Querkraftbemessung: Unterschied zwischen den Versionen

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-}}
-<br />
-==Allgemeines==
-Der Nachweis der ausreichenden Querkrafttragfähigkeit ist mit der Bedingung
-<math>{{V}_{Ed}}\le {{V}_{Rd}}</math>
-erfüllt.<br />
-Die aufnehmbare Querkraft kann durch die drei folgenden Werte bestimmt sein:<br />
-- <math>{{V}_{Rd,c}}</math> : Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft ohne Schubbewehrung (Index c für concrete, da die Zugstreben durch die Rissverzahnung zwischen den Betonzähnen ersetzt werden)<br />
-- <math>{{V}_{Rd,s}}</math> : Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft (begrenzt auf die Tragfähigkeit der Querkraftbewehrung) mit Schubbewehrung als Zugstrebe (Index s für steel).<br />
-- <math>{{V}_{Rd,\max }}</math> : Bemessungswert der Querkraft, begrenzt durch die Tragfähigkeit der Betondruckstrebe. Diese Bedingung muss in allen Querschnittsbereichen erfüllt sein.
-Für den Fall
-<math>{{V}_{Ed}}\le {{V}_{Rd,c}}</math>
-ist rechnerisch keine Querkraftbewehrung erforderlich.<br />
-Bei Balken und Platten mit <math>{{b/h}}\le {{5,0}}</math> ist eine Mindestbewehrung vorzusehen.<br />
-Wenn
-<math>{{V}_{Ed}} > {{V}_{Rd.c}}</math>
-muss die Querkraftbewehrung bemessen werden.<br />
-Der Bemessungswert der Querkraft <math>{{V}_{Ed}}</math> darf den Bemessungswiderstand <math>{{V}_{Rd,max}}</math> keinesfalls überschreiten.
-==Bemessungsmodelle==
-Die Bemessung erfolgt auf der Grundlage einer Fachwerkanalogie.<br />
-Dabei wird von einem Fachwerkmodell im klassischen Stahlbetonbalken ausgegangen:<br />
-- Betondruckzone als Druckgurt<br />
-- Längsbewehrung als Zuggurt<br />
-- Druckdiagonalen im Beton<br />
-- gegebenenfalls angeordnete Querkraftbewehrung als Zugstreben.<br /><br />
-[[File:Querkraftbemessung_1.jpg‎|rahmenlos|rand|tumb|1000px|Baustatik-Wiki]]<br />
-<br />
-== Bauteile ohne rechnerisch erforderliche Querkraftbemessung ==
-Auch ohne Bügelbewehrung kommt es durch die Kornverzahnung in den Rissen und der Dübelwirkung der Längsbewehrung zu begrenzter Querkrafttragfähigkeit. Die Grenze ist hierbei die Betonzugfestigkeit in den Einspannungen der sich ausgebildeten Betonzähne. Zum Nachweis gehört folgende Gleichung:
-<math>{{V}_{Rd,c}}=[{{C}_{Rdc}}\cdot k\cdot {{(100\cdot {{\rho }_{l}}\cdot {{f}_{ck}})}^{\frac{1}{3}}}+0,12\cdot {{\sigma }_{cp}}]\cdot {{b}_{w}}\cdot d\ge {{V}_{Rd,c,\min }}</math>
-<br /><br />
-mit<br />
-<math>{{C}_{Rdc}}=\frac{0,15}{{{\gamma }_{c}}}</math>
-<math>k=1+\sqrt{\frac{200}{d}}\le 2</math> [mm]<br />
-<math>{{b}_{w}}~</math> - der kleinsten Querschnittsbreite (mit Index w für width)<br />
-d - der statischen Nutzhöhe<br />
-<math>{{f}_{ck}}~</math> - der charakkteristische Betonzylinderdruckfestigkeit<br />
-<math>{{\sigma }_{cp}}=\frac{{{N}_{Ed}}}{{{A}_{c}}}</math>, Druck hierbei positiv einzusetzen<br />
-<math>{{\rho }_{l}}=\frac{{{A}_{sl}}}{{{b}_{w}}\cdot d}\le 0,02</math><br />
-<math>{{\gamma }_{c}}=1,5~</math> bei ständige und vorübergehender Bemessungskombination<br />
-<math>{{\gamma }_{c}}=1,3~</math> bei außergewöhnlicher Bemessungskombination.<br /><br />
-Die Gleichung ist nicht dimensionsrein.<br />
-Manche Formeln der Fachliteratur beinhalten dabei noch einen zusätzlichen Faktor, der die Querkrafttragfähigkeit bei Leichtbeton abmindert.<br />
-Die der Querkraft entgegenwirkende Verzahnung und Dübelwirkung ist in der Formel mit enthalten. Weiterhin berücksichtigt der Faktor k eine Abminderung der Tragfähigkeit bei wachsender Bauteilhöhe [vgl. <ref>Goris, A.: Stahlbetonbau-Praxis nach Eurocode 2, Band 1: Grundlagen, Bemessung, Beispiele, Siegen 2013</ref>] und σ die gegebenenfalls auftretenden, günstig wirkenden Längsdruckkräfte.<br />
-Eine Mindestquerkrafttragfähigkeit wird bei geringeren Längsbewehrungsgraden maßgebend, da die ursprüngliche Gleichung zu sichere Ergebnisse ausgibt.<br />
-Sie formuliert sich zu
-<math>{{V}_{Rd,c,\min }}=\left[ \frac{{{\kappa }_{1}}}{{{\gamma }_{c}}}\cdot {{\left( {{k}^{3}}\cdot {{f}_{ck}} \right)}^{0,5}}+0,12\cdot {{\sigma }_{cp}} \right]\cdot {{b}_{w}}\cdot d</math>
-mit<br />
-<math>{{\kappa }_{1}}=0,0525~</math> für <math>d\le 60cm</math><br />
-<math>{{\kappa }_{1}}=0,0375~</math> für <math>d\ge 80cm</math>, Zwischenwerte dürfen interpoliert werden.<br /><br />
-Auf [[Mindestbewehrung|Mindestbewehrung]] darf bei eingehaltenem Querkraftbemessungswiderstand bei Platten und ähnlich förmigen Bauteilen mit <math>b/h>5</math> oder bei „Bauteilen von untergeordneter Bedeutung, die nicht wesentlich zur Gesamttragfähigkeit oder Gesamtstabilität des Tragwerkes beitragen“ <ref>DIN EN 1992: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken</ref> verzichtet werden. Bei ersterem erfolgt eine Lastverteilung in Querrichtung.<br />
-Ansonsten ist stets eine Mindestquerkraftbewehrung anzuordnen. Sie berechnet sich mit<br /><br />
-<math>\min \ {{a}_{sw}}={{b}_{w}}\cdot \sin \alpha \cdot \min {{\rho }_{w}}</math>
-<br /><br />
-mit<br />
-α – dem Winkel der Bügelbewehrung in Grad zur Horizontalen<br />
-<math>\min {{\rho }_{w}}~</math> - dem Mindestschubbewehrungsgrad in Dezimalzahl
-[[File:Querkraftbemessung 2.jpg|rahmenlos|rand|tumb|1000px|Baustatik-Wiki]]<br />
-<br />
-== Bauteile mit rechnerisch erforderliche Querkraftbemessung ==
-Hierbei wird bei vorangegangener Überschreitung von <math>{{V}_{Rd,c}}</math> ist die einzulegende Bügelbewehrung auszurechnen und die Tragfähigkeit der Betondruckstrebe nachzuweisen.<br />
-Die Neigung der Druckstreben Θ darf bei der Berechnung von <math>{{V}_{Rd,\max }}</math> frei gewählt werden, solange sie nicht 45° (cot Θ = 1,0) übersteigt und mindestens<br /><br />
-<math>\cot \Theta =\frac{1,2-1,4\cdot \frac{{{\sigma }_{cp}}}{{{f}_{cd}}}}{1-\frac{{{V}_{Rd,cc}}}{{{V}_{Ed}}}}\le \left\{ \begin{matrix}
-,0\quad f\ddot{u}r\ Normalbeton  \\
-,0\quad f\ddot{u}r\ Leichtbeton  \\
-\end{matrix} \right\}\ge \left\{ \begin{matrix}
-,0\quad f\ddot{u}r\ lotrechte\ B\ddot{u}gel  \\
-,58\quad f\ddot{u}r\ geneigte\ B\ddot{u}gel  \\
-\end{matrix} \right\}</math>
-<br />
-mit<br />
-<math>{{V}_{Rd,cc}}=0,5\cdot 0,48\cdot f_{ck}^{\frac{1}{3}}\cdot \left( 1-1,2\cdot \frac{{{\sigma }_{cd}}}{{{f}_{cd}}} \right)\cdot {{b}_{w}}\cdot z</math><br />
-<math>{{f}_{cd}}~</math> - dem Bemessungswert der Betonzylinderdruckfestigkeit<br /><br />
-eingehalten ist. Bei geneigter Bügelbewehrung ist ein unterer Grenzwert von <math>\cot \Theta =0,58</math> zulässig.<br />
-Vereinfachend kann <br />
-<math>\cot \Theta =1,2~</math> <br />
-- für reine Biegung<br />
-- für Biegung und Längsdruckkraft und<br /><br />
-<math>\cot \Theta =1,0~</math> <br />
-- für Biegung mit Längszugkraft<br /><br />
-angenommen werden.<br />
-Der Bemessungswiderstand basierend auf die Tragfähigkeit der Betondruckstrebe ergibt sich zu<br /><br />
-<math>{{V}_{Rd,\max }}={{\nu }_{1}}\cdot {{f}_{cd}}\cdot {{b}_{w}}\cdot z\cdot \frac{\cot \Theta +\cot \alpha }{1+\cot {}^\text{2}\Theta }</math>
-<br /><br />
-mit
-<math>{{\nu }_{1}}=0,75\cdot \left( 1,1-\frac{{{f}_{ck}}}{500} \right)\le 0,75</math>
-Der Bemessungswert der Querkraftbewehrung ergibt sich zu<br /><br />
-<math>{{V}_{Rd,s}}={{a}_{sw}}\cdot {{f}_{yd}}\cdot \sin \alpha \cdot z\cdot (\cot \Theta +\cot \alpha )</math>
-<br /><br />
-mit<br />
-<math>{{a}_{sw}}~</math>- der Querbewehrungsfläche je laufender Längeneinheit<br />
-<math>{{f}_{yd}}~</math> - dem Bemessungswert der Stahlstreckgrenze und<br />
-z - deminnerer Hebelarm der Kräfte<br />
-<br />
-==Quellen==
-<references />
-<br />
-{{Seiteninfo
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-|Status = Seite fertig, ungeprüft
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Querkraftbemessung: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 16. April 2025, 09:17 Uhr

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