Querkraftbemessung: Unterschied zwischen den Versionen

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Bauteile werden nicht nur durch Längskräfte und Biegemomente, sondern auch durch Querkräfte beansprucht. Die Querkräfte erzeugen Schubspannungen in Querrichtung. Die Querkraftbemessung ist auf Grundlage eines Fachwerksmodells mit unterschiedlich geneigten
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Bei der Querkraftbemessung werden die Querkrafttragfähigkeit '''V<sub>Rd</sub>''' des Bauteils und der Bemessungswert der Querkraft '''V<sub>Ed</sub>''' miteinander verglichen. Es gilt:
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Das Vorgehen bei der Bemessung ist dabei ähnlich der Biegebemessung: Unter der Prämisse, dass die Querkrafttragfähigkeit im GZT vollständig ausgeschöpft wird - d.h. V<sub>Ed</sub> = V<sub>Rd,c</sub> - wird die erforderliche Bewehrungsmenge zur Abtragung der Zugkräfte ermittelt. Parallel dazu muss überprüft werden, ob der Betonquerschnitt die Druckkräfte aufnehmen kann.<ref name = "Q2">Konrad Zilch, Gerhard Zehetmaier. Bemessung im konstruktiven Betonbau. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, S. 219-272, 2006</ref><br />
  
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Die aufnehmbare Querkraft kann durch die drei folgenden Werte bestimmt sein:
  
Die aufnehmbare Querkraft kann durch die drei folgenden Werte bestimmt sein:
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*'''[[Querkraftbemessung - Bauteile ohne rechnerisch erforderliche Querkraftbewehrung|V<sub>Rd,c</sub>]]''' - Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft ohne Schubbewehrung (Index c für concrete, da die Zugstreben durch die Rissverzahnung zwischen den Betonzähnen ersetzt werden)<br />
:[[Querkraftbemessung - Bauteile ohne rechnerisch erforderliche Querkraftbewehrung|V<sub>Rd,c</sub>]] - Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft ohne Schubbewehrung (Index c für concrete, da die Zugstreben durch die Rissverzahnung zwischen den Betonzähnen ersetzt werden)<br />
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*'''[[Querkraftbemessung - Maximale Querkrafttragfähigkeit|V<sub>Rd,s</sub>]]''' - Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft (begrenzt auf die Tragfähigkeit der Querkraftbewehrung) mit Schubbewehrung als Zugstrebe (Index s für steel).<br />
:[[Querkraftbemessung - Maximale Querkrafttragfähigkeit|V<sub>Rd,s</sub>]] - Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft (begrenzt auf die Tragfähigkeit der Querkraftbewehrung) mit Schubbewehrung als Zugstrebe (Index s für steel).<br />
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*'''[[Querkraftbemessung - Maximale Querkrafttragfähigkeit|V<sub>Rd,max</sub>]]''' - Bemessungswert der Querkraft, begrenzt durch die Tragfähigkeit der Betondruckstrebe. Diese Bedingung muss in allen Querschnittsbereichen erfüllt sein.
:[[Querkraftbemessung - Maximale Querkrafttragfähigkeit|V<sub>Rd,max</sub>]] - Bemessungswert der Querkraft, begrenzt durch die Tragfähigkeit der Betondruckstrebe. Diese Bedingung muss in allen Querschnittsbereichen erfüllt sein.
 
  
  
Für den Fall, dass V<sub>Ed</sub> &le; V<sub>Rd,c</sub> ist rechnerisch keine Querkraftbewehrung erforderlich.<br />
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Für den Fall, dass '''V<sub>Ed</sub> &le; V<sub>Rd,c</sub>''' ist rechnerisch keine Querkraftbewehrung erforderlich.<br />
 
Bei Balken und Platten mit b/h &le; 5,0 ist eine Mindestbewehrung vorzusehen.<br />
 
Bei Balken und Platten mit b/h &le; 5,0 ist eine Mindestbewehrung vorzusehen.<br />
  
  
Wenn V<sub>Ed</sub> > V<sub>Rd,c</sub> muss die Querkraftbewehrung bemessen werden.<br />
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Wenn '''V<sub>Ed</sub> > V<sub>Rd,c</sub>''' muss die Querkraftbewehrung bemessen werden.<br />
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Der Bemessungswert der Querkraft '''V<sub>Ed</sub>''' darf den Bemessungswiderstand '''V<sub>Rd,max</sub>''' keinesfalls überschreiten.
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==Einfluss der Lagerungsbedingungen für den Bemessungswert V<sub>Ed</sub>==
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Für die Ermittlung des Bemessungswerts der Querkraft spielt die [[Direkte/Indirekte Lagerung|Lagerung]] des Bauteils eine wichtige Rolle.<br />
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Bei einer direkten Auflagerung darf der Bemessungswert der Querkraft V<sub>Ed</sub> abgemindert werden:
  
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*'''Direkte Lagerung mit einer Gleichlast'''
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[[Datei:Direkte Lagerung Gleichlast.jpg]]
  
Der Bemessungswert der Querkraft V<sub>Ed</sub> darf den Bemessungswiderstand V<sub>Rd,max</sub> keinesfalls überschreiten.
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*'''Direkte Lagerung mit einer Einzellast'''
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[[Datei:Querkraftbemessung (2).jpg]]
  
== Bemessungsmodelle ==
 
Die Bemessung erfolgt auf der Grundlage einer Fachwerkanalogie.<br />
 
  
Dabei wird von einem Fachwerkmodell im klassischen Stahlbetonbalken ausgegangen:<br />
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Hierfür gilt:<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 />
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<math>{{V}_{Ed}}=\beta\cdot max{{V}_{Ed,F}}</math><br />
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wobei:<br />  
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:<math>\beta={{a}_{v}}/2,0\cdot d</math>
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==Beispiel: Querkraftbemessung eines Stahlbetonbalkens==
  
== Beispiel: Querkraftbemessung eines Stahlbetonbalkens ==
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Ein Berechnungsbeispiel findet man auf der Seite: '''[[Querkraftbemessung (Bsp.)|Querkraftbemessung (Bsp.)]]'''
Ein Berechnungsbeispiel findet man auf der Seite: [[Querkraftbemessung (Bsp.)|Querkraftbemessung (Bsp.)]]
 
  
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==Quellen==
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<references />
  
  

Aktuelle Version vom 11. November 2019, 16:49 Uhr


Allgemeines

Bauteile werden nicht nur durch Längskräfte und Biegemomente, sondern auch durch Querkräfte beansprucht. Die Querkräfte erzeugen Schubspannungen in Querrichtung. Die Querkraftbemessung ist auf Grundlage eines Fachwerksmodells mit unterschiedlich geneigten Druckstreben entwickelt worden.

Bei der Querkraftbemessung werden die Querkrafttragfähigkeit VRd des Bauteils und der Bemessungswert der Querkraft VEd miteinander verglichen. Es gilt:


Das Vorgehen bei der Bemessung ist dabei ähnlich der Biegebemessung: Unter der Prämisse, dass die Querkrafttragfähigkeit im GZT vollständig ausgeschöpft wird - d.h. VEd = VRd,c - wird die erforderliche Bewehrungsmenge zur Abtragung der Zugkräfte ermittelt. Parallel dazu muss überprüft werden, ob der Betonquerschnitt die Druckkräfte aufnehmen kann.[1]

Die aufnehmbare Querkraft kann durch die drei folgenden Werte bestimmt sein:

  • VRd,c - Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft ohne Schubbewehrung (Index c für concrete, da die Zugstreben durch die Rissverzahnung zwischen den Betonzähnen ersetzt werden)
  • VRd,s - Bemessungswert der aufnehmbaren Querkraft (begrenzt auf die Tragfähigkeit der Querkraftbewehrung) mit Schubbewehrung als Zugstrebe (Index s für steel).
  • VRd,max - Bemessungswert der Querkraft, begrenzt durch die Tragfähigkeit der Betondruckstrebe. Diese Bedingung muss in allen Querschnittsbereichen erfüllt sein.


Für den Fall, dass VEd ≤ VRd,c ist rechnerisch keine Querkraftbewehrung erforderlich.
Bei Balken und Platten mit b/h ≤ 5,0 ist eine Mindestbewehrung vorzusehen.


Wenn VEd > VRd,c muss die Querkraftbewehrung bemessen werden.


Der Bemessungswert der Querkraft VEd darf den Bemessungswiderstand VRd,max keinesfalls überschreiten.

Einfluss der Lagerungsbedingungen für den Bemessungswert VEd

Für die Ermittlung des Bemessungswerts der Querkraft spielt die Lagerung des Bauteils eine wichtige Rolle.
Bei einer direkten Auflagerung darf der Bemessungswert der Querkraft VEd abgemindert werden:

  • Direkte Lagerung mit einer Gleichlast

Direkte Lagerung Gleichlast.jpg

  • Direkte Lagerung mit einer Einzellast

Querkraftbemessung (2).jpg


Hierfür gilt:


wobei:


Beispiel: Querkraftbemessung eines Stahlbetonbalkens

Ein Berechnungsbeispiel findet man auf der Seite: Querkraftbemessung (Bsp.)

Quellen

  1. Konrad Zilch, Gerhard Zehetmaier. Bemessung im konstruktiven Betonbau. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, S. 219-272, 2006


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