Stahlbetonstütze - Verfahren mit Nennsteifigkeit (Bsp.): Unterschied zwischen den Versionen
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===== Beiwert für den Momentenverlauf ===== | |||
Das Moment stammt aus der Lastausmitte <math>e_i</math> für Imperfektionen. Hierbei handelt es sich um eine ungewollte Schiefstellung der Stütze, deshalb ist der Momentenverlauf dreieckig, damit gilt <math>c_0 = 12</math>. | Das Moment stammt aus der Lastausmitte <math>e_i</math> für Imperfektionen. Hierbei handelt es sich um eine ungewollte Schiefstellung der Stütze, deshalb ist der Momentenverlauf dreieckig, damit gilt <math>c_0 = 12</math>. | ||
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Insgesamt <math>12 \O 20 mm</math> | Insgesamt <math>12 \O 20 mm</math> mit je <math>A_s = 3,14 cm^2</math>. | ||
Alle Abstände sind bezogen auf den Mittelpunkt des Betonquerschnitts. | |||
8 Stäbe mit Abstand <math>s_1 = 13,5 cm</math> und 4 Stäbe mit Abstand <math>s_2 = 9,5 cm</math>. | |||
<math> | <math>I_s = 12 \cdot \frac{\pi \cdot d^4}{64} + 8 \cdot A_s \cdot s_1^2 + 4 \cdot A_s \cdot s_2^2 = 12 \cdot \frac{\pi \cdot (2,0 cm)^4}{64} + 8 \cdot 3,14 cm^2 \cdot (13,5 cm)^2 + 4 \cdot 3,14 cm^2 \cdot (9,5 cm)^2 = 9 cm^4 + 4.578 cm^4 + 1.134 cm^4 = 5.721 cm^4 | ||
</math> | </math> | ||
<math> | |||
==== Bemessung ==== | |||
===== Nennsteifigkeit ===== | |||
<math>EI = K_c \cdot E_{cd} \cdot I_c + K_s \cdot E_s \cdot I_s = 0,083 \cdot 2.066,7 kN/cm^2 \cdot 125.052 cm^4 + 1,0 \cdot 20.000 kN/cm^2 \cdot 5.721 cm^4 = 135.870.932 kNcm^2 | |||
</math> | |||
===== Knicklast ===== | |||
<math> N_B = \frac{EI \cdot \pi^2}{l_0^2} = \frac{135.870.932 kNcm^2 \cdot \pi^2}{(600 cm)^2} = 3.724,98 kN | |||
</math> | |||
===== Bemessungsmoment nach Theorie II. Ordnung ===== | |||
<math>M_{Ed} = M{0Ed} \cdot (1 + \frac{\beta}{N_B/N_{Ed} - 1}) = 3.431 kNcm \cdot (1 + \frac{0,822}{3.724,98 kN / 2.812,5 kN - 1}) = 3.431 kNcm = 12.124 kNcm | |||
</math> | |||
==== Bewehrungswahl ==== | |||
<math>{\mu}_{Ed} = \frac{M_{Ed}}{b \cdot h^2 \cdot f_{cd}} = \frac{12.124 kNcm}{35 cm \cdot (35 cm)^2 \cdot 1,42 kN/cm^2} = 0,199 | |||
</math> | |||
<math>{\nu}_{Ed} = \frac{N_{Ed}}{b \cdot h \cdot f_{cd}} = \frac{- 2.812,5 kN}{35 cm \cdot 35 cm \cdot 1,42 kN/cm^2} = - 1,62 | |||
</math> | |||
→ Ermittlung des Bewehrungsgrads durch Interaktionsdiagramm für umfangsverteilte Bewehrung (Quelle) | |||
<math>{\omega}_{tot} = 1,22 | |||
</math> | |||
<math>A_{s,tot} = {\omega}_{tot} \cdot b \cdot h \cdot \frac{f_{cd}}{f{yd}} = 1,22 \cdot 35 cm \cdot 35 cm \cdot \frac{1,42 kN/cm^2}{43,5 kN/cm^2} = 48,79 cm^2 | |||
</math> | |||
Damit ist <math>A_{s,vorh} = 37,68 cm^2 < 48,79 cm^2 = A_{s,erf}</math>. Der Nachweis ist nicht erfüllt, die Bewehrung muss entweder von der Anzahl oder dem Durchmesser her erhöht werden. | |||
=== Iteration: Mehr Bewehrungsstäbe === | |||
Erhöhung von <math>12 \O 20mm</math> auf <math>16 \O 20 mm</math>. Neues <math>A_{s,vorh} = 50,24 cm^2</math>. | |||
==== Flächenträgheitsmoment der Bewehrung ==== | |||
Platzhalter für Skizze | |||
Insgesamt <math>16 \O 20 mm</math> mit je <math>A_s = 3,14 cm^2</math>. | |||
Alle Abstände sind bezogen auf den Mittelpunkt des Betonquerschnitts. | |||
10 Stäbe mit Abstand <math>s_1 = 13,5 cm</math>, 4 Stäbe mit Abstand <math>s_2 = 9,5 cm</math> und 2 Stäbe mit Abstand s_3 = 0 cm</math>. | |||
<math>I_s = 16 \cdot \frac{\pi \cdot d^4}{64} + 10 \cdot A_s \cdot s_1^2 + 4 \cdot A_s \cdot s_2^2 = 16 \cdot \frac{\pi \cdot (2,0 cm)^4}{64} + 10 \cdot 3,14 cm^2 \cdot (13,5 cm)^2 + 4 \cdot 3,14 cm^2 \cdot (9,5 cm)^2 = 13 cm^4 + 5.723 cm^4 + 1.134 cm^4 = 6.870 cm^4 | |||
</math> | |||
==== Bemessung ==== | |||
===== Nennsteifigkeit ===== | |||
<math>EI = K_c \cdot E_{cd} \cdot I_c + K_s \cdot E_s \cdot I_s = 0,083 \cdot 2.066,7 kN/cm^2 \cdot 125.052 cm^4 + 1,0 \cdot 20.000 kN/cm^2 \cdot 6.870 cm^4 = 158.850.932 kNcm^2 | |||
</math> | |||
===== Knicklast ===== | |||
<math> N_B = \frac{EI \cdot \pi^2}{l_0^2} = \frac{158.850.932 kNcm^2 \cdot \pi^2}{(600 cm)^2} = 4.354,99 kN | |||
</math> | |||
===== Bemessungsmoment nach Theorie II. Ordnung ===== | |||
<math>M_{Ed} = M{0Ed} \cdot (1 + \frac{\beta}{N_B/N_{Ed} - 1}) = 3.431 kNcm \cdot (1 + \frac{0,822}{4.354,99 kN / 2.812,5 kN - 1}) = 3.431 kNcm = 8.573 kNcm | |||
</math> | |||
==== Bewehrungswahl ==== | |||
<math>{\mu}_{Ed} = \frac{M_{Ed}}{b \cdot h^2 \cdot f_{cd}} = \frac{8.573 kNcm}{35 cm \cdot (35 cm)^2 \cdot 1,42 kN/cm^2} = 0,141 | |||
</math> | |||
<math>{\nu}_{Ed} = \frac{N_{Ed}}{b \cdot h \cdot f_{cd}} = \frac{- 2.812,5 kN}{35 cm \cdot 35 cm \cdot 1,42 kN/cm^2} = - 1,62 | |||
</math> | |||
→ Ermittlung des Bewehrungsgrads durch Interaktionsdiagramm für umfangsverteilte Bewehrung (Quelle) | |||
<math>{\omega}_{tot} = 1,045 | |||
</math> | </math> | ||
<math> | <math>A_{s,tot} = {\omega}_{tot} \cdot b \cdot h \cdot \frac{f_{cd}}{f{yd}} = 1,045 \cdot 35 cm \cdot 35 cm \cdot \frac{1,42 kN/cm^2}{43,5 kN/cm^2} = 41,79 cm^2 | ||
</math> | </math> | ||
<math> | <math>A_{s,vorh} = 50,24 cm^2 > 41,79 cm^2 = A_{s,erf} | ||
</math> | </math> | ||
Version vom 12. Februar 2022, 16:46 Uhr
Diese Seite ist noch in Bearbeitung.
Aufgabenstellung
Platzhalter für Aufgabe
Handrechnung
Schnittgrößen nach Theorie I. Ordnung
Knicklänge
für das gegebene statische System (Pendelstütze)
Schlankheit und Überprüfung der Notwendigkeit des Nachweises nach Theorie II. Ordnung
Es ist ein Nachweis nach Theorie II. Ordnung nötig.
Nennsteifigkeit
E-Moduln
Flächenträgheitsmoment des Betons
Planmäßige Lastausmitte und Lastausmitte aus Imperfektionen
Vorbemessung
Wirksame Bauteildicke
Endkriechzahl
Erstbelastung des Betons: Tage
Bauteil in Innenräumen, trockene Umgebungsbedingungen
nach Schneider 5.33
Moment mit Imperfektionen in quasi-ständiger und GZT-Kombination
Effektive Kriechzahl
Steifigkeitsbeiwerte nach einfacher Formel
Vorläufige Nennsteifigkeit
Knicklast
Beiwert für den Momentenverlauf
Das Moment stammt aus der Lastausmitte für Imperfektionen. Hierbei handelt es sich um eine ungewollte Schiefstellung der Stütze, deshalb ist der Momentenverlauf dreieckig, damit gilt .
Platzhalter für Bild Schiefstellung
Vorläufiges Moment nach Theorie II. Ordnung
Der Beiwert zur Erhöhung des Moments nach Theorie I. Ordnung ist negativ geworden, weil die Knicklast kleiner ist als die einwirkende Normalkraft . Damit liefert die Formel kein brauchbares Ergebnis. Die Vorbemessung muss deshalb mit alternativem Ansatz durchgeführt werden.
Vorbemessung mit Bewehrungswahl
→ Ermittlung des Bewehrungsgrads durch Interaktionsdiagramm für umfangsverteilte Bewehrung (Quelle)
Gewählt: mit
Genauere Steifigkeitsbeiwerte
Flächenträgheitsmoment der Bewehrung
Platzhalter für Skizze
Insgesamt mit je . Alle Abstände sind bezogen auf den Mittelpunkt des Betonquerschnitts. 8 Stäbe mit Abstand und 4 Stäbe mit Abstand .
Bemessung
Nennsteifigkeit
Knicklast
Bemessungsmoment nach Theorie II. Ordnung
Bewehrungswahl
→ Ermittlung des Bewehrungsgrads durch Interaktionsdiagramm für umfangsverteilte Bewehrung (Quelle)
Damit ist . Der Nachweis ist nicht erfüllt, die Bewehrung muss entweder von der Anzahl oder dem Durchmesser her erhöht werden.
Iteration: Mehr Bewehrungsstäbe
Erhöhung von auf . Neues .
Flächenträgheitsmoment der Bewehrung
Platzhalter für Skizze
Insgesamt mit je . Alle Abstände sind bezogen auf den Mittelpunkt des Betonquerschnitts. 10 Stäbe mit Abstand , 4 Stäbe mit Abstand und 2 Stäbe mit Abstand s_3 = 0 cm</math>.
Bemessung
Nennsteifigkeit
Knicklast
Bemessungsmoment nach Theorie II. Ordnung
Bewehrungswahl
→ Ermittlung des Bewehrungsgrads durch Interaktionsdiagramm für umfangsverteilte Bewehrung (Quelle)