Biegebemessung mit dem omega-Verfahren (Bsp.): Unterschied zwischen den Versionen

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Auf dieser Seite wird die Anwendung des <math>\omega</math>-Verfahrens an ausgewählten Beispielen dargestellt. Die theoretischen Grundlagen der [https://baustatik-wiki.fiw.hs-wismar.de/mediawiki/index.php/Biegebemessung_(einachsige_Biegung) Biegebemessung] werden auf einer gesonderten Seite dargestellt.
|'''Info'''
=Rechteckquerschnitte ohne Druckbewehrung=
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==Aufgabenstellung==
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Ein Balken mit Rechteckquerschnitt (b=35cm; h=75cm) wird durch ein Moment <math>M_{gk} = 80,0kNm</math> sowie eine Normalkraft <math>N_{gk}=30kN</math> aus ständigen Lasten und ein Moment <math>M_{qk} = 180,0kNm</math> sowie eine Normalkraft <math>N_{qk}=50kN</math> aus veränderlichen Lasten beansprucht. Der Beton hat eine Festigkeitsklasse C20/25. Auf die Vorbemessung wird im Rahmen dieses Beispiels verzichtet, die [https://baustatik-wiki.fiw.hs-wismar.de/mediawiki/index.php/Statische_Nutzh%C3%B6he_(Bsp.) statische Nutzhöhe] beträgt 71cm.
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Gesucht ist die erforderliche Längsbewehrung.
==Beanspruchungen und Festigkeiten==
<math>M_{Ed}=\gamma_g\cdot M_{gk}+\gamma_q\cdot M_{qk}</math>
 
<math>M_{Ed}=1,35\cdot80+1,5\cdot 180=378kNm=37800kNcm</math>
 
<math>N_{Ed}=\gamma_g\cdot N_{gk}+\gamma_q\cdot N_{qk}</math>
 
<math>N_{Ed}=1,35\cdot30+1,5\cdot 50=115,5kN</math><br>
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Es handelt sich um einen [https://baustatik-wiki.fiw.hs-wismar.de/mediawiki/index.php/%C3%9Cberwiegend_biegebeanspruchter_Querschnitt überwiegend biegebanspruchten] Querschnitt, auf den Nachweis soll im Rahmen dieses Beispiels verzichtet werden.
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<math>f_{cd}=\alpha_{cc}\cdot\frac{f_{ck}}{\gamma_c}=0,85\cdot\frac{20}{1,5}=11,33\frac{N}{mm^2}=1,13\frac{kN}{cm^2}</math>
 
<math>f_{yd}=\frac{f_{yk}}{\gamma_s}=\frac{500}{1,15}=435\frac{N}{mm^2}=43,5\frac{kN}{cm^2}</math>
==Querschnittswerte==
<math>d=71cm</math>
 
<math>z_{s1}=33,5cm</math>
==Bemessung==
<math> M_{Eds}=M_{Ed}-N_{Ed}\cdot z_{s1} </math>
 
<math> M_{Eds}=37800-115,5\cdot33,5 </math>
 
<math> M_{Eds}=33930,75kNcm </math>
 
<math>\mu_{Eds}=\frac{M_{Eds}}{b\cdot d^2\cdot f_{cd}}</math>
 
<math>\mu_{Eds}=\frac{33930,75}{35\cdot 71^2\cdot 1,13}</math>
 
<math>\mu_{Eds}=0,17<0,296</math>
 
Da <math>\mu_{Eds}<0,296</math> ist keine Druckbewehrung erforderlich.
Der Wert für <math>\omega</math> wird aus der Tafel für Rechteckquerschnitte ohne Druckbewehrung abgelesen. Die <math>\omega</math> lassen sich z.B. in Schneider Bautabellen<ref Name = "Q1">Albert,A., Bautabellen fü Ingenieure, Auflage 26, Bundesanzeigerverlag, 2024</ref> finden.
 
<math>\omega=0,1882</math>
 
===Ermittlung der Bewehrungsquerschnittsfläche mit der vereinfachten Stahlkennlinie===
<math>A_{s1}=\frac{1}{\sigma_{sd}}\cdot\left(\omega\cdot b\cdot d\cdot f_{cd}+N_{Ed}\right)</math>
 
<math>A_{s1}=\frac{1}{43,5}\cdot\left(0,1882\cdot 35\cdot 71\cdot 1,13+115,5\right)</math>
 
<math>\underline{\underline{A_{s1}=14,8cm^2}}</math>
===Ermittlung der Bewehrungsquerschnittsfläche mit der genaueren Stahlkennlinie===
Der genauere Wert für <math>\sigma_{sd}</math> kann ebenfalls in Abhängigkeit von <math>\mu_{Eds}</math>abgelesen werden.
 
<math>\sigma_{sd}=44,4\frac{kN}{cm^2}</math>
 
<math>A_{s1}=\frac{1}{\sigma_{sd}}\cdot\left(\omega\cdot b\cdot d\cdot f_{cd}+N_{Ed}\right)</math>
 
<math>A_{s1}=\frac{1}{44,4}\cdot\left(0,1882\cdot 35\cdot 71\cdot 1,13+115,5\right)</math>
 
<math>\underline{\underline{A_{s1}=14,5cm^2}}</math>
=Rechteckquerschnitte mit Druckbewehrung=
 
=Plattenbalkenquerschnitte=
 
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Version vom 16. April 2024, 21:57 Uhr

Auf dieser Seite wird die Anwendung des ω-Verfahrens an ausgewählten Beispielen dargestellt. Die theoretischen Grundlagen der Biegebemessung werden auf einer gesonderten Seite dargestellt.

Rechteckquerschnitte ohne Druckbewehrung

Aufgabenstellung

Ein Balken mit Rechteckquerschnitt (b=35cm; h=75cm) wird durch ein Moment Mgk=80,0kNm sowie eine Normalkraft Ngk=30kN aus ständigen Lasten und ein Moment Mqk=180,0kNm sowie eine Normalkraft Nqk=50kN aus veränderlichen Lasten beansprucht. Der Beton hat eine Festigkeitsklasse C20/25. Auf die Vorbemessung wird im Rahmen dieses Beispiels verzichtet, die statische Nutzhöhe beträgt 71cm.

Gesucht ist die erforderliche Längsbewehrung.

Beanspruchungen und Festigkeiten

MEd=γgMgk+γqMqk

MEd=1,3580+1,5180=378kNm=37800kNcm

NEd=γgNgk+γqNqk

NEd=1,3530+1,550=115,5kN

Es handelt sich um einen überwiegend biegebanspruchten Querschnitt, auf den Nachweis soll im Rahmen dieses Beispiels verzichtet werden.
fcd=αccfckγc=0,85201,5=11,33Nmm2=1,13kNcm2

fyd=fykγs=5001,15=435Nmm2=43,5kNcm2

Querschnittswerte

d=71cm

zs1=33,5cm

Bemessung

MEds=MEdNEdzs1

MEds=37800115,533,5

MEds=33930,75kNcm

μEds=MEdsbd2fcd

μEds=33930,75357121,13

μEds=0,17<0,296

Da μEds<0,296 ist keine Druckbewehrung erforderlich. Der Wert für ω wird aus der Tafel für Rechteckquerschnitte ohne Druckbewehrung abgelesen. Die ω lassen sich z.B. in Schneider Bautabellen[1] finden.

ω=0,1882

Ermittlung der Bewehrungsquerschnittsfläche mit der vereinfachten Stahlkennlinie

As1=1σsd(ωbdfcd+NEd)

As1=143,5(0,188235711,13+115,5)

As1=14,8cm2__

Ermittlung der Bewehrungsquerschnittsfläche mit der genaueren Stahlkennlinie

Der genauere Wert für σsd kann ebenfalls in Abhängigkeit von μEdsabgelesen werden.

σsd=44,4kNcm2

As1=1σsd(ωbdfcd+NEd)

As1=144,4(0,188235711,13+115,5)

As1=14,5cm2__

Rechteckquerschnitte mit Druckbewehrung

Plattenbalkenquerschnitte

Seiteninfo
Status: in Bearbeitung
  1. Albert,A., Bautabellen fü Ingenieure, Auflage 26, Bundesanzeigerverlag, 2024