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Grundbruchnachweis GBR - Frilo

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<strong>Grundbruchnachweis</strong> <strong>GBR</strong><br />

Handbuch für Anwender von <strong>Frilo</strong>-Statikprogrammen<br />

© Friedrich + Lochner GmbH 2011<br />

<strong>Frilo</strong> im Internet<br />

www.frilo.de<br />

E-Mail: info@frilo.de<br />

<strong>GBR</strong> Handbuch, Revision 1/2011<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 1


<strong>Frilo</strong>-Programm: <strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong><br />

Dieses Handbuch informiert über die Grundlagen zum Programm <strong>GBR</strong>.<br />

Inhaltsverzeichnis<br />

Anwendungsmöglichkeiten ................................................................................................. 3<br />

Berechnungsgrundlagen...................................................................................................... 4<br />

DIN 1054 [2005-01] mit DIN 4017 [2006-03] ....................................................................... 4<br />

ÖNORM EN 1997-1 [2007-11] mit ÖNORM B 4435-2 [1999-10]......................................... 4<br />

Eingabe ................................................................................................................................ 13<br />

Grundparameter - Normen................................................................................................. 14<br />

Fundament......................................................................................................................... 14<br />

Sohldruck........................................................................................................................... 14<br />

Lastfälle ............................................................................................................................. 15<br />

Gelände ............................................................................................................................. 16<br />

Bodenschichten Anfangszustand....................................................................................... 16<br />

Bodenschichten Endzustand ............................................................................................. 16<br />

Weitere Optionen............................................................................................................... 17<br />

Ausgabe............................................................................................................................... 18<br />

Ausgabebeispiele .............................................................................................................. 19<br />

Dokumentationen - Übersicht<br />

Neben den einzelnen Programmhandbüchern (Manuals) sind folgende Dokumentationen für<br />

grundlegende Erläuterungen zur Bedienung der Programme nützlich:<br />

Bedienungsgrundlagen FDC Allgemeine Bedienung der neuen FDC-Oberfläche<br />

FCC.pdf <strong>Frilo</strong>.Control.Center - das komfortable Verwaltungsmodul für<br />

Projekte und Positionen<br />

FDD.pdf <strong>Frilo</strong>.Document.Designer - Dokumentenverwaltung auf PDF-<br />

Basis<br />

Menüpunkte FDC Erläuterung der „programmübergreifenden“ Menüpunkte<br />

Ausgabe und Drucken FDC<br />

Import und Export<br />

<strong>Frilo</strong>.System.Next Installation, Konfiguration, Netzwerk, Datenbank<br />

2 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Anwendungsmöglichkeiten<br />

Leistungsumfang<br />

Das Programm <strong>GBR</strong> weist den zulässigen Sohldruck nach und führt die Nachweise für<br />

Gleitsicherheit, zulässigen Sohldruck, Kippsicherheit, Lagesicherheit und Grundbruch.<br />

Wählbare Normen:<br />

- DIN 1054 [2005-01] in Verbindung mit DIN 4017 [2006-03]<br />

- ÖNORM B 1997-1 [2007-11] in Verbindung mit ÖNORM B 4435-2 [1999-10]<br />

Lastweiterleitung/Schnittstellen zu WSM, FD und FDB<br />

Das Programm ermöglicht auch den <strong>Grundbruchnachweis</strong> im Programm Winkelstützmauer<br />

WSM2 und durch Datenübergabe im Einzelfundament FD sowie im Blockfundament FDB.<br />

Anwendungsgrenzen<br />

Der im Programm <strong>GBR</strong> geführte <strong>Grundbruchnachweis</strong> basiert auf gemittelten<br />

Baugrundbeiwerten. Die Reibungsbeiwerte der einzelnen Bodenschichten dürfen dabei um<br />

nicht mehr als 5 Grad vom arithmetischen Mittelwert abweichen.<br />

Weiterhin können Böschungen mit Bermen als auch Sohlneigungen des Fundamentkörpers<br />

definiert werden.<br />

Als Geometrieformen stehen Rechteckfundamente und Streifenfundamente zur Verfügung.<br />

Es können verschiedene Lastfälle definiert werden, welche entsprechend der maßgebenden<br />

Grenzzustände der Nachweise kombiniert werden. Pro Lastfall stehen die<br />

Eingabemöglichkeiten Normalkraft, Horizontallast in X- und Y-Richtung sowie Momente in X-<br />

und Y Richtung zur Verfügung. Diese Lasten beziehen sich auf das grafisch dargestellte<br />

Koordinatenkreuz und wirken ab der Oberkante des Fundamentsockels. Dies bedeutet, dass<br />

Horizontallasten auf dem Weg zur Fundamentsohle über die Höhe ein Zusatzmoment<br />

erzeugen.<br />

Zusätzlich zu diesen Lasten können pro Lastfall zusätzlich 10 vertikale Einzellasten definiert<br />

werden. Diese können frei auf dem Fundament verteilt werden, ihre Koordinaten beziehen<br />

sich auf die Achse des Sockels.<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 3


Berechnungsgrundlagen<br />

DIN 1054 [2005-01] mit DIN 4017 [2006-03]<br />

ÖNORM EN 1997-1 [2007-11] mit ÖNORM B 4435-2 [1999-10]<br />

Einwirkungen und Belastung nach DIN 1055-100 und EN 1990<br />

Lasten werden stets charakteristisch eingegeben. Es stehen Einwirkungen nach DIN 1055-<br />

100 und EN 1990 zur Verfügung. Die beinhaltet auch die Möglichkeit, außergewöhnliche<br />

Lasten zu definieren. Weiterhin können Ergebnislastfälle definiert werden, welche alternativ<br />

zu den sich aus den charakteristischen Lasten ergebenden Lastkombinationen betrachtet<br />

werden.<br />

Es besteht die Möglichkeit Lasten alternierend wirkend zu definieren. Dazu stehen<br />

Alternativgruppen 0 bis 10 zur Verfügung. Alternativgruppe 0 bedeutet bei einer definierten<br />

Last, dass sie an allen Lastkombinationen genutzter Kombinationsregeln teilnehmen kann.<br />

Befinden sich 2 oder mehr Lasten in der gleichen Alternativgruppe, so treten diese Lasten<br />

niemals gemeinsam auf.<br />

Für die Bauteile Fundament und Sockel kann das Eigengewicht getrennt voneinander<br />

aktiviert oder deaktiviert werden. Die aktivierten automatisch ermittelten<br />

Eigengewichtsanteile gehen in die Kombinatorik ein.<br />

Ergebnislastfälle<br />

Ergebnislastfälle werden als zusätzliche Lastkombination zu den sich aus den definierten<br />

charakteristischen Einwirkungen ergebenden Kombinationen behandelt. Dabei wird das<br />

Eigengewicht von Sockel und Fundament mit einem Faktor von 1,35 beaufschlagt und<br />

hinzuaddiert. Für Kippsicherheitsnachweis und Sohldruck wird dieses Ergebnis durch den<br />

Reduktionsfaktor 1,4 dividiert und auf ein charakteristisches Niveau gebracht. Für den<br />

Lagesicherheitsnachweis und Gleitsicherheitsnachweis wird das Ergebnis nicht reduziert.<br />

Für die <strong>Grundbruchnachweis</strong> im Grenzzustand 1B ständige (LF1), vorübergehende (LF2)<br />

und außergewöhnliche Kombination (LF3) werden die Reduktionsfaktoren 1.0, 1.2 und 1.4<br />

verwendet.<br />

Lagesicherheit nach DIN 1055-100 [2001-07] und ÖNORM B 1997-1-1 [2007-11]<br />

Verwendete Kombinationsregel nach DIN 1055-100 und ÖNORM B 1997-1-1:<br />

È ˘<br />

Ed = EÍÂ0,9◊Gk,j ≈ 1,5◊Qk,i˙ ÍÎ j≥ 1 i> 1 ˙˚<br />

Beim Nachweis der Lagesicherheit wird geprüft, ob die Resultierende jeder Lastkombination<br />

noch auf dem Fundament steht.<br />

4 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Zulässiger Sohldruck<br />

È ˘<br />

Ed,perm = EÍÂGk,j≈ Qk,i˙<br />

ÍÎ j≥1 i≥1˙˚ Beim Nachweis des zulässigen Sohldruckes wird unter charakteristischen<br />

Lastkombinationen geprüft, ob der zentrische Sohldruck unter seiner Ersatzfläche den vom<br />

Anwender vorgegebenen zulässigen Sohldruck überschreitet. Die Ersatzfläche befindet sich<br />

dabei zentrisch unter der resultierenden vertikalen Einwirkung der jeweiligen<br />

Lastkombination.<br />

Kippsicherheit<br />

È ˘<br />

Ed,perm = EÍÂGk,j≈ Qk,i˙<br />

ÍÎ j≥1 i≥1˙˚ Beim Nachweis der Kippsicherheit wird unter charakteristischen Lastkombinationen mit<br />

ständigen und veränderlichen Lastanteilen geprüft, ob sich eine klaffende Fuge bis maximal<br />

einem Drittel der Fundamentbreite einstellt. Weiterhin wird geprüft, ob sich unter<br />

ausschließlich charakteristischen ständigen Lastanteilen eine klaffende Fuge bis maximal<br />

zur Fundamentmitte einstellt.<br />

Gleitsicherheit nach DIN 1054 [2005-01]<br />

Im Grenzzustand GZ 1B: Versagen von Bauteilen und Bauwerken<br />

È ˘<br />

Ed= EÍÂgG,j◊Gk,j ≈ gQ,i◊Qk,i ˙<br />

ÍÎ j≥1 i≥1˙˚ γ G = 1, 35 & γ Q = 1, 50 Lastfall 1: ständige Bemessungssituation<br />

G 1,20 & Q 1,30<br />

Lastfall 2: vorübergehende Bemessungssituation<br />

G 1,10 & Q 1,10<br />

Lastfall 3: außergewöhnliche Bemessungssituation<br />

Hinweise: Außergewöhnliche Lasten werden beim Nachweis der Grundbruchsicherheit nur<br />

bei Lastfall 3 berücksichtigt.<br />

Nach mehreren Berichtigungen der DIN 1054 [2005-01] haben sich die<br />

Teilsicherheitsbeiwerte im Grenzzustand 1B geändert. Dies betrifft Lastfall 2<br />

und Lastfall 3.<br />

Gleitsicherheit nach ÖNORM EN 1997-1 [2007-11]<br />

Sicherheitsbeiwerte für Einwirkungen: Analog Tabelle 2<br />

È ˘<br />

Ed= EÍÂgG,j◊Gk,j ≈ gQ,i◊Qk,i ˙<br />

ÍÎ j≥1 i≥1˙˚ γ G = 1,35 & γ Q = 1,50 BS 1: ständige Bemessungssituation<br />

G 1, 20 & Q 1,<br />

30 BS 2: vorübergehende Bemessungssituation<br />

G 1,00 & Q 1,00<br />

BS 3: außergewöhnliche Bemessungssituation<br />

Hinweise: Außergewöhnliche Lasten werden beim Nachweis der Grundbruchsicherheit nur<br />

bei BS 3 berücksichtigt.<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 5


Sicherheitsbeiwerte für Bodenkenngrößen: Analog Tabelle 3<br />

γ = 1, 00 effektiver Reibungswinkel<br />

ϕ<br />

γ = 1, 00 effektive Kohäsion<br />

c'<br />

γ = 1, 00 undrainierte Scherfestigkeit<br />

cu<br />

γ = 1, 00 einaxiale Druckfestigkeit<br />

qu<br />

γ = 1, 00 Wichte<br />

γ<br />

Sicherheitsbeiwerte für Widerstände: Analog Tabelle 4<br />

γ = 1, 40 BS 1: ständige Bemessungssituation<br />

R;h<br />

γ = 1, 30 BS 2: vorübergehende Bemessungssituation<br />

R;h<br />

γ = 1,10 BS 3: außergewöhnliche Bemessungssituation<br />

R;h<br />

Im österreichischen nationalen Anhang zur Grundbau Euronorm wird für das Gleiten wieder<br />

Bezug auf die ÖNORM B 4435-2 genommen. Bodenkenngrößen gehen charakteristisch ein.<br />

Einwirkungen und Widerstände werden mit Werten aus den Tabellen 2 und 4 des Anhangs<br />

multipliziert. Nach ÖNORM B 4435-2 ergibt sich:<br />

tanδ k = tan ϕ k /1,2<br />

für Ortbetongründungen<br />

tanδ k = tan ϕ k /1,8<br />

für Fertigteile<br />

tanδ s = Q t / Qn<br />

Lastneigung<br />

tand d = tan dk / g j = tand<br />

k Kontaktreibung<br />

tanδs<br />

≤ 1, 0<br />

tanδd<br />

Nachweis<br />

Grundbruchsicherheit nach DIN 4017 [2006-03]<br />

Das Programm <strong>GBR</strong> führt den <strong>Grundbruchnachweis</strong> nach DIN 4017 [2006-03]. Dabei<br />

werden eine Bodenschicht oberhalb der Fundamentsohle sowie mehrere Bodenschichten<br />

unter der Fundamentsohle zum Ansatz gebracht. Die Reibungswinkel der Böden dürfen<br />

dabei um nicht mehr als 5 Grad vom arithmetischen Mittel abweichen. Eine neben dem<br />

Fundament verlaufende Berme kann berücksichtigt werden. Es wird mit einem Verhältnis<br />

Fundamentdicke d zu Fundamentbreite b von höchsten 2 gerechnet. Ist das Verhältnis<br />

größer und hat der Anwender den <strong>Grundbruchnachweis</strong> im Ausgabeprofil angewählt, so wird<br />

keine Berechnung geführt.<br />

Bei mehreren Bodenschichten geht das Programm iterativ vor. Zunächst wird das<br />

arithmetische Mittel der Bodenkennwerte gebildet und mit diesen Werten eine<br />

Grundbruchfigur errechnet. Entsprechend des Umfangsanteile und des Flächenanteile der<br />

einzelnen Bodenschichten an der Grundbruchfigur werden die Bodenkennwerte gewichtet<br />

und die Grundbruchfigur wird neu berechnet. Dieser Vorgang wiederholt sich mehrmals, bis<br />

sich nach einigen Iterationsschritten der mittlere Reibungswinkel nicht mehr verändert.<br />

Umfang und Fläche werden dabei auf maximal Zentimetergenauigkeit geprüft.<br />

Anschließend wird der Nachweis geführt. Dieser Vorgang wiederholt sich insgesamt für jede<br />

im Ausdruck dargestellt Lastkombination.<br />

6 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Die normal auf die Sohlfläche wirkende Komponente des Grundbruchwiderstands<br />

ergibt sich nach DIN 4017 [2006-03] 7.2.1 zu:<br />

( )<br />

R = a'◊b'◊ g ◊b'◊ N +g ◊d◊ N + c◊ N<br />

Gl (1)<br />

n 2 b 1 d c<br />

Nb = Nb0 ◊nb ◊ib◊lb ◊x b<br />

Gl (2)<br />

Nd = Nd0 ◊nd◊id◊ld◊x d<br />

Gl (3)<br />

Nc = Nc0 ◊nc ◊ic ◊lc ◊x c<br />

Gl (4)<br />

Grundwerte der Tragfähigkeitsbeiwerte nach DIN 4017 [2006-03] 7.2.2<br />

b0 d0<br />

( )<br />

N = N -1 ◊tanj Gl (5)<br />

d0<br />

( )<br />

2 p◊tanj N = tan 45 ∞+j/2 ◊ e Gl (6)<br />

c0 d0<br />

( )<br />

N = N -1 /tanj<br />

Gl (7)<br />

Für den Fall j= 0 gilt: Nd0 = 1undNc0<br />

= 5,14<br />

Formbeiwerte nach DIN 4017 [2006-03] 7.2.3<br />

Streifenfundamente<br />

Die Formbeiwerte nb, nd, ncsind für den Fall Streifenfundament alle 1,0.<br />

Rechteckfundamente<br />

b'<br />

u b = 1-0,3◊ a'<br />

b'<br />

u d = 1+ ◊sinj a'<br />

ud◊Nd0 -1<br />

u c( jπ0)<br />

=<br />

Nd0 - 1<br />

b'<br />

u c( 0)<br />

= 1+ 0,2◊ j=<br />

a'<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 7


Lastneigungsbeiwerte nach DIN 4017 [2006-03] 7.2.4<br />

Der Lastneigungswinkel ergibt sich nach 7.2.4 zu<br />

tand=<br />

T<br />

Gl (8)<br />

N<br />

Das Programm <strong>GBR</strong> setzt den Lastneigungswinkel positiv an, wenn der horizontale<br />

Lastanteil T in Richtung der Grundbruchfigur bzw. in Richtung der passiven Rankine-Zone<br />

des Bruchkörpers weist.<br />

Für j> 0 und c ≥ 0und<br />

d> 0 ergibt sich nach DIN 4017 [2006-03] Tabelle 3<br />

b<br />

( )<br />

i = 1-tand d<br />

m+ 1<br />

( ) m<br />

( i ◊N -1)<br />

i = 1-tand i<br />

c<br />

=<br />

d d0<br />

N - 1<br />

d0<br />

Für j> 0 und c ≥ 0 und d< 0 ergibt sich nach DIN 4017 [2006-03] Tabelle 3<br />

( 0,64+ 0,028 ◊j)<br />

i = cosd 1-0,04◊d b<br />

( )<br />

( 0,03+ 0,04 ◊j)<br />

i = cosd 1-0,0244 ◊d<br />

i<br />

d<br />

c<br />

=<br />

( )<br />

( i ◊N -1)<br />

d d0<br />

N - 1<br />

d0<br />

Für j= 0 und c > 0 ergibt sich nach DIN 4017 [2006-03] Tabelle 3<br />

i b= 0 Æ Nb0 = 0<br />

id= 1<br />

T<br />

ic= 0,5+ 0,5◊ 1- A'◊c Der Exponent m ergibt sich in diesem Fall zu<br />

by<br />

2 2<br />

bx by<br />

m = m ◊cos w + m ◊sin w<br />

mbx = 2 + bx'/ by' / 1+ bx'/ by'<br />

m = 2 + by'/ bx' / 1+ by'/ bx'<br />

( ) ( )<br />

( ) ( )<br />

Analog Gl (9),Gl(10),Gl(11)<br />

w im Grundriss gemessener Winkel von T gegenüber der Richtung von a’.<br />

8 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Geländeneigungsbeiwerte nach DIN 4017 [2006-03] 7.2.5<br />

Die Geländeneigungsbeiwerte gelten für den Fall, dass die Böschungsneigung kleiner als<br />

der Reibungswinkel des Bodens ist und der Gründungskörper etwas parallel zur<br />

Böschungskante verläuft.<br />

Für j> 0 und c ≥ 0 ergibt sich nach DIN 4017 [2006-03] Tabelle 4<br />

( ) 6<br />

l b = 1-0,5◊tanb ( ) 1,9<br />

l d = 1-tanb l =<br />

c<br />

-0,0349◊b◊tanj ( Nd0 ◊e -1)<br />

N - 1<br />

d0<br />

Für j= 0 und c > 0 und ergibt sich nach DIN 4017 [2006-03] Tabelle 4<br />

l b entfällt, da Nb0=0<br />

l = 1, 0<br />

d<br />

l c = 1-0,4◊tanb Berücksichtigung der Bermenbreite nach DIN 4017 [2006-03] 7.2.8<br />

Die Bermenbreite s wird im Programm <strong>GBR</strong> über eine Ersatzeinbindetiefe d’ unter<br />

Berücksichtigung der Geländeneigungsbeiwerte berücksichtigt. In jedem Fall wird eine<br />

Vergleichsrechnung mit = 0, d’ = d und s = 0 geführt.<br />

d' = d+ 0,8◊s◊tanb Konstruktion der Grundbruchfigur nach DIN 4017 [2006-03] Anhang A<br />

Die Grundbruchfigur wird nach Anhang A errechnet. Siehe DIN 4017 [2006-03], Bild A.1<br />

( e +b)<br />

1<br />

u 1 = 45∞-<br />

j<br />

- (A.1)<br />

2 2<br />

sine<br />

sinb<br />

1 = -<br />

sinj<br />

( e -d)<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 9<br />

(A.2)<br />

2<br />

n 2 = 45∞+<br />

j<br />

- (A.3)<br />

2 2<br />

( e -d)<br />

2<br />

n 3 = 45∞+<br />

j<br />

+ (A.4)<br />

2 2<br />

sine<br />

sind<br />

2 = -<br />

sinj<br />

1 2<br />

(A.5)<br />

n = 180∞-a-b-n<br />

-n (A.6)<br />

( ( ) )<br />

r = b'◊sin u / cosa◊sin u +u (A.7)<br />

2 3 3 2<br />

( p/180∞) ◊n◊tanj r = r ◊ e (A.8)<br />

1 2<br />

1 1<br />

( )<br />

l = r ◊cos j/ cos n +j (A.9)<br />

l<br />

s<br />

r1-r2 =<br />

sinj<br />

(A.17)


Grundbruchsicherheit nach ÖNORM EN 1997-1 mit ÖNORM B 4435-2 [1999-10]<br />

Das Programm <strong>GBR</strong> führt den <strong>Grundbruchnachweis</strong> nach ÖNORM EN 1997-1 [2009-05] in<br />

Verbindung mit ÖNORM B 4435-2 [1999-10]. Dabei werden eine Bodenschicht oberhalb der<br />

Fundamentsohle sowie mehrere Bodenschichten unter der Fundamentsohle zum Ansatz<br />

gebracht. Die Reibungswinkel der Böden sollten dabei um nicht mehr als 5 Grad vom<br />

arithmetischen Mittel abweichen. Eine neben dem Fundament verlaufende Berme kann<br />

berücksichtigt werden. Es wird mit einem Verhältnis Fundamentdicke d zu Fundamentbreite<br />

b von höchstens 2 gerechnet. Ist das Verhältnis größer und hat der Anwender den<br />

<strong>Grundbruchnachweis</strong> im Ausgabeprofil angewählt, so wird keine Berechnung geführt.<br />

Bei mehreren Bodenschichten geht das Programm iterativ vor. Zunächst wird das<br />

arithmetische Mittel der Bodenkennwerte gebildet und mit diesen Werten eine<br />

Grundbruchfigur errechnet. Entsprechend der Umfangsanteile und der<br />

Sohlnormalspannungsanteile sowie der Flächenanteile der einzelnen Bodenschichten an der<br />

Grundbruchfigur werden die Bodenkennwerte gewichtet und die Grundbruchfigur wird neu<br />

berechnet. Dieser Vorgang wiederholt sich mehrmals, bis sich nach einigen<br />

Iterationsschritten der mittlere Reibungswinkel nicht mehr verändert. Umfang und Fläche<br />

werden dabei auf maximal Zentimetergenauigkeit geprüft.<br />

Anschließend wird der Nachweis geführt. Dieser Vorgang wiederholt sich insgesamt für jede<br />

im Ausdruck dargestellt Lastkombination.<br />

Die normal auf die Sohlfläche wirkende Komponente des Grundbruchwiderstands<br />

ergibt sich nach ÖNORM B 4435-2 [1999-10] für den Endzustand zu:<br />

( g<br />

)<br />

Q = A'◊ g '◊b'◊ N +g '◊t◊ N + c ◊ N<br />

Gl (4a)<br />

f,d u o q d c<br />

N = N ◊i ◊g ◊t ◊ s<br />

Gl (5)<br />

g g0g g g g<br />

Nq = Nq0 ◊iq◊gq◊tq◊ sq<br />

Gl (6)<br />

Ê 1 ˆ<br />

N = cotj◊ÁN ◊i ◊g ◊t - ˜◊s<br />

c q,0 c c c c<br />

Ë cosa◊cosds ¯<br />

Gl (7)<br />

Grundwerte der Tragfähigkeitsbeiwerte nach DIN 4017 [2006-03] 7.2.2<br />

( )<br />

N = N -1 ◊tanj Gl (8)<br />

g0 g0<br />

Ê1+ sinjˆ<br />

Nq0 = Á ◊e<br />

Ë1-sinj˜ ¯<br />

c0 q0<br />

( )<br />

p◊tan j<br />

Gl (9)<br />

N = N -1 /tanj<br />

Gl (10)<br />

Für den Fall j= 0 gilt: Nd0 = 1undNc0<br />

=<br />

5,14<br />

10 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Formbeiwerte nach DIN 4017 [2006-03] 7.2.3<br />

Streifenfundamente<br />

Die Formbeiwerte s,s,s g q c<br />

Rechteckfundamente l’/b’ > 5<br />

b'<br />

sg = 1-0,3◊ l'<br />

b'<br />

sq= 1+ ◊sinj a'<br />

Nq,0 ◊sq-1 sc<br />

=<br />

N - 1<br />

q0<br />

sind für den Fall Streifenfundament l’/b’> 5 alle 1,0.<br />

Lastneigungsbeiwerte nach ÖNORM B 4435-2 [1999-10]<br />

Der Lastneigungswinkel ergibt sich zu<br />

tan<br />

Q<br />

d t<br />

s = Gl (2)<br />

Qn<br />

Gl (11,12,13)<br />

Das Programm <strong>GBR</strong> setzt den Lastneigungswinkel positiv an, wenn der horizontale<br />

Lastanteil Qt in Richtung der Grundbruchfigur bzw. in Richtung der passiven Rankine-Zone<br />

des Bruchkörpers weist.<br />

Für s<br />

d > 0 ergibt sich nach ÖNORM B 4435-2 [1999-10]<br />

( ds ≥ ) = (<br />

3,7-m -ds)<br />

( d £ ) = ( - ◊d )<br />

i 0 1<br />

g<br />

0,64+ 1,63◊j<br />

s s<br />

i 0 1 2,27<br />

g<br />

( d ≥ ) = ( -d<br />

2-m )<br />

( d £ ) = ( - ◊d )<br />

i 0 1<br />

q s s<br />

0,03+ 2,3 ◊j<br />

q s s<br />

i 0 1 1,4<br />

Gl (11a+b)<br />

Gl (12a+b)<br />

ic = iq<br />

Gl (13)<br />

b' Ê b'ˆ<br />

k<br />

m = 0,5◊ + 1<br />

l'<br />

Á -<br />

Ë l'<br />

˜<br />

¯ 0,5◊p<br />

Gl (14)<br />

k im Grundriss gemessener Winkel von Qh gegenüber der Richtung von b’ Sehen Sie<br />

hierzu auch Bild 10 in ÖNORM B 4435-2 [1999-10].<br />

Geländeneigungsbeiwerte nach ÖNORM B 4435-2 [1999-10]<br />

( ) 2,6<br />

g = 1-b<br />

g<br />

q<br />

( ) 2<br />

g = 1-b<br />

g =<br />

e<br />

c<br />

-2◊b◊tanj <strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 11


Berücksichtigung der Böschungsschulter nach ÖNORM B 4435-2 [1999-10]<br />

Die Bermenbreite lB wird im Programm <strong>GBR</strong> über eine Ersatzeinbindetiefe t’ unter<br />

Berücksichtigung der Geländeneigungsbeiwerte berücksichtigt. In jedem Fall wird eine<br />

Vergleichsrechnung mit = 0, t’ = t und lB = 0 geführt.<br />

t' = t+ 0,8◊lB◊tanb Die normal auf die Sohlfläche wirkende Komponente des Grundbruchwiderstands<br />

ergibt sich nach ÖNORM B 4435-2 [1999-10] für den Anfangszustand zu:<br />

( )<br />

Q = A'◊ g '◊t◊ N + c ◊ N<br />

Gl (4b)<br />

f,d o q u,d c<br />

Nq= cosb<br />

Gl (6a)<br />

Nc = Nc,0 ◊ic ◊gc ◊tc ◊ sc<br />

Gl (7a)<br />

Nc,0 = 5,14<br />

Gl (10a)<br />

Ê Q ˆ<br />

Á<br />

Ë ◊<br />

˜<br />

¯<br />

t<br />

ic= 0,5+ 0,5◊ 1- A' c<br />

0,5<br />

Gl (25)<br />

gc= 1-0,389◊b Gl (17a)<br />

1-0,389◊a tc<br />

=<br />

cosa<br />

Für l’/b’ 5<br />

Gl (26)<br />

sc= 1,0<br />

Gl (27)<br />

Konstruktion der Grundbruchfigur nach ÖNORM B 4435-2 [1999-10]<br />

Die Konstruktion der Grundbruchfigur erfolgt analog DIN 4017 [2006-03] Anhang A bzw.<br />

ÖNORM B 4435-2 [1999-10] 6.2.2.<br />

12 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Eingabe<br />

FDC - Das neue FRILO-Programmlayout<br />

Mit dem neuen FRILO-Eingabekonzept FDC - FDC steht für „<strong>Frilo</strong>-Data-Control“ - steht<br />

Ihnen nun die Möglichkeit der „On-Place-Datenbearbeitung“ zur Verfügung.<br />

On-Place Datenbearbeitung<br />

Zum Kernkonzept des neuen FRILO-Layouts gehört die „on-place-Datenbearbeitung“, d.h.:<br />

„Daten sehen, Daten genau an dieser Stelle ändern.“<br />

So können Sie ein und denselben Wert nicht nur im Eingabebereich sondern auch in der<br />

Grafik oder in der Textausgabe ändern.<br />

Bsp: Sie sehen sich die Systemeingabedaten und die Ergebnisse in der Textausgabe an und<br />

können an dieser Stelle - on-place - sofort z.B. ein Geometriemaß ändern - inklusive<br />

Neuberechnung.<br />

Daten können im neuen FRILO-Layout also an mehreren Stellen editiert werden.<br />

- Im Eingabebereich<br />

- im Grafikbereich<br />

- Im Textausgabebereich<br />

Abb.: Prinzip der On-Place-Datenbearbeitung am Beispiel des Programms B7:<br />

Direkt änderbare Geometriewerte im FDC-Eingabebereich, in der Grafik und in<br />

der Textausgabe.<br />

Siehe hierzu: Bedienungsgrundlagen FDC.pdf<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 13


Grundparameter - Normen<br />

Hier wählen Sie die gewünschte Norm aus.<br />

Grundbau:<br />

- DIN 1054 [2005]<br />

- ÖNORM EN 1997-1-1 [2009]<br />

Grundbruch:<br />

- DIN 4017 [2006]<br />

- ÖNORM EN 1997-1-1 [2009]<br />

Fundament<br />

Typ Auswahl zwischen Rechteck- und Streifenfundament<br />

bx, by Fundamentbreite in X- bzw. Y-Richtung.<br />

d Fundamenthöhe<br />

Wichte des Fundamentes<br />

Sohlneigungswinkel. Es sind nur positive Werte von 0 bis<br />

45 Grad möglich.<br />

Sockelmaße<br />

cx, cy Breite des Sockels in X- bzw. Y-Richtung. Horizontalkräfte<br />

greifen an der Oberkante des Sockels an.<br />

h Höhe des Sockels ab Oberkante Fundament.<br />

Horizontalkräfte greifen an der Oberkante des Sockels an.<br />

ax, ay Ausmitte. Exzentrizität des Sockels in X- bzw. Y-Richtung.<br />

Wichte des Sockels.<br />

Eigengewicht<br />

Für die Bauteile Fundament und Sockel kann das Eigengewicht<br />

getrennt voneinander aktiviert oder deaktiviert werden. Sind diese<br />

Optionen markiert/aktiviert, gehen die automatisch ermittelten<br />

Eigengewichtsanteile in die Kombinatorik ein.<br />

Sohldruck<br />

zul. Sigma Definieren Sie hier einen zulässigen<br />

Sohldruck.<br />

aus Anhang A Auswahl der Bodenart aus Anhang A, Tabelle<br />

A1 bis A6<br />

Erhöhungsmöglichkeit Markieren Sie diese Option, wenn<br />

Erhöhungsmöglichkeiten des zulässigen<br />

Sohldrucks nach DIN 1054 (2005-01) genutzt<br />

werden sollen.<br />

zul. Sigma ermitteln Klicken Sie auf diesen Button, um den zulässigen Sohldruck nach<br />

DIN 1054[2005-01] Anhang A zu ermitteln.<br />

14 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Lastfälle<br />

Lastfallwahl Wählen/aktivieren Sie den gewünschten<br />

Lastfall über den „S“-Button oder über die<br />

Pfeiltasten rechts/links. Es werden jeweils<br />

die Werte/Eingabefelder für den gewählten<br />

Lastfall angezeigt.<br />

Über die Funktionen „neu löschen alles<br />

löschen“ können Sie einen Lastfall<br />

hinzufügen, den aktiven Lastfall löschen<br />

oder alle Lastfälle löschen.<br />

Sockellasten<br />

Normalkraft Charakteristische vertikale Einzellast. Sie<br />

wirkt in der Achse des Sockels.<br />

Moment Mx, My Charakteristisches Moment. Es wirkt in der<br />

Achse des Sockels um die X- bzw. Y-<br />

Achse. Positive Momente erzeugen<br />

Druckspannungen oben bzw. rechts in der<br />

Fundamentgrafik.<br />

Horizontalkraft Hx, Hy Charakteristische Horizontalkraft. Sie wirkt<br />

an der Oberkante des Sockels in X- bzw.<br />

Y-Richtung und erzeugt ein Moment auf<br />

dem Weg zur Fundamentsohle.<br />

Flächenlasten<br />

Erdauflast h Höhe einer Erdauflast.<br />

Wichte Charakteristische Wichte einer Erdauflast<br />

Flächenlast g Charakteristische Flächenlast<br />

Sockel berücksichtigen Auswahl ja/nein<br />

Einstellungen<br />

Hier wählen Sie die Einwirkungsgruppe EWG - Einwirkung nach DIN 1055-100, die<br />

Alternativgruppe ALT - Möglich sind Ziffern 0 bis 10. 0 bedeutet, daß der Lastfall frei<br />

kombiniert wird und nicht alternierend wirkt. Haben 2 oder mehr Lastfälle die gleiche<br />

Alternativgruppennummer größer 0, so treten diese Lastfälle in keiner Lastfallkombination<br />

gemeinsam auf.<br />

Einzellasten<br />

Nummer Nr. Zusätzliche charakteristische vertikale Einzellasten auf dem<br />

Fundament. Es können pro Lastfall maximal 10 zusätzliche<br />

Einzellasten definiert werden.<br />

Normalkraft N Zusätzliche charakteristische vertikale Einzellasten auf dem<br />

Fundament.<br />

bei x / y Entfernung der zusätzlichen Einzellast von der Achse des Sockels<br />

aus gemessen in X- bzw. Y-Richtung.<br />

Normalkraft gesamt Summe Normalkraft + zusätzliche Einzellasten.<br />

Ausmitte Entfernung der Lastresultierenden.<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 15


Gelände<br />

Einbindetiefe d Der Abstand von der Oberkante des<br />

Geländes bis zur Unterkante des<br />

Fundamentes. Dieser Wert ist an die<br />

Fundamenthöhe gekoppelt.<br />

Grundwasser vorhanden Markieren Sie diese Option, wenn ein<br />

Grundwasserspiegel berücksichtigt werden<br />

soll.<br />

Grundwasserstand ws Grundwasserstand ab Oberkante Gelände.<br />

Dieser Wert ist positiv einzugeben.<br />

Bermenbreite s Bermenbreite in [m]<br />

Böschungsneigung Geländeneigungswinkel.<br />

Bodenschichten Anfangszustand<br />

Diese Eingabe ist standardmäßig nicht aktiviert. Bei Bedarf aktivieren<br />

Sie diese Auswahlmöglichkeit unter „weitere Optionen >><br />

Anfangszustand aktiv“<br />

Wichte über der Sople 1k Wichte des Bodens oberhalb der<br />

Gründungssohle.<br />

Wichte über der Sople 1k Wichte des Bodens unterhalb der<br />

Gründungssohle.<br />

Reibungswinkel u Anzeige des Reibungswinkels.<br />

Kohäsion cu Kohäsion des undränierten Bodens.<br />

Bodenschichten Endzustand<br />

Bodenschichten ab Oberkante Gelände. Das Einfügen und Löschen von Bodenschichten<br />

erfolgt sinngemäß wie bei den Lastfällen beschrieben über die Funktionen „neu löschen alles<br />

löschen“.<br />

Wichte Wichte der Bodenschicht.<br />

Wichte unter Auftrieb Wichte der Bodenschicht unter Auftrieb.<br />

Definieren Sie Grundwasser zur Nutzung<br />

dieses Eingabewertes.<br />

Reibungswinkel u Reibungswinkel des Bodens in dieser<br />

Bodenschicht.<br />

Kohäsion c´ Kohäsion des Bodens.<br />

Dicke x Stärke der Bodenschicht. Bodenschichten<br />

kleiner 0,50 m sind nicht vorgesehen.<br />

Benennung:<br />

Bodenart Benennung des Bodens (Grobkies, Mittelkies, ...). Eine<br />

Benennung an dieser Stelle hat Einfluss auf die grafische<br />

Darstellung. Sie wird rechnerisch in keiner Weise<br />

berücksichtigt.<br />

Beimengung Nr.1/2 Beimengung, entsprechend Bodenart.<br />

16 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Weitere Optionen<br />

Lastweiterleitung Hier können Sie mit einem Klick<br />

auf den entsprechenden Button<br />

die Lastweiterleitung zu den<br />

<strong>Frilo</strong>-Programmen<br />

FD - Fundament und FDB -<br />

Blockfundament starten.<br />

Kombination: Hier wählen Sie, welche<br />

Lastfallkombination bei der<br />

grafischen Darstellung zugrunde<br />

liegen soll.<br />

Sicherheitsbeiwert Auswahl, ob die Grafik auf einer<br />

Lastkombination inklusive<br />

günstig oder ungünstig<br />

wirkender ständiger Lasten<br />

basieren soll.<br />

Kombinationsregel Auswahl, auf welcher<br />

Kombinationsregel die<br />

dargestellte Grafik basieren soll.<br />

Anfangszustand aktiv Einblenden der Eingabemöglichkeit<br />

„Bodenschichten Anfangszustand“<br />

Durchstanzen aktiv Aktivieren des Durchstanznachweises im Ausgabeprofil.<br />

Hinweis: Der Durchstanznachweis ist nur für DIN 4017 [2006-03]<br />

wählbar.<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 17


Ausgabe<br />

Ausgabe der Systemdaten, Ergebnisse und Grafik auf Bildschirm oder<br />

Drucker.<br />

Über den Punkt Ausgabe im FDC-Auswahlbereich gelangen Sie zu den<br />

Ausgabemöglichkeiten.<br />

Ausnutzung Ein- und Ausblenden der Ausnutzungstabelle rechts<br />

neben dem Grafikfenster<br />

Bildschirm Anzeige der Werte in einem Textfenster<br />

Drucker Starten der Ausgabe auf den Drucker<br />

Ausgabeprofil<br />

Durch Markieren der gewünschten Optionen legen Sie den Umfang der<br />

Ausgabe auf den Drucker fest.<br />

<br />

Ein- und Ausblenden der Ausnutzungstabelle.<br />

Über dieses Symbol in der oberen Symbolleiste blenden Sie die Grundbruchfigur mit<br />

eingegebenen bzw. rechnerischen Bodenschichten ein.<br />

18 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Ausgabebeispiele<br />

Fundamentgeometrie<br />

Fundamentgeometrie:<br />

Bauteil: bx/cx by/cy h ax ay <br />

[-] [m] [m] [m] [m] [m] [kN/m³]<br />

Fundament 4.00 5.00 1.00 25.0<br />

Sockel 0.30 0.30 0.30 0.00 0.00 25.0<br />

bx Breite des Fundamentes in X-Richtung<br />

cx Breite des Sockels in Y-Richtung<br />

by Breite des Fundamentes in Y-Richtung<br />

cy breite des Sockels in Y-Richtung<br />

h Höhe von Sockel bzw. Fundament<br />

ax Exzentrizität des Sockels bezogen auf Fundamentachse/Sockelachse in<br />

X-Richtung<br />

ay Exzentrizität des Sockels bezogen auf Fundamentachse/Sockelachse in<br />

Y-Richtung<br />

Wichte von Fundament bzw. Sockel<br />

vorhandene Bodenschichten:<br />

Schicht: d von bis ' c'<br />

[-] [m] [m] [m] [kN/m³] [kN/m³] [°] [kN/m²]<br />

1 0.50 0.00 0.50 18.0 0.0 0.0 0.0<br />

2 3.00 0.50 3.50 18.5 11.0 30.0 0.0<br />

3 1.50 3.50 5.00 0.0 12.0 25.0 5.0<br />

4 2.75 5.00 7.75 0.0 10.0 22.5 2.0<br />

5 0.50 7.75 8.25 20.0 20.0 30.0 0.0<br />

Schicht Nummer der definierten Bodenschicht<br />

d Schichtdicke<br />

von Schichtbeginn gemessen ab Oberkante Gelände<br />

bis Schichtende gemessen ab Oberkante Gelände<br />

Wichte Baugrund<br />

’ Wichte Baugrund unter Auftrieb<br />

Reibungswinkel Baugrund<br />

C’ Kohäsionsbeiwert<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 19


Belastung (charakteristisch):<br />

Nr N Mx My Hx Hy EWG ALT<br />

[-] [kN] [kNm] [kNm] [kN] [kN] [-] [-]<br />

1 1000.0 0.0 0.0 0.0 0.0 g 0<br />

2 1000.0 0.0 0.0 0.0 0.0 A 0<br />

Nr. laufender Nummer des Lastfalls<br />

N charakteristische Normalkraft in Achse des Sockels<br />

Mx charakteristisches Moment um X-Achse<br />

My charakteristisches Moment um Y-Achse<br />

Hx charakteristische Horizontalkraft in X-Richtung Höhe Oberkante Sockel<br />

Hy charakteristische Horizontalkraft in Y-Richtung Höhe Oberkante Sockel<br />

EWG Einwirkungskurzbezeichnung nach DIN 1055-100<br />

ALT Alternativgruppe. 1-10 für altenative Wirkung, 0 bedeutet freie Kombination.<br />

Lastfälle mit gleicher Alternativgruppe treten niemals gemeinsam auf.<br />

Hinweis: Die Horizontallasten wirken ab Oberkante Sockel und erzeugen auf ihrem Weg<br />

zur Fundamentsohle über die zurückgelegte Strecke ein Moment.<br />

Belastung (charakteristisch):<br />

Nr h Ga g Sockelabz. Bezeichung nach DIN 1055-100<br />

[-] [m] [kN/m³][kN/m²] [-] [-]<br />

1 0.00 0.0 0.0 ja Ständige Lasten<br />

2 0.00 0.0 0.0 nein Wohnräume<br />

Fundamenteigengewicht : 500.00 kN (berücksichtigt).<br />

Sockeleigengewicht : (unberücksichtigt).<br />

Nr. laufender Nummer des Lastfalls<br />

h Höhe der Auflast, ein Sockel verdrängt die Auflast optional<br />

Ga Wichte der Auflast<br />

g Gleichlast auf Fundament, der Sockel verdrängt die Auflast optional.<br />

Sockelabz. Definiert pro Lastfall, ob Flächenlast und Auflast vom Sockel verdrängt werden.<br />

JA Last sinkt.<br />

Fundamenteigengewicht und Sockeleigengewicht charakteristisch aus gewähltem Volumen<br />

und gewählter Wichte.<br />

20 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Einwirkungen:<br />

Grenzzustand 1B LF1: LF2: LF3:<br />

EWG Kl Bezeichnung inf inf inf<br />

g 0 Eigengewicht 1.35 1.00 1.20 1.00 1.10 1.00<br />

A 1 Wohnräume 1.50 1.30 1.10<br />

EWG Einwirkungskurzbezeichnung nach DIN 1055-100<br />

Kl Klasse der Einwirkung nach DIN 1055-100<br />

Bez. Bezeichnung der Einwirkung nach DIN 1055-100<br />

LF1 entspricht der ständigen Bemessungssituation nach DIN 1055-100<br />

LF2 entspricht der vorübergehenden Bemessungssituation nach DIN 1055-100<br />

LF3 entspricht der außergewöhnlichen Bemessungssituation nach DIN 1055-100<br />

GZ1B Grenzzustand nach DIN 1054 [2005-01], hier für <strong>Grundbruchnachweis</strong><br />

Teilsicherheitsbeiwert der Einwirkung für ungünstige Wirkung<br />

Teilsicherheitsbeiwert der Einwirkung für günstige Wirkung<br />

inf<br />

Fundamenteigengewicht und Sockeleigengewicht charakteristisch aus gewähltem Volumen<br />

und gewählter Wichte.<br />

GERECHNETE KOMBINATIONEN aus 4 Lasten<br />

lf_kom K1 K2 K3 K4<br />

g g g g<br />

1 x . x .<br />

2 . x x .<br />

3 . . . x<br />

4 . . . .<br />

Lfkom Lastfallkombination<br />

K1,… Kombinationsnummer<br />

Bez. Bezeichnung der Einwirkung nach DIN 1055-100<br />

LF1 entspricht der ständigen Bemessungssituation nach DIN 1055-100<br />

LF2 entspricht der vorübergehenden Bemessungssituation nach DIN 1055-100<br />

LF3 entspricht der außergewöhnlichen Bemessungssituation nach DIN 1055-100<br />

GZ1B Grenzzustand nach DIN 1054 [2005-01], hier für <strong>Grundbruchnachweis</strong><br />

Teilsicherheitsbeiwert der Einwirkung für ungünstige Wirkung<br />

Teilsicherheitsbeiwert der Einwirkung für günstige Wirkung<br />

inf<br />

Fundamenteigengewicht und Sockeleigengewicht charakteristisch aus gewähltem Volumen<br />

und gewählter Wichte.<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 21


Sohldruck nach DIN 1054 [2005-01]<br />

N Mx My a' b' vor. zul. Ko<br />

[kN] [kNm] [kNm] [m] [m] [kN/m²] [kN/m²] [-] [-]<br />

1000.0 0.0 0.0 5.00 4.00 50.0 250.0 0.20 K01<br />

1020.0 300.0 450.0 4.41 3.12 74.2 250.0 0.30 K02<br />

N charakteristische Normalkraft in Achse des Sockels aus Überlagerung<br />

Mx charakteristisches Moment um X-Achse aus Überlagerung in Sohlfuge<br />

My charakteristisches Moment um Y-Achse aus Überlagerung in Sohlfuge<br />

a’ rechnerische Ersatzbreite in Y-Richtung<br />

b’ rechnerische Ersatzbreite in X-Richtung<br />

vor. charakteristischer Sohldruck nach DIN 1054 [2005-01]<br />

zul. Zulässiger Sohldruck<br />

Ausnutzung des Nachweises vor. / zul.<br />

Ko Nummer der Lastfallkombination<br />

Kippsicherheit nach DIN 1054 [2005-01]<br />

N Mx My ex ey ex/bx ey/by Ko<br />

[kN] [kNm] [kNm] [-] [-] [-] [-] [-] [-]<br />

1000.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00* K01<br />

1020.0 300.0 450.0 0.44 0.29 0.11 0.06 0.09 K02<br />

* = nur ständige Lastanteile<br />

N charakteristische Normalkraft in Achse des Sockels aus Überlagerung<br />

Mx charakteristisches Moment um X-Achse aus Überlagerung in Sohlfuge<br />

My charakteristisches Moment um Y-Achse aus Überlagerung in Sohlfuge<br />

ex Exzentrizität der Lastresultierenden in der Sohlfuge in X-Richtung<br />

ey Exzentrizität der Lastresultierenden in der Sohlfuge in Y-Richtung<br />

bx Fundamentbreite in X-Richtung<br />

by Fundamentbreite in Y-Richtung<br />

Ausnutzung des Nachweises<br />

ex/bx + ey/by < 1/6 für Kombinationen ausschließlich ständigen Lasten<br />

(ex/bx)² + (ey/by)² < 1/9 für Kombinationen aus ständigen und veränderlichen Lasten<br />

Ko Nummer der Lastfallkombination<br />

22 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Gleitsicherheit nach DIN 1054 [2005-01]<br />

Tdx Tdy Nk sk Rtk Rtd Gl Ko<br />

[kN] [kN] [kN] [o] [kN] [kN] [-] [-] [-]<br />

6.8 0.0 1000.7 30.00 577.74 525.2 1.1 0.01 K01<br />

36.8 15.0 1500.7 30.00 866.41 787.6 1.1 0.05 K02<br />

Tdx resultierende H-Kraft in Sohlfuge in X-Richtung, Teilsicherheitsbeiwertbehaftet<br />

Tdx resultierende H-Kraft in Sohlfuge in Y-Richtung, Teilsicherheitsbeiwertbehaftet<br />

Nk charakteristische Normalkraft in Sohlfuge aus Überlagerung<br />

sk charakteristischer Wert des Sohlreibungswinkels<br />

Rtk charakteristischer Gleitwiderstand<br />

Gl Teilsicherheitsbeiwert für den Gleitwiderstand<br />

Ausnutzung des Nachweises<br />

Ko Nummer der Lastfallkombination<br />

Lagesicherheit nach DIN 1055-100 [2001-03]<br />

N Mx My bx by ex ey Ko<br />

[kN] [kNm] [kNm] [m] [m] [m] [m] [-] [-]<br />

900.6 0.0 9.0 4.00 5.00 0.01 0.00 0.00 K01<br />

1650.6 15.0 54.0 4.00 5.00 0.03 0.01 0.02 K02<br />

N Normalkraft in Achse des Sockels aus Überlagerung<br />

Mx Moment um X-Achse aus Überlagerung in Sohlfuge<br />

My Moment um Y-Achse aus Überlagerung in Sohlfuge<br />

ex Exzentrizität der Lastresultierenden in der Sohlfuge in X-Richtung<br />

ey Exzentrizität der Lastresultierenden in der Sohlfuge in Y-Richtung<br />

bx Fundamentbreite in X-Richtung<br />

by Fundamentbreite in Y-Richtung<br />

Ausnutzung des Nachweises<br />

Ko Nummer der Lastfallkombination<br />

Hinweis: die Lagersicherheit wird mit 0,9 G + 1,5 Q - fachen Lasten geführt. Dabei wird<br />

geprüft, ob die Lastresultierende noch auf dem Fundament steht.<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 23


<strong>Grundbruchnachweis</strong> Anfangszustand:<br />

<strong>Grundbruchnachweis</strong> DIN 4017 Wichte über Sohle 1 = 7.0[kN/m³]<br />

Wichte u. Sohle 2 = 17.0[kN/m³] Kohäsion c = 9.0[kN/m²]<br />

Neigungswinkel = 0.0[o] Einbindetiefe d = 0.80[m]<br />

Reibungswinkel = 0.0[o] Bermenbreite s = 0.00[m]<br />

LF d' NEd TEd S Rn,d Rn,d,B Ko<br />

[-] [m] [kN] [kN] [o] [kN] [kN] [kN] [-] [-]<br />

LF1 0.80 810.9 0.0 0.0 810.9 846.6 846.6 0.96 K01<br />

LF Lastfall als Bemessungssituation im Grenzzustand 1B nach DIN 1054 [2005-01]<br />

d’ Ersatzeinbindetiefe für Berücksichtigung einer Böschung<br />

NEd Bemessungsnormalkraft<br />

TEd Lastresultierende in der horizontalen<br />

Lastneigungswinkel<br />

S Lastresultierende<br />

Rn,d Tragwiderstand ohne Böschung<br />

Rn,d,B Tragwiderstand mit Böschung<br />

Ausnutzung des Nachweises<br />

Ko Nummer der Lastfallkombination<br />

Hinweis: Für den Anfangszustand haben einzeln definierte Bodenschichten keinen<br />

Einfluss. Es werden Wichte oberhalb der Sohle sowie Wichte unterhalb der<br />

Sohle als auch Kohäsionsbeiwert vorgegeben. Der Reibungswinkel ist 0. Damit<br />

wird ein einfacher <strong>Grundbruchnachweis</strong> geführt und es werden keinerlei<br />

Mittelwerte aus definierten Bodenschichten gebildet.<br />

24 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung


Bodenkennwerte: K01 - LF1: ständige Bemessungssituation<br />

Nr(Typ) x d ls ls* c' ls*c' A A*<br />

[-] [m] [m] [m] [°] [°m][kN/m²][kN/m] [m²][kN/m³][kN/m]<br />

1(4) 0.00 1.50 4.56 30.0 136.9 0.0 0.0 22.8 18.5 422.4<br />

2(4) 1.50 1.50 4.56 25.0 114.1 5.0 22.8 17.9 0.0 0.0<br />

3(4) 3.00 0.12 0.37 22.5 8.4 2.0 0.7 1.2 0.0 0.0<br />

4(2) 3.12 1.00 2.91 22.5 65.4 2.0 5.8 8.8 0.0 0.0<br />

5(1) 4.12 0.70 2.84 22.5 63.9 2.0 5.7 4.5 0.0 0.0<br />

6(1) 4.82 0.53 5.23 22.5 117.6 2.0 10.5 1.8 0.0 0.0<br />

20.47 24.7 506.2 2.2 45.5 57.0 7.4 422.4<br />

Nr Nummer der rechnerischen Bodenschicht<br />

Typ Typ der Bodenschicht entsprechend ihrer Geometrie (im Böschungsbereich,<br />

einseitig im Krümmungsbereich, zweiseitig im Krümmungsbereich, usw…)<br />

X Beginn der rechnerischen Bodenschicht ab Oberkante Gelände<br />

d Dicke der rechnerischen Bodenschicht<br />

Reibungswinkel der rechnerischen Bodenschicht<br />

ls Umfangsanteil der rechnerischen Bodenschicht an der Gundbruchfigur<br />

c’ Kohäsionsbeiwert der rechnerischen Bodenschicht<br />

A Fläche der rechnerischen Bodenschicht in der Gundbruchfigur<br />

Wichte der rechnerischen Bodenschicht in der Grundbruchfigur<br />

Hinweis: Die rechnerischen Bodenschichten entsprechen nicht unbedingt den vom<br />

Anwender definierten Bodenschichten. Das Programm <strong>GBR</strong> führt an<br />

bestimmten Stellen neue Bodenschichten ein, beispielsweise beim<br />

Grundwasserstand, Böschungsbeginn, Krümmungsbeginn- und Ende der<br />

Grundbruchfigur. Durch diese weitere Unterteilung lässt sich die<br />

Grundbruchfigur in definierte geometrische Formen unterteilen, welche sich<br />

einfach berechnen lassen. Unter der Tabelle sind die Summen dargestellt, aus<br />

denen die Mittelwerte von Reibungswinkel, Kohäsionsbeiwert und Wichte für<br />

den Nachweis errechnet wurden. Es handelt sich dabei um Ergebnisse aus dem<br />

letzten Iterationsschritt, bei welchem sich der mittlere Reibungswinkel nicht<br />

mehr ändert.<br />

<strong>GBR</strong> - <strong>Grundbruchnachweis</strong> 25


<strong>Grundbruchnachweis</strong> Endzustand:<br />

LF a' b' d Ko<br />

[-] [m] [m] [m] [o] [o] [-]<br />

LF1 5.00 4.00 2.00 0.0 0.0 K01<br />

LF2 5.00 4.00 2.00 0.0 0.0 K01<br />

LF3 4.05 3.37 2.00 0.0 0.0 K02<br />

<strong>Grundbruchnachweis</strong> DIN 4017 Einbindetiefe d = 2.00[m]<br />

Neigungswinkel = 0.0[o] Bermenbreite s = 0.00[m]<br />

LF1 Wichte ü. S. 2 = 18.5[kN/m³] Wichte u. S. 2 = 7.2[kN/m³]<br />

LF2 Wichte ü. S. 2 = 18.5[kN/m³] Wichte u. S. 2 = 7.2[kN/m³]<br />

LF3 Wichte ü. S. 2 = 18.5[kN/m³] Wichte u. S. 2 = 8.2[kN/m³]<br />

LF1 Kohäsion c = 2.2[kN/m³] Reibungswinkel = 25.5[kN/m³]<br />

LF2 Kohäsion c = 2.2[kN/m³] Reibungswinkel = 25.5[kN/m³]<br />

LF3 Kohäsion c = 2.2[kN/m³] Reibungswinkel = 25.8[kN/m³]<br />

LF d' NEd TEd S Rn,d Rn,d,B Ko<br />

[-] [m] [kN] [kN] [o] [kN] [kN] [kN] [-] [-]<br />

LF1 2.00 1350.0 0.0 0.0 1350.0 10473.1 10473.1 0.13 K01<br />

LF2 2.00 1200.0 0.0 0.0 1200.0 11278.7 11278.7 0.11 K01<br />

LF3 2.00 1050.0 180.3 9.7 1065.4 6324.2 6324.2 0.17 K02<br />

LF Lastfall als Bemessungssituation im Grenzzustand 1B nach DIN 1054 [2005-01]<br />

d’ Ersatzeinbindetiefe für Berücksichtigung einer Böschung<br />

NEd Bemessungsnormalkraft<br />

TEd Lastresultierende in der horizontalen<br />

Lastneigungswinkel<br />

S Lastresultierende<br />

Rn,d Tragwiderstand ohne Böschung<br />

Rn,d,B Tragwiderstand mit Böschung<br />

Ausnutzung des Nachweises<br />

Ko Nummer der Lastfallkombination<br />

a’ rechnerische Ersatzbreite in Y-Richtung<br />

b’ rechnerische Ersatzbreite in X-Richtung<br />

d Einbindetiefe Fundament<br />

Sohlneigungswinkel<br />

Böschungsneigung<br />

S Bermenbreite<br />

c’ Kohäsionsbeiwert<br />

d’ Ersatzeinbindetiefe Fundament für Böschungsberechnung<br />

Hinweis: Die rechnerischen Bodenschichten entsprechen nicht unbedingt den vom<br />

Anwender definierten Bodenschichten. Das Programm <strong>GBR</strong> führt an<br />

bestimmten Stellen neue Bodenschichten ein, beispielsweise beim<br />

Grundwasserstand, Böschungsbeginn, Krümmungsbeginn- und Ende der<br />

Grundbruchfigur. Durch diese weitere Unterteilung lässt sich die<br />

Grundbruchfigur in definierte geometrische Formen unterteilen, welche sich<br />

einfach berechnen lassen. Unter der Tabelle sind die Summen dargestellt, aus<br />

denen die Mittelwerte von Reibungswinkel, Kohäsionsbeiwert und Wichte für<br />

den Nachweis errechnet wurden. Es handelt sich dabei um Ergebnisse aus dem<br />

letzten Iterationsschritt, bei welchem sich der mittlere Reibungswinkel nicht<br />

mehr ändert.<br />

26 <strong>Frilo</strong> - Statik und Tragwerksplanung

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