Erläuterungen zu den Bemessungstafeln.pdf - minnert.de
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<strong>Bemessungstafeln</strong><br />
24<br />
Erläuterungen und Ergän<strong>zu</strong>ngen<br />
<strong>zu</strong> <strong><strong>de</strong>n</strong> <strong>Bemessungstafeln</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jens Minnert<br />
mb-news<br />
mb-news<br />
<strong>Bemessungstafeln</strong><br />
<strong>Bemessungstafeln</strong><br />
Kostenloser Be<strong>zu</strong>g über die mb AEC Software GmbH<br />
www.mbaec.<strong>de</strong>/tafel<br />
1 Grundlagen, Schnittgrößenumlagerung und Werkstoffkennwerte<br />
Nachweisformat im Grenz<strong>zu</strong>stand <strong>de</strong>r Tragfähigkeit<br />
E d < R d<br />
Ed Bemessungswert <strong>de</strong>r Beanspruchung (z.B. einwirken<strong>de</strong> Schnittgröße)<br />
Rd Bemessungswert <strong>de</strong>s Tragwi<strong>de</strong>rstands (z.B. aufnehmbare Schnittgröße)<br />
Einwirkungskombinationen für Grenz<strong>zu</strong>stän<strong>de</strong> <strong>de</strong>r Tragfähigkeit<br />
Bemessungssituation für<br />
Einwirkungskombination<br />
ständige und vorübergehen<strong>de</strong><br />
Beanspruchung Ed<br />
<br />
G,j<br />
Gk,<br />
j<br />
<br />
Q,1<br />
Qk,1<br />
<br />
Q,i<br />
<br />
außergewöhnliche<br />
Beanspruchung EdA<br />
be<strong>de</strong>utet: „in Kombination mit“<br />
j1<br />
<br />
GA, j<br />
j1<br />
G<br />
k, j<br />
A <br />
d<br />
1,1<br />
i1<br />
Q<br />
k,1<br />
0,i<br />
<br />
i1<br />
Q<br />
2,i<br />
k,i<br />
Q<br />
Nachweisformat im Grenz<strong>zu</strong>stand <strong>de</strong>r Gebrauchstauglichkeit<br />
E d < C d<br />
Ed Bemessungswert <strong>de</strong>r Beanspruchung (z.B. ermittelte Bauteilverformung)<br />
Cd Bemessungswert <strong>de</strong>s Gebrauchstauglichkeitskriteriums (z.B. <strong>zu</strong>lässige Bauteilverformung)<br />
Einwirkungskombinationen für Grenz<strong>zu</strong>stän<strong>de</strong> <strong>de</strong>r Gebrauchstauglichkeit<br />
Bemessungssituation für<br />
Einwirkungskombination<br />
seltene Kombination <strong>de</strong>r Einwirkungen Ed,rare<br />
häufige Kombination <strong>de</strong>r Einwirkungen Ed,frequ<br />
quasi-ständige Kombination <strong>de</strong>r Einwirkungen Ed,perm<br />
Ausarbeitung:<br />
G<br />
j1<br />
G<br />
j1<br />
j1<br />
k, j<br />
k, j<br />
k, j<br />
Q<br />
<br />
k,1<br />
1,1<br />
i1<br />
<br />
Q<br />
2,i<br />
i1<br />
k,1<br />
G Q<br />
0,i<br />
k,i<br />
Q<br />
<br />
Bemessungs- und Konstruktionshilfen für<br />
Stahlbetonbauteile aus Normalbeton nach<br />
DIN 1045-1 (07/01)<br />
Ausarbeitung:<br />
Prof. Dr.-Ing. Jens Minnert<br />
Fachbereich Prof. Dr.-Ing. Bauwesen Jens Minnert<br />
F a c h b e r e i c h B a u w e s e n<br />
Mitarbeit bei <strong>de</strong>r Erstellung:<br />
Dipl.-Ing. Björn Block , Ing.-Büro Reichmann+Partner<br />
1. Auflage 2004<br />
k, i<br />
i1<br />
k, i<br />
2,i<br />
Q<br />
k, i<br />
Die <strong>Bemessungstafeln</strong><br />
[1] <strong>zu</strong>r neuen DIN 1045<br />
(07/01) [2] sollen <strong><strong>de</strong>n</strong> in<br />
<strong>de</strong>r Praxis tätigen Ingenieur<br />
bei <strong>de</strong>r täglichen Arbeit<br />
unterstützen sowie das<br />
zeitrauben<strong>de</strong> Aufsuchen<br />
<strong>de</strong>r wesentlichen<br />
Bemessungs- und<br />
Konstruktionshilfen<br />
ersparen.<br />
Die Tafeln beschränken<br />
sich hierbei auf <strong><strong>de</strong>n</strong><br />
in <strong>de</strong>r Praxis überwiegend<br />
eingesetzten Normalbeton<br />
<strong>de</strong>r Festigkeitsklassen<br />
C12/15 bis C50/60.<br />
Im folgen<strong><strong>de</strong>n</strong> Beitrag<br />
wer<strong><strong>de</strong>n</strong> Erläuterungen <strong>zu</strong><br />
einzelnen Abschnitten <strong>de</strong>r<br />
Tafeln gegeben und einige<br />
<strong>zu</strong>sätzliche Hilfsmittel<br />
beigefügt, die aus Platzgrün<strong><strong>de</strong>n</strong><br />
nicht berücksichtigt<br />
wer<strong><strong>de</strong>n</strong> konnten.<br />
Erläuterungen und Ergän<strong>zu</strong>ngen <strong>zu</strong> <strong><strong>de</strong>n</strong> <strong>Bemessungstafeln</strong><br />
mb-news Nr. 2/2005
1. Grundlagen und Werkstoffkennwerte können <strong>de</strong>m Heft 525 vom Deutschen Ausschuss<br />
für Stahlbeton (DAfStb) [3] entnommen wer<strong><strong>de</strong>n</strong>.<br />
Für Fertigteilkonstruktionen wer<strong><strong>de</strong>n</strong> in<br />
DIN 1045-1, Abschnitt 5.3.3 <strong>zu</strong>sätzliche Teilsicherheitsbeiwerte<br />
angegeben.<br />
men:<br />
E c0m<br />
lässt sich gemäß folgen<strong>de</strong>m Ansatz bestim-<br />
Im einzelnen sind beson<strong>de</strong>re Teilsicherheitsbeiwerte<br />
für folgen<strong>de</strong> Bemessungssituationen<br />
2 1/3<br />
(1) 2<br />
E [N/mm ] 9500 f 8 f in N/mm<br />
c0m ck ck <br />
2 1/3<br />
2<br />
angegeben: E [N/mm ] 9500 f 8 f in N/mm<br />
c0m ck ck <br />
2 1/3<br />
2<br />
• Für Bau<strong>zu</strong>stän<strong>de</strong> darf im Grenz<strong>zu</strong>stand <strong>de</strong>r E 2<br />
Der [N/mm<br />
[N/mm<br />
Zusammenhang ]<br />
<br />
<br />
<br />
9500<br />
E<br />
<br />
zwischen<br />
f<br />
<br />
0,8<br />
8 E0,2 Tragfähigkeit (Biegung und Längskraft) <strong>de</strong>r<br />
c0m<br />
und f f<br />
/88<br />
in N/mm<br />
c0m ck ckE cm<br />
ergibt<br />
E 1,0<br />
cm 1 c0m cm c0m 1 <br />
2 1/3<br />
2<br />
E [N/mm ] 9500 2<br />
Teilsicherheitsbeiwert E [N/mm <br />
für<br />
f <br />
ständige ] 8 sich gemäß Heft 525 [3] und [4] <strong>zu</strong><br />
und E f<br />
verän<strong>de</strong>rliche<br />
Einwirkungen mit γ G<br />
in 0,8 N/mm<br />
c0m ck ck 0,2 <br />
f /88 E 1,0<br />
cm 1 c0m cm c0m 1 <br />
= 1,15 bzw.<br />
2<br />
E 2 2 1/3<br />
2<br />
f<br />
[N/mm<br />
[N/mm f 8<br />
] ] 9500 <br />
γ Q<br />
= 1,15 angesetzt wer<strong><strong>de</strong>n</strong><br />
c0m f 8<br />
ck f in N/mm<br />
cm ck<br />
<br />
<br />
N/mm<br />
E 0,8 <br />
0,2 f /88 E 1,0<br />
cm 1 c0m cm c0m 1<br />
ck <br />
<br />
2<br />
(2)<br />
(DIN E [N/mm 1045-1, ] Abschnitt 2<br />
f E f 5.3.3 0,8 8 (4)). 0,2<br />
cm ck<br />
N/mm<br />
f /88 E 1,0<br />
cm 1 c0m cm c0m 1 <br />
<br />
• Die Nachweise <strong>de</strong>r Tragfähigkeit bei einer<br />
2<br />
In f Gleichung f 2 2 entspricht f<br />
werksmäßigen und ständig überwachten Herstellung<br />
f f dürfen 8<br />
E [N/mm x 8<br />
cm ck<br />
<br />
] <br />
N/mm <br />
E <br />
cm 0,8<strong>de</strong>r 0,2 mittleren f /88 Be-tondruckfestigkeit 0,45<br />
E 1,0<br />
cm 1 c0m cm c0m 1<br />
2<br />
lim1 und kann wie folgt bestimmt<br />
cm ck mit <br />
N/mm einem x <br />
Teilsicherheitsbeiwert d<br />
wer<strong><strong>de</strong>n</strong>:<br />
für <strong><strong>de</strong>n</strong> Beton von<br />
<br />
γ<br />
<br />
c<br />
= 1,35<br />
0,45<br />
lim1<br />
d durchgeführt<br />
x<br />
2<br />
wer<strong><strong>de</strong>n</strong> (weitere <strong>zu</strong>sätzliche Erläuterungen siehe f<br />
f 0,45<br />
lim1 8 N/mm<br />
(3)<br />
cm ck<br />
<br />
<br />
DIN 1045-1, x Abschnitt 5.3.3 (7)).<br />
d 2,174 ‰<br />
s yd<br />
0,45<br />
lim1<br />
Bei Durchlaufträgern d 2,174 ‰<br />
s<br />
im<br />
yd<br />
üblichen Hochbau muss In<br />
<br />
Bild<br />
3,50 2 sind<br />
‰<br />
cu die unterschiedlichen Elastizitätsmo-<br />
dargestellt.<br />
0,45<br />
die Bemessungssituation 3,50 mit günstiger ‰ ständiger duli<br />
lim1<br />
Einwirkung (γ G<br />
= 1,00) nicht berücksichtigt wer<strong><strong>de</strong>n</strong>,<br />
wenn die Konstruktionsregeln gemäß DIN 0,617<br />
<br />
x 2,174 ‰<br />
cu<br />
s yd<br />
s 3,5<br />
0,617<br />
lim2<br />
2,174 ‰ x <br />
3,50 d ‰ 2,174 3,5<br />
s yd<br />
s 3,5<br />
cu<br />
s c<br />
lim2<br />
1045-1, Abschnitt 3,50 ‰ 13 beachtet d wer<strong><strong>de</strong>n</strong>. 2,174 Somit gilt<br />
3,5 x s<br />
3,5<br />
cu<br />
s c<br />
0,617<br />
lim2<br />
ein Teilsicherheitsbeiwert von γ G<br />
= 1,35.<br />
2,174 ‰<br />
s Ad<br />
0,4 2,174 f<br />
x 3,5<br />
c 3,5<br />
s<br />
yd s c<br />
sw<br />
Beim Nachweis <strong>de</strong>r Lagesicherheit muss 0,617<br />
lim2<br />
jedoch a b<br />
sin<br />
<br />
sw w w<br />
die Schwankung<br />
d <br />
<strong>de</strong>r<br />
<br />
ständigen<br />
2,174 A <br />
Einwirkung<br />
3,5<br />
s c<br />
berücksichtigt<br />
wer<strong><strong>de</strong>n</strong> (Beispiel s siehe Bild 1).<br />
s<br />
3,50 ‰<br />
sw<br />
cu w<br />
a b<br />
sin<br />
<br />
sw w w<br />
w<br />
Asw<br />
x s<br />
3,5<br />
a <br />
sw b<br />
sin<br />
0,617<br />
lim2<br />
w w<br />
(2/3) 2<br />
A<br />
f s0,30 wd<br />
f<br />
2,174 3,5<br />
ctm<br />
sck<br />
c [N/mm ]<br />
sw<br />
a b<br />
sin<br />
<br />
sw G,inf = 0,90<br />
w w G,sub = 1,10<br />
(2/3) 2<br />
sw<br />
f 0,30 f [N/mm ]<br />
Entlastung<br />
A<br />
f<br />
ctm<br />
ctm<br />
0,30 f [N/mm ]<br />
Bild 1. Teilsicherheitsbeiwerte für die ständigen Einwirkungen<br />
für <strong><strong>de</strong>n</strong> Nachweis <strong>de</strong>r Lagesicherheit (DIN 1055-100, Tab A.3)<br />
In DIN 1045-1 sind <strong>zu</strong>r Formulierung <strong>de</strong>s Kriechansatzes<br />
und <strong>zu</strong>r Beschreibung <strong>de</strong>r Spannungs-<br />
Dehnungs-Linie verschie<strong><strong>de</strong>n</strong>e Elastizitätsmoduli<br />
<strong>de</strong>finiert. Man unterschei<strong>de</strong>t zwischen E c0m<br />
als<br />
Tangentenmodul im Ursprung <strong>de</strong>r σ c<br />
- ε c<br />
-Linie und<br />
E cm<br />
als Sekantenmodul bei einer Spannung von<br />
σ c<br />
= (0,4 ⋅ f cm<br />
).<br />
E cm<br />
beschreibt die Steifigkeit <strong>de</strong>s ungerissenen Betons<br />
im Gebrauchslastniveau und ist gemäß DIN<br />
1045-1 grundsätzlich <strong>zu</strong> benutzen. Nur in wenigen<br />
Ausnahmefällen ist <strong>de</strong>r Tangentenmodul E c0m<br />
an<strong>zu</strong>setzen. In DIN 1045-1, Tabelle 9 wur<strong><strong>de</strong>n</strong> versehentlich<br />
die Bezeichnung für <strong><strong>de</strong>n</strong> Tangentenmodul<br />
E c0m<br />
und <strong>de</strong>m Sekantenmodul E cm<br />
vertauscht.<br />
Der Elastizitätsmodul ist sehr stark abhängig von<br />
<strong>de</strong>r Art <strong>de</strong>r Gesteinskörnung. Hinweise hier<strong>zu</strong><br />
ck<br />
(2/3) 2<br />
ck<br />
25<br />
<br />
(2/3) 2<br />
f 0,30 A f [N/mm ]<br />
ctm<br />
ck<br />
sw<br />
a b<br />
sin<br />
<br />
sw w w<br />
sw<br />
E cm E c0m<br />
Betonstauchung c<br />
(2/3) 2<br />
f 0,30 f [N/mm ]<br />
ctm c,p ck<br />
Betondruckspannung c<br />
2. Beton<strong>de</strong>ckung<br />
In <strong><strong>de</strong>n</strong> <strong>Bemessungstafeln</strong> wur<strong><strong>de</strong>n</strong> lediglich die<br />
Min<strong>de</strong>stbeton<strong>de</strong>ckung c min<br />
, das Vorhaltemaß ∆c<br />
und das sich hieraus ergeben<strong>de</strong> Nennmaß c nom<br />
<strong>de</strong>r Beton<strong>de</strong>ckung angegeben.<br />
In <strong><strong>de</strong>n</strong> Bewehrungsplänen ist jedoch das Verlegemaß<br />
<strong>de</strong>r Bewehrung c v<br />
an<strong>zu</strong>geben. Das Verlegemaß<br />
ergibt sich aus <strong>de</strong>r Bedingung, dass für je<strong>de</strong>s<br />
einzelne Bewehrungselement die Nennmaße <strong>de</strong>r<br />
Beton<strong>de</strong>ckung c nom<br />
ein<strong>zu</strong>halten sind.<br />
Im Allgemeinen ist das Verlegemaß c v<br />
gleich <strong>de</strong>m<br />
Nennmaß c nom<br />
(gegebenenfalls um ein entsprechen<strong>de</strong>s<br />
Maß vergrößert).<br />
<strong>Bemessungstafeln</strong><br />
mb-news Nr. 2/2005<br />
Erläuterungen und Ergän<strong>zu</strong>ngen <strong>zu</strong> <strong><strong>de</strong>n</strong> <strong>Bemessungstafeln</strong>
<strong>Bemessungstafeln</strong><br />
Beitrag Tafel mb-news 1: Dimensionsgebun<strong><strong>de</strong>n</strong>e Bemessungstafel Thema: <strong>Bemessungstafeln</strong> (k d<br />
-Tafel) für <strong><strong>de</strong>n</strong> Rechteckquerschnitt Prof. mit Dr.-Ing. Druckbewehrung<br />
für Biegung mit Längskraft (Betonstahl BSt 500 und Normalbeton ≤<br />
J. Minnert<br />
C50/60)<br />
26<br />
x<br />
d cm<br />
k <br />
d<br />
0,450<br />
mit<br />
ξ = 0,45 ξ = 0,617 M<br />
Eds kNm / b[m]<br />
<br />
Beitrag mb-news Thema: <strong>Bemessungstafeln</strong> Prof. 0,617<br />
Dr.-Ing. J. Min<br />
k d<br />
für f ck<br />
k s1<br />
k d<br />
für f ck<br />
k s1<br />
k s2<br />
12 16 20 25 30 35 40 45 50 12 16 20 25 30 35 40 45 50<br />
2<br />
M<br />
Eds kNm<br />
NEd kN 2<br />
M<br />
Eds kNm<br />
A cm k A cm k<br />
s1 <br />
1 s1 s 2<br />
<br />
2 s2<br />
d cm<br />
43,5<br />
<br />
d cm<br />
x<br />
2<br />
M<br />
Eds kNm<br />
NEd<br />
kN<br />
A cm k <br />
s1 <br />
<br />
1 s1<br />
d cm 43,5<br />
d 2<br />
/ d<br />
d <br />
<br />
d <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
cm<br />
k mit M M N z<br />
M kNm / b[m]<br />
d Eds Ed Ed s1<br />
Eds<br />
2,23 1,93 1,73 1,54 1,41 1,30 1,22 1,15 1,09 2,83 1,99 1,72 1,54 1,38 1,26 1,17 1,09 1,03 0,98 3,09 0,00<br />
2,18 1,89 1,69 1,51 1,38 1,28 1,20 1,13 1,07 2,81 1,95 1,69 1,51 1,35 1,23 1,14 1,07 1,01 0,95 3,07 0,10<br />
2,14 1,85 1,65 1,48 1,35 1,25 1,17 1,10 1,05 2,80 1,91 1,65 1,48 1,32 1,21 1,12 1,04 0,98 0,93 3,04 0,20<br />
2,09 1,81 1,62 1,45 1,32 1,22 1,14 1,08 1,02 2,78 1,86 1,61 1,44 1,29 1,18 1,09 1,02 0,96 0,91 3,01 0,30<br />
2,04 1,77 1,58 1,41 1,29 1,19 1,12 1,05 1,00 2,77 1,82 1,58 1,41 1,26 1,15 1,07 1,00 0,94 0,89 2,99 0,40<br />
cm<br />
k mit M M N z<br />
1,99 1,72 1,54 1,38 1,26 1,16 1,09 1,03 0,97 2,75 1,78 1,54 1,38 1,23 1,12 1,04 0,97 0,92 0,87 2,96 0,50<br />
d 1,94 1,68 1,50 1,34 1,22 1,13 1,06 1,00 0,95 2,74 1,73<br />
M kNm / b[m]<br />
Eds 1,50 1,34 Ed 1,20 Ed 1,09 s1 1,01 0,95 0,89 0,85 2,94 0,60<br />
1,88 1,63 1,46 1,30 1,19 1,10 1,03 0,97 0,92 2,72 1,68 1,46 1,30 1,17 1,06 0,98 0,92 0,87 0,83 2,91 0,70<br />
Eds<br />
1,83 1,58 1,42 1,27 1,16 1,07 1,00 0,94 0,90 2,70 1,63 1,41 1,26 1,13 1,03 0,96 0,89 0,84 0,80 2,88 0,80<br />
1,77 1,53 1,37 1,23 1,12 1,04 0,97 0,92 0,87 2,69 1,58 1,37 1,23 1,10 1,00 0,93 0,87 0,82 0,78 2,86 0,90<br />
1,71 1,48 1,33 1,19 1,08 1,00 0,94 0,88 0,84 2,67 1,53 1,33 1,19 1,06 0,97 0,90 0,84 0,79 0,75 2,83 1,00<br />
1,65 1,43 1,28 1,15 1,05 0,97 0,91 0,85 0,81 2,66 1,48 1,28 1,14 1,02 0,93 0,86 0,81 0,76 0,72 2,80 1,10<br />
1,59 1,38 1,23 1,10 1,01 0,93 0,87 0,82 0,78 2,64 1,42 1,23 1,10 0,98 0,90 0,83 0,78 0,73 0,70 2,78 1,20<br />
<br />
<br />
ξ = 0,45 ξ = 0,617<br />
ρ 1<br />
für k s1<br />
= ρ 2<br />
ρ 1<br />
für k s1<br />
= ρ 2<br />
2,83 2,74 2,69 2,61 3,09 2,94 2,86 2,72<br />
< 0,06 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00<br />
5 Querkraftbemessung<br />
d cm<br />
<br />
<br />
<br />
0,08 1,00 1,00 1,01 1,01 1,02 1,00 1,00 1,01 1,01 1,02<br />
0,10 1,00 1,01 1,01 1,02 1,04 1,00 1,01 1,02 1,02 1,04<br />
Im Abschnitt 9 <strong>de</strong>r Bemessungstafel sind die Nachweise für Bauteile ohne und mit rechneris<br />
0,12 1,00 1,01 1,02 1,04 1,07 1,00 1,01 1,03 1,04 1,07<br />
erfor<strong>de</strong>rlicher k Querkraftbewehrung <strong>zu</strong>sammengestellt. mit M M Bei N Balken z und einachsig gespannt<br />
0,14 d 1,00 1,02 1,03 1,05 1,09 1,00 1,02 1,04 1,05 1,09<br />
M kNm / b[m]<br />
Eds Ed Ed s1<br />
0,16 1,00 Eds 1,03 1,04 1,06 1,12 1,00 1,02 1,05 1,06 1,12<br />
0,18 1,00 1,03 1,05 1,08 1,19 1,00 1,03 1,06 1,08 1,15<br />
0,20 1,00 1,04 1,06 1,09 1,31 1,00 1,04 1,08 1,09 1,18<br />
0,22 1,00 1,04 1,07 1,11 1,46 1,00 1,04 1,09 1,11 1,21<br />
0,24 1,00 1,05 1,08 1,13 1,65 1,00 1,05 1,10 1,12 1,26<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
cm<br />
s<br />
d <br />
2<br />
M kNm N kN<br />
Eds Ed 2<br />
M kNm<br />
Eds<br />
A cm<br />
s1 k A k<br />
1 s1 2<br />
<br />
2 s2<br />
d cm 43,5<br />
<br />
cm<br />
1,53 1,32 1,18 1,06 0,96 0,89 0,84 0,79 0,75 2,63 1,36 1,18 1,06 0,94 0,86 0,80 0,75 0,70 0,67 2,75 1,30<br />
1,46 1,26 1,13 1,01 0,92 0,85 0,80 0,75 0,71 2,61 1,30 1,13 1,01 0,90 0,82 0,76 0,71 0,67 0,64 2,72 1,40<br />
5 Querkraftbemessung<br />
Im Abschnitt 9 <strong>de</strong>r Bemessungstafel sind<br />
erfor<strong>de</strong>rlicher Querkraftbewehrung <strong>zu</strong>sa<br />
<br />
cm<br />
s<br />
d <br />
2<br />
M kNm N kN<br />
Eds Ed 2<br />
M kNm<br />
Eds<br />
A cm<br />
s1 k A k<br />
1 s1 2<br />
<br />
2 s2<br />
d cm 43,5<br />
<br />
cm<br />
4/5<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
5 Querkraftbemessung<br />
Im Abschnitt 9 <strong>de</strong>r Bemessungstafel sind die Nachweise für Bauteile ohne und mit rechnerisch<br />
erfor<strong>de</strong>rlicher Querkraftbewehrung <strong>zu</strong>sammengestellt. Bei Balken und einachsig gespannten<br />
Erläuterungen und Ergän<strong>zu</strong>ngen <strong>zu</strong> <strong><strong>de</strong>n</strong> <strong>Bemessungstafeln</strong><br />
4/5<br />
mb-news Nr. 2/2005
Das Verlegemaß ist maßgebend für die Größe <strong>de</strong>r<br />
Abstandhalter. In Bild 3 ist <strong>de</strong>r Zusammenhang<br />
zwischen Nennmaß und Verlegemaß skizzenhaft<br />
dargestellt.<br />
Abstandhalter<br />
d sl (Längsstab)<br />
1/3<br />
<br />
E [N/mm ] 9500 f 8 f in N/mm<br />
2 2<br />
c0m ck ck<br />
<br />
E [N/mm ] E 0,8 0,2 f /88 E 1,0<br />
2<br />
cm 1 c0m cm c0m 1<br />
Bild 4. Bewehrung einer Rampe<br />
<strong>Bemessungstafeln</strong><br />
27<br />
Verlegemaß cv<br />
3. Bemessung für Biegung<br />
mit / ohne Normalkraft<br />
Die Bemessungstafel enthält das in <strong>de</strong>r Praxis häufig<br />
benutzte k d<br />
-Verfahren für biegebeanspruchte<br />
Stahlbetonbauteile (mit / ohne Normalkraft) ohne<br />
2 1/3<br />
2<br />
Druckbewehrung. E [N/mm ] 9500 Die Herleitung f 8 <strong>de</strong>r Tafelwerte f in N/mm<br />
c0m ck ck <br />
erfolgte unter Berücksichtigung <strong>de</strong>s vereinfachten<br />
Verlaufes <strong>de</strong>r rechnerischen Spannungs-Dehnungs-Linie<br />
a<br />
f <br />
ctm<br />
s<br />
2<br />
E [N/mm ] <strong>de</strong>s Betonstahls E 0,8 (DIN 0,2 1045-1, f /88 Bild 27,<br />
E<br />
cm 1 c0m cm c0m<br />
Linie 3).<br />
1,0<br />
1<br />
Gemäß <strong><strong>de</strong>n</strong> Angaben in DIN 1045-1, Abschnitt<br />
2<br />
8.2 f (3) f sollte 8 bei einer linear elastischen Schnittgrößenermittlung<br />
die bezogene Druckzonenhöhe<br />
cm ck<br />
<br />
N/mm <br />
auf folgen<strong><strong>de</strong>n</strong> Wert beschränkt wer<strong><strong>de</strong>n</strong>:<br />
x<br />
0,45<br />
(4)<br />
lim1<br />
d<br />
Dieser Wert ist in <strong>de</strong>r k d<br />
-Tafel durch eine gestrichelte<br />
Linie hervorgehoben.<br />
2,174 ‰<br />
s yd<br />
Ist die Begren<strong>zu</strong>ng <strong>de</strong>r bezogenen Druckzonen-<br />
auf 3,50 <strong><strong>de</strong>n</strong> ‰ Grenzwert nicht möglich, so sind<br />
höhe<br />
cu<br />
geeignete konstruktive Maßnahmen gemäß DIN<br />
1045-1,<br />
x <br />
Abschnitt<br />
s<br />
13.1.1<br />
3,5<br />
(5) <strong>zu</strong>r Sicherstellung<br />
0,617<br />
lim2<br />
einer ausreichen<strong><strong>de</strong>n</strong> d Duktilität 2,174 3,5 erfor<strong>de</strong>rlich.<br />
s<br />
c<br />
Bei <strong>de</strong>r baulichen Durchbildung ist hierbei folgen<strong>de</strong>s<br />
<strong>zu</strong> beachten:<br />
• Bügeldurchmesser<br />
Asw<br />
a b<br />
sin<br />
d s,bü ≥ 10 mm<br />
sw w w<br />
• Abstand sw<br />
<strong>de</strong>r Bügel in Balkenlängsrichtung:<br />
s max<br />
≤ 0,25 h bzw. 200 mm<br />
• Abstand <strong>de</strong>r Bügelschenkel in Balkenquerrichtung:<br />
0,30 s max ≤ f 1,00 h bzw. [N/mm 600 ]<br />
(2/3) 2<br />
f<br />
mm<br />
ctm<br />
Verlegemaß c v<br />
ck<br />
Verlegemaß c v<br />
d sbü (Bügel)<br />
c nom,l<br />
c nom,bü<br />
c nom,bü<br />
c nom,l - d sbü<br />
Bild 3. Beton<strong>de</strong>ckung <strong>de</strong>r Bewehrung eines Stahlbetonbalkens<br />
2<br />
f f 8 N/mm<br />
cm ck<br />
<br />
<br />
Die k d<br />
-Tafel x ohne Druckbewehrung en<strong>de</strong>t bei<br />
einem Grenzwert 0,45<br />
lim1 von ξ lim2<br />
= 0,617. Dieser Grenzwert<br />
ergibt<br />
d<br />
sich aus folgen<strong>de</strong>r Betrachtung:<br />
<br />
<br />
<br />
s<br />
cu<br />
yd<br />
2,174 ‰<br />
3,50 ‰<br />
x s<br />
3,5<br />
0,617<br />
lim2<br />
d 2,174 3,5<br />
(5)<br />
Bei sehr stark biegebeanspruchten Querschnitten<br />
(große ABiegemomente und Normalkräfte) kann<br />
sw<br />
die Anordnung einer b sin<br />
Biegedruckbewehrung <br />
sw w w<br />
notwendig<br />
wer<strong><strong>de</strong>n</strong>.<br />
w<br />
Bei Stahlbetonplatten muss die Anordnung einer<br />
Druckbewehrung (2/3) unbedingt vermie<strong><strong>de</strong>n</strong> 2 wer<strong><strong>de</strong>n</strong>,<br />
da die<br />
0,30<br />
Druckbewehrung<br />
f [N/mm<br />
gegen Ausknicken<br />
]<br />
durch<br />
geschlossene Bügel (DIN 1045-1, Abschnitt<br />
13.5.3) gesichert wer<strong><strong>de</strong>n</strong> muss und dies bei<br />
Stahlbetonplatten kaum <strong>zu</strong> realisieren ist. Die<br />
Anordnung von Druckbewehrung sollte auch bei<br />
Stahlbetonbalken lediglich auf Ausnahmefälle<br />
beschränkt bleiben. In Tafel 1 ist die Bemessungstafel<br />
für biegebeanspruchte Bauteile mit Druckbewehrung<br />
angegeben.<br />
4. Querkraftbemessung<br />
s<br />
c<br />
Im Abschnitt 9 <strong>de</strong>r Bemessungstafel sind die<br />
Nachweise für Bauteile ohne und mit rechnerisch<br />
erfor<strong>de</strong>rlicher Querkraftbewehrung<br />
<strong>zu</strong>sammengestellt. Bei Balken und einachsig<br />
gespannten Platten mit b/h < 4 ist immer eine<br />
Min<strong>de</strong>stquerkraftbewehrung mit ρ w<br />
= 1,0 ⋅ ρ<br />
an<strong>zu</strong>ordnen. Im Bereich 5 ≥ b/h ≥ 4 ist eine Min<strong>de</strong>stbewehrung<br />
erfor<strong>de</strong>rlich, die bei Platten ohne<br />
rechnerisch erfor<strong>de</strong>rlicher Querkraftbewehrung<br />
zwischen <strong>de</strong>m nullfachen und <strong>de</strong>m einfachen<br />
Wert, bei Platten mit rechnerisch erfor<strong>de</strong>rlicher<br />
Querkraftbewehrung (V Ed<br />
> V Rd,ct<br />
) zwischen <strong>de</strong>m<br />
0,6-fachen und <strong>de</strong>m einfachen Wert <strong>de</strong>r erfor<strong>de</strong>rlichen<br />
Min<strong>de</strong>stbewehrung interpoliert wer<strong><strong>de</strong>n</strong><br />
mb-news Nr. 2/2005<br />
Erläuterungen und Ergän<strong>zu</strong>ngen <strong>zu</strong> <strong><strong>de</strong>n</strong> <strong>Bemessungstafeln</strong>
<strong>Bemessungstafeln</strong><br />
28<br />
charakteristische Betondruckfestigkeit f ck<br />
in N/mm 2<br />
ρ<br />
12 16 20 25 30 35 40 45 50<br />
in ‰ a) 0,51 0,61 0,70 0,83 0,93 1,02 1,12 1,21 1,31<br />
a)<br />
Diese Werte ergeben sich aus ρ = 0,16 f ctm<br />
/ f yk<br />
Tabelle 1: Grundwerte ρ für die Ermittlung <strong>de</strong>r Min<strong>de</strong>stbewehrung<br />
Querkraftausnut<strong>zu</strong>ng Längsabstand Querabstand<br />
V Ed<br />
≤ 0,30 V Rd,max<br />
0,70 h bzw. 300 mm h bzw. 800 mm<br />
2 1/3<br />
2<br />
E [N/mm ] 9500 f 8 f in N/mm<br />
c0m ck ck <br />
0,30 V Rd,max<br />
< V Ed<br />
≤ 0,60 V Rd,max<br />
0,50 h bzw. 3002 1/3<br />
mm<br />
2<br />
E [N/mm ] 9500 f 8<br />
c0m ck f in N/mm<br />
ck <br />
h bzw. 600 mm<br />
V Ed<br />
> 0,60 V Rd,max<br />
0,25 h bzw. 200 mm<br />
2<br />
E [N/mm ] E 0,8 0,2 f /88 E 1,0<br />
cm 1 c0m cm c0m 1 <br />
Tabelle 2: Größte Längs- und Querabstän<strong>de</strong> s max<br />
von Bügelschenkeln und Querkraft<strong>zu</strong>lagen 2<br />
E [N/mm ] E 0,8 0,2 f /88 E 1<br />
2<br />
f f 8<br />
cm ck<br />
<br />
N/mm <br />
Betonfestigkeitsklasse<br />
2<br />
f f 8 N/mm<br />
cm ck<br />
<br />
C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45<br />
C40/50 C45/55 C50/60<br />
f ctm<br />
[N/mm 2 x] 1,6 1,9 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1<br />
0,45<br />
lim1<br />
Tabelle 3: Mittlere<br />
d<br />
x<br />
Beton<strong>zu</strong>gfestigkeit f ctm<br />
für Normalbeton 0,45<br />
lim1<br />
d<br />
<br />
s<br />
yd<br />
2,174 ‰<br />
3,50 ‰<br />
cu<br />
darf. Der Grundwert x ρ ist hierbei abhängig von<br />
s 3,5<br />
<strong>de</strong>r Betonfestigkeitsklasse <br />
lim2<br />
und kann <strong>de</strong>r Tabelle 0,6171<br />
entnommen dwer<strong><strong>de</strong>n</strong>.<br />
2,174 3,5<br />
s c<br />
Die erfor<strong>de</strong>rliche Min<strong>de</strong>stbügelbewehrung ergibt<br />
sich <strong>zu</strong>:<br />
Asw<br />
a b<br />
sin<br />
<br />
sw w w<br />
(6)<br />
s<br />
w<br />
Dabei ist:<br />
A sw<br />
Querschnittsfläche eines Elementes <strong>de</strong>r<br />
(2/3) 2<br />
Querkraftbewehrung<br />
f 0,30 f [N/mm ]<br />
ctm<br />
ck<br />
s w<br />
Abstand <strong>de</strong>r Bügel in Balkenlängsrichtung<br />
b w<br />
Stegbreite<br />
α Winkel zwischen Querkraftbewehrung<br />
und Balkenachse (d. h. bei Bügeln senkrecht<br />
<strong>zu</strong>r Bauteilachse gilt α = 90°,<br />
bzw. sin α = 1)<br />
Der Längs- und Querabstand <strong>de</strong>r Bügelschenkel<br />
o<strong>de</strong>r <strong>de</strong>r Querkraft<strong>zu</strong>lagen darf die Werte <strong>de</strong>r<br />
Tabelle 2 nicht überschreiten.<br />
s<br />
<br />
cm 1 c0m cm c0m 1<br />
<br />
yd<br />
2,174 ‰<br />
5. Beschränkung 3,50 ‰<br />
cu<br />
<strong>de</strong>r Rissbreite und Min<strong>de</strong>stbewehrung<br />
x s<br />
3,5<br />
0,617<br />
Die lim2Ermittlung d <strong>de</strong>r Min<strong>de</strong>stbewehrung 2,174 3,5 bzw. die<br />
s c<br />
Anwendung <strong>de</strong>r Tabellen für die Rissbreitenbeschränkung<br />
(Stabdurchmesser- bzw. Stababstandstabelle)<br />
setzt die Kenntnis <strong>de</strong>r wirksamen<br />
Asw<br />
Zugfestigkeit a f ctm<br />
b<strong>de</strong>s sin<br />
Betons <strong>zu</strong>m betrachteten<br />
sw w w<br />
Zeitpunkt sw<br />
voraus.<br />
Die mittlere Beton<strong>zu</strong>gfestigkeit ergibt sich <strong>zu</strong><br />
f<br />
ctm<br />
0,30 f [N/mm ]<br />
(2/3) 2<br />
ck<br />
(7)<br />
In Tabelle 3 sind die mittleren Beton<strong>zu</strong>gfestigkeiten<br />
f ctm<br />
für Normalbeton <strong>zu</strong>sammengestellt.<br />
Prof. Dr.-Ing. Jens Minnert<br />
Fachhochschule Giessen Friedberg<br />
Fachbereich Bauwesen<br />
jens.<strong>minnert</strong>@bau.fh-giessen.<strong>de</strong><br />
Literatur<br />
[1] Jens Minnert: „Bemessungs- und Konstruktionshilfen für Stahlbetonbauteile aus Normalbeton nach DIN 1045 (07/01)“,<br />
Herausgegeben von <strong>de</strong>r mb AEC Software GmbH, Kaiserslautern<br />
[2] Deutsches Institut für Normung e. V. (DIN): DIN 1045-1: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton, Bemessung und<br />
Konstruktion, Ausgabe Juli 2001<br />
[3] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft 525, Erläuterungen <strong>zu</strong> DIN 1045-1, Beuth Verlag, Berlin 2003<br />
[4] Berichtigung 1: 2005-05 <strong>zu</strong>m DAfStb-Heft 525<br />
Erläuterungen und Ergän<strong>zu</strong>ngen <strong>zu</strong> <strong><strong>de</strong>n</strong> <strong>Bemessungstafeln</strong><br />
mb-news Nr. 2/2005