oder ausführliche Protokolle für jedes einzelne Element zur Verfügung. Unterstützt werden die aktuellen Eurocode-Normen unter Berücksichtigung der nationalen Anhänge.

Nachweise für den Stahlbetonbau:

  • Grenzzustand der Tragfähigkeit
    - Mindestbewehrung zur Sicherstellung des duktilen Bauteilverhaltens
    - Biegung mit oder ohne Längskraft und Längskraft allein
    - Querkraft unter Berücksichtigung des Mindestbewehrungsgrades
    - Reine Torsion und Torsion mit Querkraft
    - Nachweis gegen Durchstanzen
    - Nachweis gegen Ermüdung (Beton und Betonstahl)
  • Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
    - Begrenzung der Betondruckspannungen
    - Begrenzung der Betonstahlspannungen
    - Mindestbewehrung für die Begrenzung der Rissbreite
    - Begrenzung der Rissbreite durch direkte Berechnung
    - Begrenzung der Verformungen

Einwirkungen und Kombinationen

Aus den Einwirkungen bildet das Programm mit den jeweiligen Sicherheits- und Kombinationsbeiwerten automatisch die Bemessungssituationen für die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit und der Tragfähigkeit. Die daraus resultierenden extremalen Bemessungswerte werden den Nachweisen zur Verfügung gestellt. Alternativ können die Nachweise statt für die Extremwerte der Beanspruchung auch für alle Kombinationen durchgeführt werden.

Grenzzustand der Tragfähigkeit

Begrenzung der Betondruckspannungen
Die Betondruckspannungen werden zur Vermeidung von Längsrissen unter der seltenen Einwirkungskombination begrenzt.
Falls die Gebrauchstauglichkeit, Tragfähigkeit oder Dauerhaftigkeit des Bauwerks durch das Kriechen wesentlich beeinflusst werden, sind  diese zusätzlich unter der quasi-ständigen Einwirkungskombination zu begrenzen.

Begrenzung der Betonstahlspannungen
Der Nachweis der Stahlspannungen erfolgt durch Ermittlung des Dehnungszustands am gerissenen Betonquerschnitt.
Die Zugspannungen werden dabei unter der seltenen Einwirkungskombination begrenzt. Als Bewehrung wird das Maximum aus Robust-heits-, Riss- und Biegebewehrung einschließlich einer evtl. Erhöhung aus dem Ermüdungsnachweis angenommen.

Rissbreitenbeschränkung
Rissbildung ist in Betonzugzonen nahezu unvermeidbar. Die Rissbreite ist so zu beschränken, dass die ordnungsgemäße Nutzung des Tragwerks sowie sein Erscheinungsbild und die Dauerhaftigkeit als Folge von Rissen nicht beeinträchtigt werden. Der Nachweis zur Begrenzung der Rissbreite beinhaltet den Nachweis der Mindestbewehrung und die Berechnung der Rissbreite.

Mindestbewehrung für die Begrenzung der Rissbreite
Diese wird zur Aufnahme von Zwangseinwirkungen und Eigenspannungen angeordnet und für die der Anforderungsklasse entsprechende Schnittgrößenkombination, die zur Erstrissbildung führt,  bemessen.

Nachweis der Rissbreite
Die Rissbreite wird für die endgültige Längsbewehrung (Maximum aus Robustheits-, Riss- und Biegebewehrung einschließlich einer evtl. Erhöhung aus dem Ermüdungsnachweis) ermittelt. Die Stahlspannung der Bewehrung ergibt sich mit der Nachweiskombination gemäß Anforderungsklasse im Zustand II.
Dabei wird die Bewehrung so lange erhöht, bis die geforderte Rissbreite eingehalten wird.

Begrenzung der Verformungen
Die Verformungen im Gebrauchszustand werden unter Berücksichtigung der vorhandenen Bewehrung und den daraus resultierenden Biegesteifigkeiten ermittelt.
Die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen (tension stiffening) kann durch eine verbleibende Zugspannung erfasst werden.

Ermittlung der maximalen Bewehrung

Die Bemessung der extremalen Schnittgrößen aus Einwirkungskombinationen führt nicht unbedingt zur maximalen Betonstahlbewehrung. Häufig existieren Kombinationen geringerer Schnittgrößen, die zu höheren Bewehrungsgraden führen. Optional können daher im Programmsystem InfoCAD alle Schnittkraftkombinationen nachgewiesen werden.

Zustand II

Deformationen im Zustand II

Zur Durchführung eines Tragfähigkeitsnachweises am Gesamtsystem z.B. für verschiebliche Rahmen unter Berücksichtigung der effektiven Steifigkeiten oder zur Ermittlung der Verformungen im Zustand II steht die nichtlineare Systemanalyse für alle Normen und Tragwerkstypen zur Verfügung.

Literatur

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