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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

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