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Weiterbildung Brückenbau<br />
- Neue Eurocodes im Brückenbau –<br />
Lastannahmen<br />
Wismar, 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning<br />
www.bmvbs.de
Vorbemerkungen<br />
• Die Umstellung der Regelungen für die Berechnung und<br />
Bemessung von Brücken auf die Eurocodes ist in Deutschland ein<br />
über eine Dekade dauernder Prozess.<br />
• Bereits 2003 erfolgt mit den DIN-Fachberichten 101 bis 104,<br />
Ausgabe 2003, die Umstellung vom globalen Sicherheitskonzept<br />
der „alten Normenreihe“ (DIN 1072, DIN 1075, DIN 1045, DIN<br />
4227..) auf das Teilsicherheitskonzept der Eurocodes in der Praxis.<br />
• Die DIN-Fachberichte ht 101 bis 104 basieren auf der Vornorm-<br />
Fassung der Eurocodes (ENV-Fassung).<br />
2<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Vorbemerkungen<br />
Standfuß / Großmann haben 2000 in Ihrem Aufsatz zur: „Einführung der Eurocodes für<br />
Brücken in Deutschland“, erschienen in der Zeitschrift Beton und Stahlbetonbau, im<br />
Bewusstsein der zu bewältigenden Aufgaben zutreffenden angemerkt:<br />
„Vergleiche hinken bekanntlich immer, aber das, was sich in Kürze<br />
bei dieser Umstellung in Deutschland vollziehen wird, könnte man<br />
gut und gerne auch mit dem Wechsel vom Links- auf das<br />
Rechtsfahren im Straßenverkehr vergleichen: Eine gewaltige<br />
Umstellung für einen ganzen Berufsstand zu einem festen<br />
Stichtag“<br />
3 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Gliederung des Vortrages<br />
a. Allgemeines<br />
- Hintergrund zu den Eurocodes<br />
- Vorgehen zur Einführung der Eurocodes in Deutschland<br />
b. Struktur der Regelwerke<br />
- Konzept der DIN-Fachberichte 101 bis 104<br />
- Konzept der Eurocode<br />
c. Einwirkungen<br />
- Aufbau des DIN-Fachberichts 101<br />
- DIN EN 1990 und Normenreihe DIN EN 1991<br />
d. Zusammenfassung<br />
4 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Hintergrund zu den Eurocodes<br />
• 1975 Beschluss die Kommission der Europäischen Gemeinschaften mit<br />
dem Ziel zur Beseitigung technischer Handelshemmnisse und die<br />
Harmonisierung technischer Normen.<br />
• Die Kommission leitete die Bearbeitung von harmonisierten technischen<br />
Regelwerken für die Tragwerksplanung von Bauwerken ein.<br />
(1. Generation der Eurocodes).<br />
• 1989 wurde die Entwicklung und Veröffentlichung der Eurocodes mittels<br />
Mandaten an CEN zu übertragen.<br />
Ziel: Status der Eurocodes = Europäischen Normen (EN).<br />
• Grundlage war eine Vereinbarung zwischen der Kommission der<br />
Europäischen Gemeinschaften und dem Europäischen Komitee für<br />
Normung (CEN).<br />
5 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Hintergrund zu den Eurocodes<br />
• Dieser Schritt verknüpft die Eurocodes de facto mit den Regelungen der<br />
Ratsrichtlinien und Kommissionsentscheidungen, die die europäischen<br />
Normen behandeln z. B.<br />
−<br />
die Ratsrichtlinie 89/106/EWG zu Bauprodukten<br />
−<br />
die Ratsrichtlinien 93/37/EWG, 92/50/EWG und 89/440/EWG<br />
zur Vergabe öffentlicher Aufträge und Dienstleistungen und die<br />
entsprechenden EFTA-Richtlinien<br />
6 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Vorgehen in Deutschland Verkehrsträger „Straße“, „Wasser“, „Bahn“<br />
• 1996 Beschluss des DIN-Koordinierungsausschusses „Brücken“ im NABau<br />
des DIN e.V. die Eurocodes in Deutschland schnellstmöglich in Anwendung<br />
zu bringen.<br />
• Verantwortlichkeit der europäischen Mitgliedsländer für die Sicherheit durch<br />
Festlegung der NAD gegeben.<br />
• Erarbeitung von Nationalen Anwendungsdokumenten (NAD) zu den<br />
Vornormen der Eurocodes (ENV) in den DIN-Gremien.<br />
• Zur Anwendung der Eurocodes in der Praxis wurde das Konzept der DIN-<br />
Fachberichte entwickelt, die die ENV und NAD (ohne Regelungen des<br />
Hochbaus) zusammenfassen.<br />
7 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN-Fachberichte 101-104<br />
• Einführung mit Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau (ARS) zum<br />
Stichtag 1. Mai 2003.<br />
• Heutige gültige Fassung der DIN-Fachberichte: Ausgabe 2009<br />
8 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Struktur der Eurocodes<br />
EN 1990<br />
EN 1991<br />
Grundlagen<br />
Einwirkungen<br />
EN 1992 EN 1993 EN 1994<br />
EN 1995 EN 1996 EN 1999<br />
Bemessung<br />
EN 1997 EN 1998 Geotechnik - Erdbeben<br />
9 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Struktur der Eurocodes<br />
10 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Nationale Fassungen der Eurocodes<br />
11 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Nationale Fassungen der Eurocodes<br />
+<br />
Die deutschen Fassungen der Eurocodes werden als DIN EN mit den<br />
Nationalen Anhängen (DIN EN/NA) im DIN erstellt und im Beuth-Verlag als<br />
getrennte Dokumente veröffentlicht.<br />
12 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Eurocode Allgemeine Gliederung der Dokumente<br />
Vorwort<br />
Hintergrund des Eurocode Programms<br />
Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes<br />
Verbindung zwischen den Eurocodes und harmonisierten Bauprodukten<br />
Besondere Hinweise i zur jeweiligen EN (z. B. zu EN 1990)<br />
Nationaler Anhang; Liste möglicher Nationaler Parameter (NDP)<br />
„Regelungsinhalt der jeweiligen Normen“<br />
Nationaler Anhang (NA)<br />
„Regelungen des nationalen Anhangs“<br />
(NDP) und (NCI)<br />
13<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Eurocode – Allgemeine Gliederung der Dokumente<br />
„Regelungen des nationalen Anhangs“<br />
NDP: National festzulegende Regelungen<br />
(National Determinated Parameters)<br />
NCI: Nicht widersprechende ergänzende Regelungen<br />
(Non-controdictory Complementary Information )<br />
14 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 + DIN EN 1991 Grundlagen und Einwirkungen<br />
DIN EN 1990 Grundlagen der Tragwerksplanung<br />
DIN EN 1991-1-1 „Wichten, Eigengewicht, Nutzlasten Hochbau“<br />
DIN EN 1991-1-2<br />
1 „Brand“<br />
DIN EN 1991-1-3 „Schnee“<br />
DIN EN 1991-1-4 „Windlasten“<br />
DIN EN 1991-1-5<br />
„Temperatur“<br />
DIN EN 1991-1-6 „Bauausführung“<br />
DIN EN 1991-1-71 „Außergewöhnliche h Einwirkungen“ i DIN EN 1991-2<br />
„Verkehrslasten auf Brücken“<br />
15 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Gliederung der DIN EN 1990<br />
1. { Allgemeiner Teil }<br />
2. Anforderungen<br />
3. Grundsätzliches zur Bemessung mit Grenzzuständen<br />
4. Basisvariabel<br />
5. Statische Berechnung und versuchsgestützte Bemessung<br />
6. Nachweisverfahren mit Teilsicherheitsbeiwerten<br />
Anhang A1: Anwendung im Hochbau<br />
Anhang A2: Anwendung für Brücken<br />
Anhang B : Behandlung der Zuverlässigkeit im Bauwesen<br />
Anhang C : Grundlagen der Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten<br />
und die Zuverlässigkeitsanalyse<br />
Anhang D: Versuchsgestützte Bemessung<br />
Literaturhinweise<br />
Nationaler Anhang g( (NA)<br />
16<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Anwendungsbereich<br />
• EN 1990 legt Prinzipien und Anforderungen für die Tragsicherheit,<br />
Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit von Tragwerken fest.<br />
• EN 1990 beschreibt die Grundlagen der Tragwerksplanung einschließlich der<br />
Nachweise und gibt Hinweise zu den dafür anzuwendenden<br />
Zuverlässigkeitsanforderungen.<br />
• EN 1990 gilt in Verbindung mit den Bemessungsteilen des Eurocode sowohl<br />
für den Hochbau als auch für den Ingenieurbau.<br />
• EN 1990 kann auch für die Tragwerksplanung mit Baustoffen und<br />
Einwirkungen herangezogen werden, die nicht in den Bemessungsteilen<br />
geregelt sind.<br />
(Umgesetzt in der Richtlinie für die Nachrechnung von Straßenbrücken im<br />
Bestand; „Nachrechnungsrichtlinie“)<br />
17 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Grundlegende Anforderungen<br />
• Das Tragwerk muss während der Errichtung und in der vorgesehenen<br />
Nutzungszeit mit angemessener Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit den<br />
möglichen Einwirkungen und Einflüssen standhalten.<br />
• Das Tragwerk muss die geforderten Anforderungen an die<br />
Gebrauchstauglichkeit eines Bauwerks oder eines Bauteils erfüllen.<br />
• Bei der Planung und der Berechnung des Tragwerks sind ausreichende<br />
- Tragfähigkeit<br />
- Gebrauchstauglichkeit<br />
- Dauerhaftigkeit<br />
zu beachten.<br />
• Brandfall; ausreichende Tragsicherheit für geforderte<br />
Feuerwiderstandsdauer.<br />
• Durch Explosionen, Anprall oder menschliches Versagen dürfen keine<br />
Schadensfolgen entstehen, die in keinem Verhältnis zur Ursache stehen.<br />
18<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Nationaler Anhang – 2 Dokumente<br />
DIN EN 1990/NA<br />
NA 005-51-01 AA „Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bemessung von<br />
Tragwerken „ (Sp CEN/TC 250/PT 1)<br />
DIN EN 1990/NA/A1<br />
NA 005-57-03 AA "Lastannahmen für Brücken“<br />
(SpAzu CEN/TC 250/SC 1/WG 2)<br />
19 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Dokument DIN EN/NA/A1 - für Brücken maßgebend –<br />
• Vorwort<br />
• Änderung zu NA 1 Anwendungsbereich<br />
• Änderung zu NA 2.1 Allgemeines<br />
e es<br />
• Änderung zu Anhang A2<br />
- Regelungen für Straßenbrücken<br />
- Regelungen für Fußgängerbrücken<br />
- Regelungen für Eisenbahnbrücken<br />
• Anhang NA.E Grundlagen der Lagerungssysteme von Brückentragwerken<br />
k<br />
(bisher: DIN-Fachbericht Anhang O)<br />
20 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung<br />
• Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten<br />
• Grenzzustand der Tragfähigkeit<br />
• Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit<br />
• Grenzzustände sind für die Bemessungssituationen<br />
ti<br />
• ständige,<br />
• vorübergehende,<br />
• außergewöhnliche Situationen<br />
nachzuweisen<br />
• Keine „Nicht häufige“ Bemessungssituation<br />
(Vereinfachung gegenüber DIN-Fachberichten)<br />
21 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung<br />
• Bemessungswert der Einwirkungen;<br />
F<br />
d<br />
= γ F mit Frep<br />
= ψ Fk<br />
f<br />
rep<br />
F k<br />
γ f<br />
F rep<br />
charakteristische Wert<br />
Teilsicherheitsbeiwert<br />
repräsentative Wert<br />
ψ Wert 1,00 oder ψ 0 , ψ 1 oder ψ 2.<br />
22 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Repräsentative Werte veränderlicher Einwirkungen<br />
23 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit<br />
• EQU:<br />
Verlust der Lagesicherheit von Tragwerk/ Tragwerksteilen<br />
• STR: Versagen / übermäßige Verformungen von Tragwerk/Tragwerksteilen<br />
• GEO: Versagen / übermäßige Verformungen des Baugrundes<br />
• FAT: Ermüdungsversagen des Tragwerks oder seiner Teile<br />
• UPL: Verlust der Lagesicherheit des Tragwerks oder des Baugrundes<br />
aufgrund von Hebungen durch Wasserdruck (Auftriebskraft) ft) oder<br />
sonstigen vertikalen Einwirkungen<br />
• HYD: hydraulisches Heben und Senken, interne Erosion und<br />
das Rohrleitungssystem im Baugrund aufgrund von<br />
hydraulischen Gradienten<br />
24 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung des Tragwerks<br />
Nachweis der Lagesicherheit (EQU)<br />
E d,dst ≤ R d,stb DIN EN 1990 Gl. (6.7)<br />
E d,dst<br />
R d,stb<br />
Bemessungswert der Auswirkung, destabilisierenden Einwirkungen<br />
Bemessungswert der Auswirkung, stabilisierenden Einwirkungen<br />
Nachweis der Tragfähigkeit (STR oder GEO)<br />
E d ≤ R d DIN EN 1990 Gl. (6.8)<br />
E d<br />
R d<br />
Bemessungswert der Auswirkung der Einwirkungen<br />
Bemessungswert der zugehörigen Tragfähigkeit<br />
25<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit<br />
26 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit<br />
DIN EN 1990, Tabelle A2.4(B):<br />
ANMERKUNG 3 Die charakteristischen ti h Werte aller ständigen<br />
Einwirkungen, die den gleichen Ursprung besitzen, werden als Ganzes,<br />
wenn ihre Auswirkung ungünstig ist, mit γ G,sup multipliziert und mit γ G,inf,<br />
wenn ihre Auswirkung günstig ist. Zum Beispiel dürfen alle Einwirkungen<br />
aus dem Eigengewicht des Tragwerks als aus einem Ursprung herrührend<br />
betrachtet werden; dies gilt auch bei Verwendung unterschiedlicher<br />
Materialien. Siehe aber A2.3.1 (2).<br />
27 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Bemessungswerte der Einwirkungen<br />
• Tabelle A2.4(A) — Bemessungswerte<br />
der Einwirkungen (EQU) (Gruppe A):<br />
Die Teilsicherheitsbeiwerte der Fuß-<br />
noten der Tabelle A 2.4 (A) sind im<br />
nationalen Anhang in Tabelle NA2.1<br />
tabellarisch zusammengestellt.<br />
• Tabelle A2.4(B)— Bemessungswerte<br />
der Einwirkungen (STR/GEO)<br />
(Gruppe B); Gl. (10a) und Gl. (10b)<br />
sind nicht anzuwenden<br />
(NDP zu 6.4.3.2 (3))<br />
• Tbll Tabelle A2.4(C) — Bemessungswerte<br />
der Einwirkungen (STR/GEO)<br />
(Gruppe C) ist nicht anzuwenden<br />
(NDP zu A 2.3.1(5))<br />
28 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Tabelle A2.4(A ) Bemessungswerte der Einwirkungen (EQU)<br />
Ständige und<br />
vorübergehende<br />
Bemessungs--<br />
situationen<br />
Ständige Einwirkungen<br />
Ungünstig<br />
Günstig<br />
Vor-<br />
spannung<br />
Leit-<br />
einwirkung a<br />
Begleiteinwirkungen a<br />
Vorherrschende<br />
Weitere<br />
(gegebenenfalls)<br />
(Gleichung 6.10) γ G,j,sup G k,j,sup γ G,j,inf G k,j,inf γ P P γ Q,1 Q k,1 γ Q,i ψ 0,i Q k,i<br />
∑γ G, j<br />
Gk,j<br />
"+" γPP<br />
"+" γQ,<br />
1Qk,<br />
1<br />
"+" ∑γ<br />
Q, iψ0,i<br />
Q<br />
j≥1<br />
i>1<br />
k, i<br />
• γ-Werte, ψ-Werte sind DIN EN 1990, Anhang 2 zusammengestellt<br />
• . (Vergleichbar zu DIN-Fachbericht 101, Kapitel III, Anhang C für Straßenbrücken);<br />
Die Fußnoten sind dort zu beachten!<br />
29 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Bemessungswerte der Einwirkungen (STR/GEO)<br />
Verfahren 2 ; d.h. gemeinsame Nachweise für (STR) und (GEO) erforderlich<br />
Ständige Einwirkungen<br />
Ungünstig<br />
Günstig<br />
Vorspannung<br />
Ständige und<br />
vorübergehende<br />
Bemessungssituationen<br />
Leiteinwirkunga<br />
Begleiteinwirkungena<br />
Vorherrschende<br />
(gegebenenfalls)<br />
Weitere<br />
(Gleichung 6.10) γ G,j,sup G k,j,sup γ G,j,inf G k,j,inf γ P P γ Q,1 Q k,1 γ Q,i ψ 0,i Q k,i<br />
∑ γ ∑<br />
G, j Gk,j"+" γPP"+"<br />
γQ,<br />
1Qk,<br />
1"+"<br />
γQ,<br />
iψ0<br />
,i Qk,<br />
i<br />
j ≥1 1<br />
i>1<br />
Verfahren 2 ; d.h. gemeinsame Nachweise für (STR) und (GEO)<br />
DIN EN 1990 Gl. (6.10)<br />
30 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Tabelle A2.5<br />
Bemessungswerte der Einwirkungen in außergewöhnlichen<br />
Einwirkungskombinationen und Kombinationen für Erdbeben<br />
Bemessungssituation<br />
Ständige Einwirkungen<br />
Ungünstig<br />
Günstig<br />
Vorspannung<br />
Leiteinwirkung,<br />
außergewöhnliche<br />
Einwirkungen,<br />
Einwirkung von<br />
Erdbeben<br />
Veränderliche<br />
Begleiteinwirkungen b<br />
Vorherrschende<br />
(gegebenenfalls)<br />
Weitere<br />
ψ 11 1,1 Q k1 k,1<br />
Außergewöhnlich a<br />
(Gleichung 6.11 a)/ b )<br />
G k,j,sup G k,j,inf P A d oder<br />
ψ 2,1 Q k,1<br />
ψ 2,i Q k,i<br />
Erdbeben c<br />
(Gleichung 6.12 a)/ b )<br />
G k,j,sup G k,j,inf P A Ed = γ I A Ek ψ 2,i Q k,i<br />
31 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Tabelle A2.1 Zahlenwerte für ψ-Faktoren für Straßenbrücken<br />
Einwirkung Bezeichnung ψ 0 ψ 1 ψ 2<br />
Verkehrslasten<br />
(siehe EN 1991-2,<br />
Tabelle 4.4)<br />
Doppelachse gr1a<br />
0,75 0,75 0,2<br />
(LM1+Lasten Gleichmäßig verteilte<br />
auf Gehwegen Last<br />
0,40 0,40 0,2<br />
oder<br />
Radwegen) Gehweg- und<br />
Radwegbelastung<br />
b 0,40 0,40 0<br />
gr1b (Einzelachse) 0 0,75 0<br />
gr2 (Horizontalkräfte) 0 0 0<br />
gr3 (Gehwegbelastung) 0 0,40 0<br />
gr4 (LM4 – Menschengedränge) 0 — 0<br />
gr5 (LM3 – Spezialfahrzeuge) 0 — 0<br />
• NDP zu A2.2.5 (1): Bei Straßenbrücken ist ψ 2 = 0,2 für gleichmäßig verteilte Last und<br />
für die Tandemachse zu verwenden<br />
32 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Tabelle A2.1 Zahlenwerte für ψ-Faktoren für Straßenbrücken<br />
(Fortsetzung)<br />
Einwirkung Bezeichnung ψ 0 ψ 1 ψ 2<br />
Windkräfte<br />
Temperatureinwirkungen<br />
F Wk<br />
⎯Ständige Bemessungssituationen<br />
⎯BauausführungB<br />
0,6<br />
0,2<br />
08 0,8 —<br />
0<br />
1,0 — —<br />
T k 0,6 c 0,6 0,5<br />
Schneelasten Q Sn,k (während der Bauausführung) 0,8 — —<br />
Lasten aus<br />
Bauausführung Qc 1,0 1,0<br />
0<br />
• DIN EN 1990 A2.1 im normativen Anhang A2 „Anwendung für Brücken“<br />
(Bisher: DIN-Fachbericht, Kapitel IV, Tabelle C.2)<br />
33 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 – Tabelle NA.A2.1 A2 Teilsicherheitsbeiwerte (Auszug)<br />
Einwirkung<br />
Ständige Einwirkungen<br />
hnung<br />
Bezeic<br />
Bemessungssituation<br />
Tabelle A.2.4 (A)<br />
EQU<br />
Tabelle<br />
A.2.4 (B)<br />
Tabelle<br />
A.2.5<br />
STR/GEO Außergewöhnlich<br />
S/V B S/V A<br />
Ungünstig γ G,sup 1,05 1,05 1,35 (2) 1,0<br />
Günstig γ G,inf 0,95 (1) 0,95 (1) 1,0 1,0<br />
Vorspannung (9)<br />
Ungünstig γ Psup 1,0 (10) /1,2 (11) 1,0 (10) /1,2 (11) 1,0 (10) /1,2 (11) 1,0<br />
Günstig γ Pinf 1,0 (10) /0,8 (11) 1,0 (10) /0,8 (11) 1,0 (10) /0,8 (11) 1,0<br />
Setzungen (6) γ Gset -- -- 1,2 (7) /1,35 (8) --<br />
Straßen-und<br />
Fußgängerverkehr<br />
Ungünstig γ Q,sup 1,35 -- 1,35 1,0<br />
Günstig γ Q,inf 0 -- 0 0<br />
34 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 – Tabelle NA.A2.1 A2 Teilsicherheitsbeiwerte (Auszug)<br />
Einwirkungen aus<br />
Schienenverkehr<br />
Ungünstig 145 1,45 -- 145 1,45 c /1,2 d 10 1,0<br />
Günstig 0 -- 0 0<br />
Lasten aus der Bauausführung<br />
Ungünstig g<br />
-- 1,35 -- 1,0<br />
Günstig -- 0 -- 0<br />
Temperatur<br />
Ungünstig 1,35 1,35 1,35 1,0<br />
Günstig 0 0 0 0<br />
Alle anderen veränderlichen<br />
Einwirkungen<br />
Ungünstig 1,5 1,5 1,5 1,0<br />
Günstig 0 0 0 0<br />
Außergewöhnliche<br />
Einwirkungen<br />
-- -- -- 1,0<br />
35 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 – Tabelle A2.6; Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit<br />
Für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit sollten, wenn nicht<br />
anders in EN 1991 bis EN 1999 festgelegt, die Bemessungswerte der<br />
Einwirkungen der DIN EN 1990 Tabelle A2.6 genommen werden.<br />
Kombination<br />
Ständige Einwirkungen G d<br />
Vorspannung<br />
Veränderliche Einwirkungen Q d<br />
Ungünstig Günstig Leiteinwirkung i i Weitere<br />
Charakteristisch G k,j,sup G k,j,inf P Q k,1 ψ 0,i Q k,i<br />
Häufig G k,j,sup G k,j,inf P ψ 1,1 Q k,1 ψ 2,i Q k,i<br />
Quasi-ständig G k,j,sup G k,j,inf P ψ 2,1 Q k,1 ψ 2,i Q k,i<br />
36 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Verkehrslasten auf Brücken<br />
„…. Allgemeine Absätze….. “<br />
1 Allgemeines<br />
2 Einteilung der Einwirkungen<br />
3 Bemessungssituationen<br />
4 Straßenverkehr und andere für Straßenbrücken besondere<br />
Einwirkungen<br />
5 Einwirkungen für Fußgängerwege, Radwege und<br />
Fußgängerbrücken<br />
6 Einwirkungen aus Eisenbahnverkehr und andere für<br />
Eisenbahnbrücken typische Einwirkungen<br />
37 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Verkehrslasten auf Brücken<br />
Anhang A (informativ) Modelle von Sonderfahrzeugen für Straßenbrücken<br />
Anhang B (informativ) Nachweis der Ermüdungslebensdauer für Straßenbrücken —<br />
Berechnungsmethode basierend auf aufgenommenen Verkehrsdaten<br />
Anhang C (normativ) Dynamische Beiwerte 1 + ϕ für Betriebszüge<br />
Anhang D (normativ) Grundlagen für die Ermüdungsberechnung von<br />
Eisenbahnbrücken<br />
Anhang E (informativ) Gültigkeitsgrenzen des Lastmodells HSLM und Auswahl des<br />
kritischen Modellzugs des HSLM-A<br />
Anhang F (informativ) Kriterien, die bei Verzicht auf eine dynamische Berechnung zu<br />
erfüllen sind<br />
Anhang G (informativ) Verfahren zur Bestimmung der gemeinsamen Antwort von<br />
Bauwerk und Gleis auf veränderliche Einwirkungen<br />
Anhang H (informativ) Lastmodelle für Eisenbahnverkehrslasten für vorübergehende<br />
Bemessungssituationen<br />
Nationaler Anhang (NA)<br />
38<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />
4.1 Anwendungsgebiet<br />
4.2 Darstellung der Einwirkungen<br />
4.2.1 Modelle zur Darstellung von Straßenverkehrslasten<br />
4.2.2 Lastklassen<br />
4.2.3 Unterteilung der Fahrbahn in rechnerische Fahrstreifen<br />
4.2.4 Lage und Nummerierung der rechnerischen Fahrtreifen für Entwurf,<br />
Berechnung und Bemessung<br />
4.2.5 Anordnung der Lastmodelle in den einzelnen rechnerischen Fahrstreifen<br />
39 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />
4.3 Vertikallasten — charakteristische Werte<br />
4.3.1 Allgemeines und zugehörige Bemessungssituationen<br />
4.3.2 Lastmodell 1<br />
4.3.3 Lastmodell 2<br />
434 4.3.4 Lastmodell 3 (Sonderfahrzeuge)<br />
4.3.5 Lastmodell 4 (Menschenansammlungen)<br />
436 4.3.6 Verteilung von Einzellasten<br />
40 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />
4.4 Horizontale Belastungen — charakteristische Werte<br />
4.4.1 Lasten aus Bremsen und Anfahren<br />
4.4.2 Fliehkraft und andere Querlasten<br />
4.5 Gruppen von Verkehrslasten auf Straßenbrücken<br />
451 4.5.1 Charakteristische Werte der mehrkomponentigen Einwirkungen<br />
4.5.2 Andere repräsentative Werte von mehrkomponentigen Einwirkungen<br />
453 4.5.3 Lastgruppen bei vorübergehenden Bemessungssituationen<br />
41 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />
4.6 Lastmodelle für Ermüdungsberechnungen<br />
g<br />
4.6.1 Allgemeines<br />
4.6.2 Lastmodell 1 für Ermüdung g( (entspricht annähernd LM1)<br />
4.6.3 Lastmodell 2 für Ermüdungsberechnungen<br />
464 4.6.4 Lastmodell 3 für Ermüdungsberechnungen (Einzelfahrzeugmodell)<br />
4.6.5 Lastmodell 4 für Ermüdungsberechnungen<br />
466 4.6.6 Ermüdungslastmodell 5 (basierend auf Verkehrszählungen)<br />
42 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />
47 4.7 Außergewöhnliche h Einwirkungeni 4.7.1 Allgemeines<br />
472 4.7.2 Anpralllasten aus Fahrzeugen unter der Brücke<br />
4.7.3 Einwirkungen aus Fahrzeugen auf der Brücke<br />
4.8 Einwirkungen auf Geländer<br />
4.9 Lastmodell für Hinterfüllungen und Widerlager<br />
43 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4.1: Anwendungsbereich<br />
• Straßenbrücken mit Belastungslänge kleiner als 200 m<br />
200 m entspricht der maximalen a Länge einer e zusammenhängenden Einflusslinie<br />
gleichen Vorzeichens, die bei der Anpassung des Lastmodells 1 berücksichtigt wurde.<br />
• Bei größeren Einzelstützweiten sind die Anforderungen vom Baulastträger bzw. der<br />
zuständigen Regelungsbehörde festzulegen<br />
• Mit den Verkehrslastmodellen und zugehörigen Regelungen werden alle normalerweise<br />
absehbaren Verkehrssituationen erfasst<br />
• DIN EN 1991-2 enthält keine Regelungen für Brücken, die gewichtsbeschränkend<br />
beschildert sind<br />
• Die Einwirkungen von Lasten aus Straßenbauarbeiten (z. B. infolge von Schürfraupen,<br />
Lastwagen zum Transport von Boden usw.) oder von Lasten für Prüfung und<br />
Überwachung sowie für Versuche sind in den Lastmodellen nicht berücksichtigt<br />
44 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 2, Abschnitt 4.2 Lastmodelle<br />
• Einwirkungen aus Straßenverkehr erzeugen vertikale und horizontale,<br />
statische und dynamische Lasten<br />
• Die festgelegten Lastmodelle beschreiben keine tatsächlichen Lasten<br />
• Die in EN 1991-2 empfohlenen Werte der Lastmodelle sind so gewählt und<br />
angepasst, dass sie den Einwirkungen eines Verkehrs im Jahr 2000<br />
entsprechen<br />
(Vor dem Hintergrund der Diskussion um andere Fahrzeugkonzepte, sowie<br />
unter Einbeziehung einer prognostizierten Verkehrsentwicklung wurden im NA<br />
die Werte für das Lastmodell LM 1 zukunftsfähig angehoben)<br />
• Hinweis auf Einfluss von Beschaffenheit des Fahrbahnbelages auf die Lasten<br />
• Einwirkungen infolge Militärlasten sind nicht geregelt und müssen ggf.<br />
besonders berücksichtigt werden<br />
• DIN EN 1991-2 Anhang A für Sonderfahrzeuge ist nicht nach NA nicht<br />
anzuwenden<br />
45 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 2, Abschnitt 4.2 Lastmodelle<br />
• Die derzeitigen Lasten auf Straßenbrücken ergeben sich aus verschiedenen<br />
Fahrzeugarten und aus Fußgängerverkehr<br />
• Der Fahrzeugverkehr kann, abhängig von seiner Zusammensetzung (z. B.<br />
LKW-Anteil), seiner Dichte (z. B. mittlere Anzahl von Fahrzeugen je Jahr), den<br />
Verkehrsbedingungen ngen (z. B. Stauhäufigkeit), der Wahrscheinlichkeit des<br />
Auftretens von maximalen Fahrzeuggewichten und der zugehörigen<br />
Achslasten sowie ggf. vom Einfluß gewichtsbeschränkender Verkehrszeichen,<br />
von Bü Brücke zu Bü Brücke unterschiedlich hsein<br />
• Diese Unterschiede sollten durch Lastmodelle berücksichtigt werden, die zur<br />
örtlichen Lage der Brücke passen (z. B. Wahl der Anpassungsfaktoren α und<br />
β, definiert in 4.3.2 für das Lastmodell 1 und in 4.3.3 für das Lastmodell 2)<br />
46 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.2.3 Unterteilung der Fahrbahn in Fahrstreifen<br />
Fahrbahnbreite<br />
w<br />
Anzahl der<br />
rechnerischen<br />
Fahrstreifen<br />
Breite eines<br />
rechnerischen<br />
Fahrstreifens<br />
w<br />
l<br />
Breite der<br />
verbleibenden<br />
Restfläche<br />
w < 5,4 m n<br />
1<br />
= 1 3 m w – 3 m<br />
5,4 m ≤ w < 6 m n<br />
1<br />
= 2<br />
⎛<br />
w<br />
⎞<br />
6 m ≤ w n 1<br />
= Int⎜<br />
⎟ 3 m w – 3 × n<br />
1<br />
⎝ 3 ⎠<br />
w<br />
2<br />
0<br />
ANMERKUNG<br />
Zum Beispiel ergibt sich für eine Fahrbahn von 11 m die Anzahl der<br />
⎛ w ⎞<br />
n 1<br />
Int⎜<br />
⎟ =<br />
⎝ 3 ⎠<br />
rechnerischen Fahrstreifen zu = 3 . Die Breite der vorhandenen Restfläche<br />
beträgt: 11 – 3 × 3 = 2m.<br />
47 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.2.4 Einteilung der Fahrbahn in Fahrstreifen<br />
• Die Vorgehensweise bei der Einteilung il der Fahrstreifen entspricht der<br />
bekannten Vorgehensweise nach DIN-Fachbericht 101<br />
48 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Lastmodelle zur Darstellung von Straßenverkehrslasten<br />
• Einwirkungen aus Straßenverkehr erzeugen vertikale und horizontale,<br />
statische ti und dynamische Lasten.<br />
• Die festgelegten Lastmodelle beschreiben keine tatsächlichen Lasten.<br />
• Die in EN 1991-2 empfohlenen Werte der Lastmodelle sind so gewählt und<br />
angepasst, dass sie den Einwirkungen eines Verkehrs im Jahr 2000<br />
entsprechen.<br />
Vor dem Hintergrund der Diskussion um andere Fahrzeugkonzepte, sowie<br />
unter Einbeziehung einer prognostizierten Verkehrsentwicklung wurden im NA<br />
die Werte für das Lastmodell LM 1 zukunftsfähig angehoben.<br />
• DIN EN 1991-2 Anhang A für Sonderfahrzeuge ist nach NA nicht anzuwenden.<br />
49 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Vertikale Verkehrslastmodelle<br />
LM 1:<br />
LM 2<br />
LM 3<br />
Einzellasten und gleichmäßig verteile Lasten<br />
globale und lokale Nachweise<br />
Eine Einzelachse<br />
(Nationaler Anhang sieht die Anwendung von LM 2 nicht vor)<br />
Gruppe von Achslastkonfigurationen idealisierter Sonderfahrzeuge<br />
(Nationaler Anhang sieht die Anwendung von LM 3 nicht vor)<br />
LM 4<br />
Menschenansammlungen<br />
globale Nachweise<br />
50 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Grundlagen der Verkehrslastmodelle des Eurocode<br />
SLW-Fahrzeugkollektiv<br />
Häufigkeitsverteilung g der<br />
SLW-Gesamtgewichte<br />
Klasse 1 Klasse 2<br />
Verteilung der Fahrzeugtypen (Klassen)<br />
auf Fahrstreifen des Auxerre-Verkehrs<br />
100%<br />
90%<br />
80%<br />
70%<br />
60%<br />
Klasse 4<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
0%<br />
Fahrstreifen<br />
1<br />
Fahrstreifen<br />
2<br />
Klasse 3<br />
Klasse 2<br />
Klasse 1<br />
180 kN<br />
260 kN<br />
Klasse 3 Klasse 4<br />
400 kN<br />
Auxerre (Frankreich):<br />
DTSV = 2630 Fzg / 24 h<br />
400 kN<br />
BAB A 61 Brohltal (BRD):<br />
DTSV = 4793 Fzg / 24 h<br />
zum Vergleich heutiger Verkehr:BAB A 61: DTSV ~ 9000 Fzg /24h<br />
51<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Nm]<br />
Biegemom mente [k<br />
Verkehrslastsimulationen<br />
Durchlaufträger: Schwerverkehr in Haupt- und Nebenspur;<br />
Schwerverkehrsanteil in Nebenspur: 15%<br />
Basis: BASt-FE-Vorhaben: Prof. Geißler<br />
14400<br />
12400<br />
10400<br />
8400<br />
6400<br />
4400<br />
Simulationsberechnung<br />
„heutiger“ Verkehr<br />
mit Gigaliner<br />
„heutiger heutiger“ Verkehr<br />
Norm - Lastmodelle<br />
DIN-Fachbericht<br />
2400<br />
BK 60/30<br />
400<br />
10 m 20 m 30 m 40 m 50 m 60 m 70 m 80 m BK 60<br />
52 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Überladungen<br />
Sattelzug:<br />
max. GG = 67,7 t (+ 69%)<br />
Antriebsachse: 17,3 t (+50%)<br />
Genehmigungspflichtiger Autokran<br />
Zulässig nach StVZO: 48 t<br />
Überladung 23%<br />
Basis/Quelle: Buschmeyer, W. et al.: Schwerlastverkehr auf BFStr ‐Erfassung, Erhaltungsbedarf für Brücken. Schlussbericht BASt‐FE 15.0388/2003, Essen 2007<br />
53 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Verkehrsleistungen im Güterverkehr<br />
Mrd. tkm<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
2004 2025<br />
Bahn Straße Wasser<br />
54 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Lastmodell LM 1 nach DIN EN 1991-2/NA<br />
Stellung<br />
Doppelachsen<br />
TS<br />
Gleichmäßig<br />
verteilte Last<br />
Achslast (kN) (oder ) (kN/m 2 )<br />
Fahrstreifen 1 300 9<br />
Fahrstreifen 2 200 2,5<br />
Fahrstreifen 3 100 25 2,5<br />
Andere Fahrstreifen 0 2,5<br />
Verbleibende<br />
Restfläche<br />
0 2,5<br />
Nationale Festlegungen:<br />
(Wesentliche Änderung zu DIN-Fachbericht 101)<br />
α Q1 = 1,0 ; α Q2 = 1,0 α Q3 = 1,0<br />
α q1 = 1,3 3 ; α q2 = 2,4; α q3 = 1,2<br />
α qgr = 1,2<br />
55 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 LM 1 nach DIN EN 1991-2 Nationale Anpassungen<br />
DIN – Fachb bericht 101<br />
Doppelachse<br />
Gleichlast<br />
Q ik α Qi Q ik α Qi q ik α qi q ik α qi<br />
Fahrstreifen 1 300 0,8 240 9 1,0 9<br />
Fahrstreifen 2 200 0,8 160 2,5 1,0 2,5<br />
Fahrstreifen 3 100 0 0 2,5 1,0 2,5<br />
Übrige<br />
Fahrstreifen<br />
- 1,0 0 2,5 1,0 2,5<br />
Restfläche - 1,0 0 2,5 1,0 2,5<br />
γ<br />
150 1,50<br />
Fahrstreifen 1 300 1,0 300 9 1,3 3 12,0<br />
/NA<br />
DIN<br />
EN 1991-2/<br />
Fahrstreifen 2 200 1,0 200 2,5 2,4 6,0<br />
Fahrstreifen 3 100 1,0 100 2,5 1,2 3,0<br />
Übrige<br />
Fahrstreifen<br />
- 1,0 - 2,5 1,2 3,0<br />
Restfläche - 1,0 - 2,5 1,2 3,0<br />
1,35<br />
56 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Weitere Hinweise zu den Lastmodellen<br />
• Das Lastmodell LM 1 ist sowohl für<br />
lokale als auch für globale Nachweise<br />
anzusetzen.<br />
• NDP 4.3.1(2) Anmerkung 2:<br />
Das Lastmodell LM 2 für lokale<br />
Nachweise entfällt<br />
• Das Lastmodell LM 3 für<br />
Sonderfahrzeuge ist nicht<br />
anzuwenden. Dies gilt somit auch für<br />
DIN EN 1991-2, 2Ah Anhang A<br />
57 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Lastmodell 4 - Menschenansammlungen<br />
• Falls notwendig, sollte die Belastung aus Menschenansammlungen durch<br />
eine gleichmäßig verteilte Last (die einen dynamischen<br />
Vergrößerungsfaktor enthält) von 5 kN/m 2 berücksichtigt werden.<br />
• Die Anwendung von LM 4 ist für das Einzelprojekt festzulegen<br />
ege<br />
• Das Lastmodell 4 sollte sowohl in der Länge als auch in der Breite an den<br />
maßgebenden Stellen des Überbaues angeordnet werden.<br />
• Falls notwendig sollte der Mittelstreifen enthalten sein.<br />
• Diese Lastanordnung ist für globale Nachweise gedacht und sollte<br />
ausschließlich für vorübergehende Belastungssituationen angewendet<br />
werden<br />
58 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.3.6 – Verteilung von Einzellasten<br />
Betonplatte<br />
Orthotrope Fahrbahnplatt<br />
• Die verschiedenen, für lokale Nachweise zu berücksichtigenden Einzellasten des<br />
Lastmodells 1 werden als gleichmäßig über die Aufstandsfläche verteilt angenommen<br />
• Betonplatte: Lastverteilung wird unter einem Winkel von 45°bis zur Mittellinie Platte<br />
• orthotrope Fahrbahnplatte: Lastverteilung durch Belag und bis zur Mittellinie des<br />
Fahrbahndeckbleches unter einem Winkel von 45°<br />
59 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.4.1 – Lasten aus Bremsen und Anfahren<br />
Höhere Lasten aus Bremsen und Anfahren wg. Anpassung von LM 1;<br />
Obergrenze von 900 kN bleibt<br />
• Die Bremslast Q 1k greift in Längsrichtung an der Oberkante des fertigen Belags<br />
Q<br />
lk<br />
= 0,6α Q1<br />
(2Q1k<br />
) + 0, 10 α<br />
q1<br />
q<br />
1k<br />
w<br />
l<br />
L<br />
180 α<br />
Q1<br />
( kN ) ≤ Q<br />
lk<br />
≤<br />
900<br />
( kN<br />
)<br />
• Lasten, die aus Anfahren resultieren, sollten in der selben Größe wie die<br />
Bremskräfte angesetzt werden, jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkend<br />
• Für Horizontalkräfte, die an Fahrbahnübergängen oder an Bauteilen, welche nur<br />
durch eine Achse beansprucht werden können gilt: Q<br />
lk<br />
= , 6<br />
0 α Q<br />
Q1<br />
1k<br />
60 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.4.2 Fliehkräfte und andere Querkraft<br />
• Die Fliehkraft Q tk ist als in Höhe des fertigen Fahrbahnbelags in Querrichtung radial<br />
zur Fahrbahnachse wirkende Last anzunehmen.<br />
• Der charakteristische Wert von Q tk , der die dynamischen Einflüsse schon beinhaltet,<br />
ist abhängig vom horizontalen Radius der Fahrbahnmittellinie und der Gesamtlast<br />
der vertikalen Einzellasten der Doppelachse des Lastmodells LM 1<br />
• Die Erleichterung, dass die Fliehkräfte nur in den Stützenachsen anzusetzen ist, ist<br />
entfallen<br />
Q =<br />
tk<br />
, 2<br />
0 Q<br />
v<br />
(kN)<br />
wenn r < 200 m<br />
40 Q r<br />
(kN) wenn 200 ≤ r ≤ 1500 m<br />
Q tk<br />
= 40 v<br />
/<br />
Q tk<br />
= 0 wenn r > 1500 m<br />
61 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.5 Gruppen von Verkehrslasten auf Straßenbrücken<br />
• Aufgrund wahrscheinlichkeitstheoretischer Überlegungen wird davon<br />
ausgegangen, dass in der Kombination die vertikalen und horizontalen Anteile<br />
der Verkehrslastkomponenten gleichzeitig mit ihrem Maximalwert auftreten.<br />
• Daher werden wie im DIN-Fachbericht 101 Verkehrslastgruppen gebildet, die<br />
die Wahrscheinlichkeit h hk it des gleichzeitigen iti Auftretens t beider Lastkomponenten<br />
t<br />
über die Wiederkehrperiode (d. h. über ψ- Werte) regelt.<br />
• Diese Verkehrslastgruppen sind separat als eigenständige Einwirkung zu<br />
betrachten.<br />
• Tab. 4.44 a. Charakteristische Werte<br />
• Tab. 4.4 b Häufige Werte<br />
• Lastgruppen bei vorübergehenden Bemessungssituationen<br />
62 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Lastgruppe<br />
n<br />
DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: Tab 4.4 a Charakteristische Werte<br />
Fußweg oder<br />
Fahrbahn<br />
Radweg<br />
Nur vertikale<br />
Belastungsart Vertikallasten Horizontallasten<br />
Lasten<br />
Verweise 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4.1 4.4.2 5.3.2 (1)<br />
LM1<br />
LM3<br />
LM4 Kräfte aus Fliehkräfte<br />
LM2<br />
gleichmäßig<br />
Lastmodell<br />
(TS und UDL<br />
(Sonderfahrzeugesammlungen)<br />
Bremsen a Seitenkräfte a<br />
(Menschenan-<br />
Anfahren und und<br />
(Einzelachsen)<br />
verteilte Last<br />
System)<br />
charakteristischer<br />
Wert<br />
gr1a<br />
Kombinationswertb<br />
charakteris-<br />
gr1a<br />
gr2<br />
gr3 d<br />
häufiger Wert<br />
tischer Wert<br />
charakteris-<br />
gr4<br />
tischer Wert<br />
siehe<br />
charakteristischer<br />
Wert<br />
gr5<br />
Anhang A<br />
vorherrschender Einwirkungsanteil (gekennzeichnet als zur Gruppe gehöriger Bestandteil)<br />
charakteristischer<br />
Wert<br />
charakteris-tischer<br />
Wert<br />
charakteristischer<br />
Wertc<br />
charakteristischer<br />
Wert<br />
a Darf im Nationalen Anhang festgelegt werden (für die erwähnten Fälle).<br />
b Darf im Nationalen Anhang festgelegt werden. Der empfohlene Wert beträgt 3 kN/m²<br />
.<br />
NDP zu 4.5.1, Tabelle 4.4a, Fußnoten a) und b)<br />
a) Bei Lastgruppe gr1a müssen Horizontallasten aus Verkehr nicht berücksichtigt werden.<br />
b) Der empfohlene Wert von 3 kN/m 2 wird übernommen.<br />
In der Lastgruppe gr2 ist bei den Lasten aus dem LM1 der häufige Wert anzusetzen. In der Lastgruppe gr4 sind die Fuß- und Radwege grundsätzlich mit<br />
dem charakteri-stischen Wert zu belasten. Dabei dürfen jedoch für den jeweiligen Bemessungspunkt günstig wirkende Lasten nicht berücksichtigt werden.<br />
c Siehe 5.3.2.1(2). Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger g ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen.<br />
d Diese Gruppe bleibt unberücksichtigt, wenn gr4 angesetzt wird.<br />
63 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: Tab 4.4 a Ergänzung im NA<br />
(charakteristische Werte von mehrfachen Komponenten)<br />
Fahrbahn<br />
h<br />
Fußweg oder<br />
Radweg<br />
Belastungsart Vertikallasten Horizontallasten<br />
nur vertikale<br />
Lasten<br />
Verweise 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4.1 4.4.2 5.3.2 (1)<br />
Lastmodell<br />
LM1<br />
(TS und<br />
UDL<br />
System)<br />
LM2 LM3 LM4<br />
Kräfte<br />
aus<br />
Anfahren<br />
und<br />
Bremsen<br />
Fliehkräfte<br />
und Seitenkräfte<br />
gleichmäßig<br />
verteilte Last<br />
Lastgruppen<br />
gr6<br />
0,5-fach<br />
charakteri<br />
stischer<br />
Wert<br />
— — —<br />
0,5-fach<br />
charakteri<br />
stischer<br />
Wert<br />
0,5-fach<br />
charakteristi<br />
scher Wert<br />
charakteristis<br />
cher Wert c<br />
c<br />
Siehe 5.3.2.1 (2). Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen.<br />
Lastmodelle LM 2, LM 3 sind nicht anzuwenden<br />
64 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: - Häufige Werte<br />
Fahrbahn<br />
Fußwege und Radwege<br />
Belastungsart<br />
Vertikallasten<br />
Verweise 4.3.2 4.3.3 5.3.2 (1)<br />
Lastmodell<br />
LM1 (TS und UDL<br />
System)<br />
LM2 (Einzelachse)<br />
Gleichmäßig verteilte<br />
Last<br />
gr1a<br />
häufiger Wert<br />
Lastgruppen<br />
gr1b<br />
häufiger Wert<br />
gr3<br />
häufiger Werta<br />
a<br />
Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen<br />
„Nicht-Häufige“ Werte mehrkomponentiger Einwirkungen sind im Gegensatz<br />
zum DIN-Fachbericht 101 nicht mehr anzusetzen<br />
65 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.6.4 Ermüdungslastmodell 3<br />
Achslasten: je 120 kN<br />
Tab. 4.5 Anzahl erwarteter Lastkraftwagen je Jahr<br />
für einen LKW-Fahrstreifen<br />
1<br />
2<br />
N<br />
je Jahr und je<br />
Verkehrskategorien<br />
obs LKW-Fahrstreifen<br />
Straßen und Autobahnen mit zwei oder<br />
mehr Fahrstreifen je Fahrtrichtung mit<br />
hohem LKW-Anteil<br />
Straßen und Autobahnen mit mittlerem<br />
LKW-Anteil<br />
2,0 × 10 6<br />
0,5 × 10 6<br />
3 Hauptstraßen mit geringem LKW-Anteil 0,125 × 10 6<br />
4 Örtliche Straße mit geringem LKW-Anteil 0,05 × 10 6<br />
Ein zweites Fahrzeuge in<br />
derselben Spur ist, sofern<br />
maßgebend, zu berücksichtigen.<br />
Festlegung für das Einzelprojekt<br />
(Empfohlene Achslast: 36 kN).<br />
NA:<br />
Ein zweites Fahrzeug in der<br />
selben Spur ist nicht anzusetzen,<br />
wenn die Ermüdungsnachweise<br />
mit λ-Werten nach den<br />
Eurocodes für Bemessung<br />
erfolgen.<br />
66 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.6.5 Ermüdungslastmodell 4<br />
FAHRZEUGTYP VERKEHRSART<br />
1 2 3 4 5 6 7<br />
SCHWERFAHRZEUG<br />
4,5 70<br />
130<br />
Ortsverkehr<br />
Achsabstand<br />
(m)<br />
Ersatzachslast<br />
(kN)<br />
Schwerverkehrsanteil<br />
Schwerverkehrsanteil<br />
Große<br />
Entfer-<br />
nung<br />
Mittlere<br />
Entfer-<br />
nung<br />
Schwerv Reifenart<br />
er-kehrsanteil<br />
20,0 40,0 80,0 A<br />
B<br />
REIFEN/<br />
ACHSART<br />
A<br />
B<br />
GEOMETRISCHE ABMESSUNGEN<br />
4,20<br />
1,30<br />
70<br />
120<br />
120<br />
5,0 10,0 5,0 A<br />
B<br />
B<br />
320 3,20<br />
70<br />
50,00 30,00 50 5,0 A<br />
5,20<br />
1,30<br />
1,30<br />
150<br />
90<br />
90<br />
90<br />
3,40<br />
600 6,00<br />
70<br />
140<br />
1,80 90<br />
90<br />
4,80 70<br />
3,60 130<br />
4,40 90<br />
130 1,30 80<br />
80<br />
B<br />
C<br />
C<br />
C<br />
15,0 15,0 5,0 A<br />
B<br />
B<br />
B<br />
10,0 5,0 5,0 A<br />
B<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C<br />
ΣN obs ist im Einzelfall festzulegen<br />
Anwendung nur mit Zustimmung möglich<br />
67<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.7.2.1 Anpralllasten auf Pfeiler / stützende Bauteile<br />
• Kräfte infolge eines Anpralls von Fahrzeugen mit unzulässiger Höhe oder<br />
von der Straße abweichenden Fahrzeugen auf Pfeilern oder stützende<br />
Bauteilen der Brücke sind zu berücksichtigen.<br />
• Es gelten die Regelungen der DIN EN 1991-1-7 (Tabelle NA 2-4.1).<br />
• Gegenüber den Regelungen des DIN-Fachberichtes 101 sind deutlich<br />
höhere Anpralllasten bei Autobahnen anzusetzen :<br />
• z.B.: außerorts<br />
in Fahrtrichtung neu: 1500 kN<br />
quer zur Fahrtrichtung neu: 750 kN<br />
bisher 1000 kN<br />
bisher 500 kN<br />
68 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Anpralllasten auf Überbauten<br />
Vereinfachende Regelung nach DIN EN 1991-2<br />
• Anpralllasten aus Straßenverkehr unter Brücken nach<br />
DIN EN 1991-1-7:2010-12, 1 12 4.3.2, sind nur beim Nachweis der<br />
Lagesicherheit des Überbaues zu berücksichtigen.<br />
• Die Anprallasten dürfen dabei vereinfachend 20 cm oberhalb der<br />
Unterkante des Überbaues angesetzt werden.<br />
• Autobahnen und Bundesfernstraßen: 500 kN<br />
• Landstraßen außerhalb von Ortschaften: 375 kN<br />
69 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4731FahrzeugeaufFuß- 4.7.3.1 auf Fuß und Radwegen von Straßenbrücken<br />
Es ist eine außergewöhnliche<br />
Achslast (siehe Lastmodell LM 1) zu<br />
berücksichtigen<br />
(Lasterhöhung wg. LM 1) :<br />
α<br />
Q 2<br />
Q 2K<br />
Diese Achslast wirkt nicht gleichzeitig<br />
mit den anderen Verkehrslasten auf der<br />
Fahrbahn.<br />
70 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2, 4732Anpralllasten 4.7.3.2 auf Schrammborde<br />
• Horizontalkraft von 100 kN<br />
- Angriffspunkt: 5 cm unter Oberkante<br />
Schrammbord<br />
- Verteilt auf eine Länge von 0,50 m<br />
- Lastverteilung unter 45 o<br />
• Sofern ungünstig wirkend, ist zusätzliche eine<br />
Vertikallast anzusetzen.<br />
(Lasterhöhung wg. LM 1):<br />
71 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN1991-2 4733Anpralllasten 4.7.3.3 auf Fahrzeugrückhaltesystem<br />
• Die Horizontalkraft wirkt über eine Länge von 0,5 m quer zur Fahrtrichtung 100 mm<br />
unter der Oberkante der Schutzeinrichtung oder 1 m über der Fahrbahn bzw. dem<br />
Fußweg, wobei der kleinste Wert maßgebend ist.<br />
(Hinweis: Abweichende Regelung zum DIN-Fachbericht 101)<br />
• Die Vertikalkräfte, die gleichzeitig mit den Horizontalkräfte wirken, ist<br />
(Lasterhöhung wg. LM 1) :<br />
0 ,75 α Q<br />
Q1<br />
1k<br />
• Das Bauteil, auf dem die Schutzeinrichtung angeordnet ist, sollte lokal für eine<br />
außergewöhnliche Einwirkung bemessen werden, die mindestens dem 1,25fachen<br />
des lokalen charakteristischen Widerstandes der Schutzeinrichtung entspricht;<br />
Andere veränderliche Lasten sollten dabei nicht berücksichtigt werden.<br />
72 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN1991-2 4734Anpralllasten 4.7.3.4 auf tragende Bauteile<br />
• Die Anpralllasten an ungeschützte tragende Bauteile, die über oder neben der<br />
Fahrbahnebene liegen, sind zu berücksichtigen.<br />
• Es gelten für die Anpralllasten die Werte wie für Anpralllasten auf Pfeiler<br />
• Sie wirken 1,25 m oberhalb der Fahrbahnebene<br />
• Wenn jedoch zusätzliche Schutzmaßnahmen zwischen der Fahrbahn und diesen<br />
Bauteilen angeordnet werden, dürfen die Kräfte für das Einzelprojekt reduziert<br />
werden.<br />
• Diese Kräfte wirken nicht gleichzeitig mit anderen veränderlichen Einwirkungen.<br />
• Für Einzelbauteile, deren Ausfall nicht zum Gesamtversagen des Tragwerks führt<br />
(z. B. Hänger oder Streben), können für ein Einzelprojekt geringere Lasten<br />
festgelegt werden.<br />
73 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2, 4.8 Einwirkungen auf Geländer<br />
• Einwirkungen auf das Geländer sind bei der Überbaubemessung zu<br />
berücksichtigen.<br />
• Abhängig von ausgewählten Lastklasse des Geländers : veränderliche<br />
Lasten.<br />
• Linienlast von 1,0 kN/m (γ-Beiwert für Straßen – und Fußgängerverkehr<br />
nach DIN EN 1990, Tabelle NA.A2.1) A2 • Veränderliche Kraft, die horizontal und vertikal an der Oberkante des<br />
Geländers wirkt.<br />
74 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2, 4.9 Lastmodelle auf Hinterfüllungen<br />
Vertikale Lasten<br />
• Fahrbahnen, die hinter Widerlagern, Flügelwänden, Seitenwänden und anderen mit<br />
dem Erdkörper in Kontakt stehenden Teilen der Brücke, angeordnet sind, sollten mit<br />
entsprechenden Lastmodellen beansprucht werden<br />
• Es ist das Lastmodells 1 zu verwenden. Zur Vereinfachung darf die Doppelachse durch<br />
eine gleichmäßig verteilte Last mit der Bezeichnung q eq ersetzt werden, die über eine<br />
angemessene rechteckige Aufstandsfläche verteilt ist. Die Abmessungen der<br />
Aufstandsfläche hängen von der Lastausbreitung der Hinterfüllung oder des Erdkörpers<br />
ab<br />
• Zur Lastausbreitung in Hinterfüllungen und im Erdkörper siehe DIN EN 1997. Wenn<br />
nicht besonders vereinbart, darf für die Bestimmung von q eq ein Rechteck mit einer<br />
Breite von 3 m und einer Länge von 5 m angenommen werden<br />
• Andere repräsentative Werte als die charakteristischen Werte sollten nicht<br />
berücksichtigt t werden<br />
75 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2, 4.9 Lastmodelle auf Hinterfüllungen<br />
Horizontale Lasten<br />
• Es sollte im Bereich der Hinterfüllung keine Horizontallast in Höhe der Oberkante der<br />
Fahrbahn angenommen werden<br />
• Für die Bemessung von Kammerwänden sollte eine Bremslast in Längsrichtung<br />
berücksichtigt werden (Lasterhöhung wg. LM 1) :<br />
Der charakteristische Wert dieser H-Last beträgt.<br />
0 ,6 α<br />
α<br />
Q Q 1 1 k<br />
Diese wirkt gleichzeitig mit der Achslast<br />
Q Q 1 1 k<br />
des Lastmodells 1 und mit dem Erddruck aus der<br />
Hinterfüllung. Die Fahrbahn hinter der Kammerwand<br />
sollte nicht als gleichzeitig belastet angenommen<br />
werden<br />
76 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-1 Wichte, Eigengewichte<br />
• DIN EN 1991-1-1 enthält Anweisungen und Angaben zu Einwirkungen für die<br />
Tragwerksplanung von:<br />
• Hochbauten<br />
• Ingenieurbauwerken<br />
einschließlich geotechnischer Gesichtspunkte bezüglich:<br />
• Wichten von Baustoffen und Lagergütern<br />
• Eigengewicht von Bauwerken<br />
• Nutzlasten im Hochbau<br />
• Abschnitt 4 und Anhang A enthält Nennwerte für Wichten für bestimmte Baustoffe,<br />
Baustoffe im Brückenbau und Lagergüter.<br />
• Des Weiteren werden für bestimmte Schüttgüter die Böschungswinkel angegeben.<br />
77 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-1 Wichte, Eigengewichte<br />
• DIN EN 1991-1-1 enthält Anweisungen und Angaben zu Einwirkungen für die<br />
Tragwerksplanung von:<br />
• Hochbauten<br />
• Ingenieurbauwerken<br />
einschließlich geotechnischer Gesichtspunkte bezüglich:<br />
• Wichten von Baustoffen und Lagergütern<br />
• Eigengewicht von Bauwerken<br />
• Nutzlasten im Hochbau<br />
• Abschnitt 4 und Anhang A enthält Nennwerte für Wichten für bestimmte Baustoffe,<br />
Baustoffe im Brückenbau und Lagergüter.<br />
• Des Weiteren werden für bestimmte Schüttgüter die Böschungswinkel angegeben.<br />
78 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-1 1 1 Tabelle A.6 – Baustoffe für Brücken (Auszug)<br />
„…. Allgemeine Absätze….. “<br />
1 Allgemeines<br />
2 Einteilung der Einwirkungen<br />
2.1 Eigengewicht<br />
2.2 Nutzlasten<br />
3 Bemessungssituationen<br />
4 Wichten für Baustoffe und Lagergüter<br />
5 Eigengewicht von Bauteilen<br />
6 Nutzlasten im Hochbau<br />
Anhang A Nennwerte für Wichten von Baustoffen und Nennwerte für<br />
Wichten und Böschungswinkel für Lagergüter<br />
Anhang B Absturzsicherung und Schutzplanken für Parkhäuser<br />
Literaturhinweise<br />
Nationaler Anhang NA.A (informativ) Wichten und Flächenlasten<br />
79 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-1 Tabelle A.6 – Baustoffe für Brücken (Auszug)<br />
Baustoffe<br />
Beläge von Straßenbrücken<br />
Gussasphalt und Asphaltbeton<br />
Asphaltmastix<br />
Heißgewalzter Asphalt<br />
Schüttungen für Brücken<br />
Sand trocken<br />
Schotter, Kies<br />
Gleisbettunterbau<br />
Splitt<br />
Bruchstein<br />
Lehm<br />
.<br />
.<br />
Wichte<br />
γ<br />
kN/m<br />
3<br />
24,0 bis 25,0<br />
18,0 bis 22,0<br />
23,0<br />
15,0 bis 16,0a<br />
15,0 bis 16,0a<br />
18,5 bis 19,5<br />
13,5 bis 14,5a<br />
20,5 bis 21,5<br />
18,5 bis 19,5<br />
25,0<br />
20,0<br />
26,0<br />
80 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten<br />
„…. Allgemeine Absätze….. “<br />
1 Allgemeines<br />
2 Bemessungssituationen<br />
3 Erfassung der Windeinwirkungen<br />
4 Windgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsdruck<br />
5 Windeinwirkungen<br />
i i 6 Strukturbeiwert c s c d<br />
7 Aerodynamische Beiwerte<br />
8 Windeinwirkungen auf Brücken<br />
81 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten<br />
Anhang NA.A (normativ) Windzonenkarte<br />
Anhang NA.B (normativ) Einfluss von Geländerauigkeit, Topographie und<br />
vorübergehenden Zuständen auf die Windeinwirkungen<br />
Anhang NA.C (normativ) Ermittlung des Strukturbeiwertes und Beurteilung der<br />
Schwingungsanfälligkeit<br />
Anhang NA.D (normativ) Wirbelerregte Schwingungen<br />
Anhang NA.E (informativ) Aeroelastische Instabilitäten<br />
Anhang NA.F(normativ)<br />
Dynamische Grundlagen<br />
Anhang NA.N (informativ) Windeinwirkungen auf Brücken<br />
Anhang NA.V(normativ)<br />
Druckbeiwerte für Vordächer<br />
82 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten<br />
8. Windeinwirkungen auf Brücken<br />
8.1 Allgemeines<br />
8.2 Berechnungsmethode für die Systemantwort<br />
8.3 Kraftbeiwerte<br />
8.3.1 Kraftbeiwerte in x-Richtung<br />
(allgemeine Methode)<br />
8.3.2 Kräfte in x-Richtung — Vereinfachtes Verfahren<br />
833 8.3.3 Windkräfte auf Brückenüberbauten üb b in z-Richtung<br />
8.3.4 Windkräfte auf Brückenüberbauten in y-Richtung<br />
8.4 Brückenpfeiler<br />
8.4.1 Windrichtungen und Bemessungssituationen<br />
8.4.2 Windeinwirkungen auf Brückenpfeiler<br />
.<br />
83<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten<br />
Windeinwirkungen i i auf<br />
Brückenbauwerke rufen Kräfte in<br />
x-, y- und z-Richtung hervor.<br />
84 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 1 NA.A A Windzonenkarte – Deutschland<br />
Einfluss der Meereshöhe<br />
Der Geschwindigkeitsdruck ist<br />
zu erhöhen, wenn der<br />
Bauwerksstandort oberhalb<br />
einer Meereshöhe von 800 m<br />
über NN liegt.<br />
.<br />
85 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 1 Vereinfachtes Verfahren<br />
In der Windzonenkarte für Deutschland nach Anhang NA.A werden jeweils zwei<br />
Windzonen zusammengefasst.<br />
Windzone 1 und 2 v ref = 25 m/s bzw. q ref = 0,39 kN/m 2<br />
Windzone 3 und 4 v ref = 30 m/s bzw. q ref = 0,56 kN/m 2<br />
Tabelle NA.N.5 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 1 und 2 (Binnenland)<br />
Tabelle NA.N.6 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 3 und 4 (Binnenland)<br />
Tabelle NA.N.7 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 1 und 2 (Küstennähe)<br />
Tabelle NA.N.8 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 3 und 4 (Küstennähe)<br />
86 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 1 Vereinfachtes Verfahren:<br />
• Die angegebenen Einwirkungen aus Wind auf Brücken (Tabelle NA.N.5 bis<br />
Tabelle NA.N.8) beruhen auf DIN EN 1991-1-4:2010-12, insbesondere Abschnitt 8<br />
• Die Angaben dienen einer vereinfachten Anwendung der Norm bei nicht<br />
schwingungsanfälligen Deckbrücken und Bauteilen.<br />
• Die unter Tabelle NA.N.5 bis Tabelle NA.N.8 aufgeführten Werte gelten für Höhen<br />
bis 100 m. Für Höhen über 100 m sollte eine verfeinerte Untersuchung durchgeführt<br />
werden<br />
• Als entscheidende Einflüsse können bedeutsam sein:<br />
−<br />
−<br />
der Einfluss der Höhenlage des Bauwerkes<br />
der Einfluss von Aufbauten auf den Brückenquerschnitten auf den cf-Wert und die<br />
kürzer anzunehmende Wiederkehrperiode des rechnerischen Staudruckes bei<br />
Bauzuständen.<br />
87 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 1 Windlasten – vereinfachtes Verfahren<br />
1 2 3 4 5 6 7<br />
Ohne Verkehr und ohne Lärmschutzwand Mit Verkehr a oder mit Lärmschutzwand<br />
auf fÜberbautenb b/d b z e ≤ 20 m 20 m < z e ≤ 50 m 50 m < z e ≤ 100 m z e ≤ 20 m 20 m < z e ≤ 50 m 50 m < z e ≤ 100 m<br />
≤ 0,5 1,75 2,45 2,90 1,45 2,05 2,40<br />
=4 095 0,95 135 1,35 160 1,60 080 0,80 110 1,10 130 1,30<br />
≥ 5 0,95 1,35 1,60 0,60 0,85 1,00<br />
auf Stützen und Pfeilernc<br />
d/b b z e ≤ 20 m 20 m < z e ≤ 50 m 50 m < z e ≤ 100 m<br />
≤ 0,5 1,70 2,35 2,80<br />
≥ 5 0,75 1,05 1,25<br />
a Es gilt der Kombinationsbeiwert ψ 0 = 0,4 (Windzone 3+4) und ψ 0 = 0,55 (Windzone 1+2).<br />
Für Eisenbahnbrücken b gilt der Kombinationsbeiwert b i t ψ 0 = 06 0,6.<br />
b Bei Zwischenwerten kann linear interpoliert werden.<br />
c Bei quadratischen Stützen- oder Pfeilerquerschnitten mit abgerundeten Ecken, bei denen das Verhältnis<br />
r/d ≥ 0,20 beträgt, können die Windeinwirkungen auf Pfeiler und Stützen um 50 % reduziert werden. Für<br />
0 < r/d < 0,2 darf linear interpoliert werden. Hierbei ist r = Radius der Ausrundung.<br />
88<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 1 Windlasten – vereinfachtes Verfahren<br />
• Die Angaben gelten nur für nicht schwingungsanfällige Deckbrücken sowie nicht<br />
schwingungsanfällige Bauteile.<br />
NA.C.2 enthält Kriterien zur Beurteilung der Schwingungsanfälligkeit.<br />
• Die Tabellen NA.N.5 bis NA.N.8 gelten nicht für Sonderbrückenkonstruktionen, wie<br />
z. B. bewegliche Brücken und überdachte Brücken.<br />
• Für Fachwerk- und dStabbogenbrücken bü gelten die Angaben sinngemäß; die<br />
außerhalb der Fahrbahnkonstruktion liegenden Bauteile (Fachwerkstäbe bzw.<br />
Bögen und Hänger) sind gesondert zu erfassen.<br />
89 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 1 Windlasten – vereinfachtes Verfahren<br />
• Bei Bauzuständen, die nicht länger als 1 Tag dauern, dürfen die charakteristischen Werte<br />
Tab. NA.N.5 und NA.N.7 (Windzone 1 und2) mit dem Faktor 0,55<br />
Tab. NA.N.6 und NA.N.8 (Windzone 3 und4) mit dem Faktor 0,4<br />
multipliziert werden.<br />
• Bei Bauzuständen, die nicht länger als 1 Woche dauern, dürfen die charakteristischen Werte<br />
Tabellen NA.N.5 und NA.N.7 (Windzone 1 und2) mit dem Faktor 0,80<br />
Tabellen NA.N.6 und NA.N.8 (Windzone 3 und4) mit dem Faktor 0,55<br />
multipliziert werden.<br />
• Voraussetzung ist, dass sichergestellt wird, dass die Windgeschwindigkeiten folgende Werte<br />
nicht überschreiten:<br />
Im Fall (1): v < 18 m/s,<br />
im Fall (2): v < 22 m/s.<br />
• Hierzu ist es notwendig, die Wetterlage festzustellen, den Wetterverlauf zu beobachten und<br />
rechtzeitig durchführbare Sicherungsmaßnahmen für den Fall vorzusehen, dass die<br />
Windgeschwindigkeit g den o. g. Wert übersteigt.<br />
90 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-5 Temperatur<br />
„…. Allgemeine Absätze….. “<br />
1 Allgemeines<br />
2 Klassifizierung der Einwirkungen<br />
3 Bemessungssituation<br />
4 Beschreibung der Einwirkungen<br />
5 Temperaturunterschiede in Gebäuden<br />
6 Temperaturunterschiede bei Brücken<br />
7 Temperaturunterschiede in Industrieschornsteinen,<br />
Rohrleitungen, Silos, Tanks und Kühltürmen<br />
Anhänge A-D<br />
91 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-5 4 Beschreibung der Temperatureinwirkungen<br />
• In Deutschland ist das Verfahren 1 anzuwenden.<br />
(6.1.4.1: Vertikale linear veränderliche Anteile)<br />
• Das Verfahren 2 ist nicht anzuwenden<br />
(6.1.4.2: Vertikale Temperaturanteile mit nicht linearen Einflüssen).<br />
92 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-5 6.1.1 Arten von Brückenüberbauten<br />
Brückenüberbauten werden eingeteilt in:<br />
Typ 1<br />
Stahlkonstruktion<br />
— Hohlkastenträger aus Stahl<br />
— Fachwerkträger oder Blechträger<br />
Typ 2<br />
Typ 3<br />
Verbundkonstruktion<br />
Betonkonstruktion<br />
— Betonplatte<br />
— Betonträger<br />
— Hohlkastenträger<br />
93 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-6 1 Einwirkungen während der Bauausführung<br />
„…. Allgemeine Absätze…..<br />
“<br />
1 Allgemeines<br />
2 Einteilung il der Einwirkungeni 3 Bemessungssituationen und Grenzzustände<br />
4 Darstellung der Einwirkungen<br />
Anhang A 1 (normativ) Ergänzende Regelungen für Gebäude<br />
Anhang A2 (normativ) Ergänzende Regelungen für Brücken<br />
Anhang B (informativ) Einwirkungen auf Tragwerke bei Umbauten,<br />
Wiederaufbau oder Abriss<br />
Literaturhinweise<br />
Nationaler Anhang<br />
94<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen<br />
„…. Allgemeine Absätze….. “<br />
1 Allgemeines<br />
2 Klassifizierung der Einwirkungen<br />
3 Bemessungssituationen<br />
4 Anprall<br />
5 Innenraumexplosionen<br />
Anhang A (informativ) Entwurf zur Begrenzung von Schadensfolgen<br />
lokalen Versagens aus unspezifizierte Ursache in<br />
Hochbauten<br />
Anhang B (informativ) Hinweise zur Risikoanalyse<br />
Anhang C (informativ) Dynamische Anprallberechnung<br />
Anhang D (informativ) Innenraumexplosionen<br />
Nationaler Anhang<br />
Anhang NA.E (normativ) Einwirkungen aus Trümmern<br />
95 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen<br />
1 2 3<br />
Statisch äquivalente Anprallkraft in MN<br />
Kategorie<br />
Fdx<br />
Fdy<br />
in Fahrtrichtung<br />
rechtwinklig zur<br />
Fahrtrichtung<br />
1 Straßen außerorts 1,5 0,75<br />
2 Straßen innerorts bei v ≥ 50 km/ha 1,0 0,5<br />
Straßen innerorts bei v < 50 km/ha b<br />
3 ⎯ an ausspringenden Gebäudeecken 05 0,5 05 0,5<br />
4 ⎯ in allen anderen Fällen 0,25 0,25<br />
5<br />
Für Lkw befahrbare Verkehrsflächen (z. B.<br />
Hof-räume) bzw. Gebäude mit Pkw-<br />
0,1 0,1<br />
Verkehr > 30 kN<br />
6 Für Pkw befahrbare b Verkehrsflächen h 0050 0,050 0,025025<br />
7<br />
⎯ bei Geschwindigkeitsbeschränkung<br />
für v ≤ 10 km/h<br />
0,015 0,008<br />
8 Tankstellenüberdachungenb c 0,1 0,1<br />
Parkgaragen g für Pkw ≤ 30 kNb<br />
9 ⎯ Einzel-/Doppel-Garage, Carports 0,01 0,01<br />
10 ⎯ in allen anderen Fällen 0,04 0,025<br />
a Nur anzusetzen, wenn stützende Bauteile der unmittelbaren Gefahr des Anpralls von Straßenfahrzeugen ausgesetzt sind, d. h.<br />
im Allgemeinen im Abstand von weniger als 1 m von der Bordschwelle.<br />
b<br />
Nur anzusetzen, wenn bei Ausfall der stützenden Bauteile die Standsicherheit von Gebäude/Überdachung/Decke gefährdet ist.<br />
c Nur anzusetzen, wenn die stützenden Bauteile nicht am fließenden Verkehr liegen, sonst wie Zeile 1 bis 4.<br />
96<br />
Wismar, den 11. Oktober 2012<br />
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen<br />
Anpralllasten an Überbauten<br />
Kategorie<br />
Äquivalente statische Ersatzkraft F dx<br />
a<br />
kN<br />
Autobahnen und Bundesstraßen 500<br />
Landstraßen außerhalb von<br />
Ortschaften<br />
375<br />
Innerstädtische Straßen 250<br />
Privatstraßen und Parkgaragen 75<br />
a<br />
x = in Fahrtrichtung<br />
97 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen<br />
NDP zu 4.1(1), Anmerkung 3:<br />
Hinweise i zur Übertragung von Anpralllasten auf Fundamente<br />
Bei Ingenieurbauwerken sind Anpralllasten bis in die Tragwerksfundamente<br />
weiterzuverfolgen. Bei Hochbauten hängt die Weiterleitung der<br />
außergewöhnlichen Einwirkung von der in das Tragwerkfundament durch sie<br />
übertragenen Kräfte ab; in der Regel ist eine Weiterleitung nicht maßgebend.<br />
NDP zu 4.3.1(3), Bedingungen für den Anprall infolge Straßenfahrzeugen<br />
Die statisch äquivalenten Anprallkräfte wirken bei Lkw in einer Höhe<br />
h = 1,25 m und bei Pkw in h = 0,5 m über der Fahrbahnoberfläche. Die<br />
Anprallflächen betragen maximal b × h =0,5m×0,2m.<br />
98 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassung<br />
• Nach der erfolgreichen Umstellung der Regelwerke für Brücken auf das<br />
Teilsicherheitskonzept der Eurocodes mit den DIN-Fachberichten 101 –<br />
104 steht nun die Umstellung auf die Eurocodes in der endgültigen<br />
Fassung an.<br />
• Die Nationalen Anhänge (NA) der Eurocodes in Deutschland stehen der<br />
Fachöffentlichkeit im Weißdruck bzw. in der Entwurfsfassung (DIN EN<br />
1992-2/NA) zur Verfügung.<br />
• Mit den Eurocodes liegt somit ein in sich stimmiges Regelwerk für die<br />
Berechnung und Bemessung von Tragwerken des Hochbaus sowie des<br />
Ingenieurbaus vor.<br />
99 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassung<br />
• Für den Bereich der Einwirkungen auf Brücken, entsprechen die<br />
Regelungen g der DIN EN‘s in vielen Punkten den bewährten Regelungen<br />
g<br />
des DIN-Fachberichts 101.<br />
• Bei den Regelungen für Straßenbrücken ist die deutliche Anhebung des<br />
Lastmodells 1 auf einen prognostizierten Verkehr in technischenr Hinsicht<br />
eine signifikante Änderung bei Entwurf und Planung von Straßenbrücken.<br />
• Der Teilsicherheitsbeiwert für Verkehrslasten aus Straßen- und<br />
Fußgängerverkehr beträgt nunmehr 1,35 (statt bisher 1,5).<br />
• Regelungen für „Nicht häufige“ Werte sind entfallen.<br />
• Für Windlasten entspricht das vereinfachte Verfahren aus DIN EN 1991-1-<br />
4. Anhang NA.N im wesentlichen dem Anhang N des DIN-Fachberichtes.<br />
100 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassung<br />
• Die Regelungen für Temperatur entsprechen dem DIN-Fachbericht ht 101,<br />
Kapitel V.<br />
• Der Anhang E im Nationalen Anhang zu DIN EN 1990 baut im Wesentlichen<br />
auf den Regelungen des Anhang O auf.<br />
• Anpralllasten an Pfeiler und Stützen infolge Straßenverkehr sind deutlich<br />
angehoben (1500 kN in Fahrtrichtung bisher 1000 kN) vgl. DIN EN 1991-1-7.<br />
• Anpralllasten auf den Überbau sind zu beachten.<br />
101 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassung<br />
• Seitens des DIN und des Beuth-Verlages ist die Herausgabe von sogenannten<br />
Normen-Handbüchern als Arbeitsmittel itt für die Praxis vorgesehen.<br />
• Für den Bereich der Betonbrücken, Stahlbrücken und Verbundbrücken erfolgt<br />
die Erarbeitung im Rahmen von Forschungsvorhaben der Bundesanstalt für<br />
Straßenwesen.<br />
• Für Einwirkungen auf Brücken wird ein Handbuch vom DIN AA „Lastannahmen<br />
auf Brücken erarbeitet.<br />
102 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassung<br />
• Für den Hochbau ist die bauaufsichtliche Umstellung auf die DIN EN –<br />
Normenreihe der Eurocodes Mitte 2012 bereits erfolgt. In einzelnen Ländern<br />
wurden Übergangsregelungen vorgesehen.<br />
• Für den Bereich der Bundesfernstraßen wird derzeit die Bekanntgabe zur<br />
Umstellung auf die neuen Regelwerke mit Allgemeinen Rundschreiben<br />
Straßenbau vorbereitet.<br />
• Die Vertreter der Verkehrsträger „Straße“, „Wasser“, und „Bahn“ im<br />
Fachbereich 057 des DIN Koordinierungsausschuss „Brücken“ haben sich<br />
dabei auf ein abgestimmtes Vorgehen verständigt.<br />
103 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!<br />
Bundesministerium für Verkehr,<br />
Bau und Stadtentwicklung g( (B<strong>MV</strong>BS)<br />
Referat Brücken-, Tunnel- und sonstige Ingenieurbauwerke, StB 17<br />
Robert-Schuman-Platz 1<br />
D-53175 Bonn<br />
www.bmvbs.de