Stahlbetonstütze - Übersicht: Unterschied zwischen den Versionen
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| + | Das Verfahren mit Nennkrümmung ist in Deutschland das Standard-Verfahren zur händischen Berechnung einer Stahlbetonstütze. Bei diesem Verfahren wird aus der vorhandenen Stütze eine Kragstütze (die sogenannte Modellstütze) abgeleitet. Damit muss das System nur im kritischen Querschnitt bemessen werden. An dieser Kragstütze werden die Gesamtausmitte <math>e_{tot}</math> und daraus das Bemessungsmoment nach Theorie II. Ordnung ermittelt. | ||
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| + | Das Verfahren mit Nennsteifigkeit ist in Deutschland nicht üblich. Im gängigen EC 2-Kommentar sind die entsprechenden Kapitel nicht enthalten. <ref>Fingerloos, Frank; Hegger, Josef; Zilch, Konrad: Eurocode 2 für Deutschland. DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit nationalem Anhang, Berlin 2016 (2. Auflage), S. 61.</ref> Bei diesem Verfahren wird für die Stahlbetonstütze eine Ersatzbiegesteifigkeit <math>EI</math> ermittelt. Auf Grundlage dieser Steifigkeit kann dann mit den Regeln der linearen Elastizitätstheorie ein Faktor zur Erhöhung des einwirkenden Moments nach Theorie I. Ordnung ermittelt werden. | ||
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| + | Das Verfahren findet kaum Anwendung, weil es für Druckglieder mit hoher Schlankheit keine Ergebnisse liefert. Generell ist für alle hier behandelten Verfahren bereits vorher Kenntnis über die zu verwendende Bewehrung nötig, sodass die Bemessung gegebenenfalls über mehrere Iterationsschritte erfolgen muss. Speziell beim Verfahren mit Nennsteifigkeit ist aber auch noch die Anordnung der Bewehrung relevant. Diese hat großen Einfluss auf die errechnete Steifigkeit <math>EI</math> und führt schnell zu unwirtschaftlich hoch bewehrten Querschnitten.<ref>Fingerloos, Frank; Hegger, Josef; Zilch, Konrad: Eurocode 2 für Deutschland. DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit nationalem Anhang, Berlin 2016 (2. Auflage), S. 251.</ref><ref>Quast, Ulrich: Alternativen zum Modellstützenverfahren, in: Frilo-Magazin 2006, URL: https://www.frilo.eu/files/_inhalte/downloads/de/artikel/frilo-magazin/Frilo-Magazin-2006_Alternativen_zum_Modellstuetzenverfahren.pdf , abgerufen am 16.02.2022.</ref> | ||
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| Einschränkungen || Bei sehr schlanken Stützen großzügige Bewehrung || Bei sehr schlanken Stützen nicht anwendbar || Generell anwendbar | | Einschränkungen || Bei sehr schlanken Stützen großzügige Bewehrung || Bei sehr schlanken Stützen nicht anwendbar || Generell anwendbar | ||
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Version vom 18. Februar 2022, 13:32 Uhr
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Allgemeines
Stahlbetonstützen sind vorwiegend durch Normalkraft beanspruchte Bauteile. Als solche können bei ihnen durch die aus den ursprünglichen Einwirkungen resultierenden Verformungen weitere, maßgebliche Schnittgrößen entstehen, sodass eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung nötig wird. Für diese Berechnung sind im Eurocode 2 drei mögliche Verfahren erwähnt: ein allgemeines Verfahren auf Grundlage einer nichtlinearen Schnittgrößenermittlung und zwei Näherungsverfahren, das Verfahren mit Nennkrümmung und das Verfahren mit Nennsteifigkeit.
| Übersicht zu Stahlbetonstützen | ||
|---|---|---|
| Verfahren mit Nennkrümmung | Beschreibung | Berechnungsbeispiel |
| Verfahren mit Nennsteifigkeit | Beschreibung | Berechnungsbeispiel |
| Allgemeines Verfahren | Beschreibung | Berechnungsbeispiel |
Notwendigkeit des Nachweises nach Theorie II. Ordnung
Nach EC2 5.8.3.1(1) sind die Schnittgrößen nach Theorie II. Ordnung zu ermitteln, wenn die Schlankheit des untersuchten Bauteils einen Grenzwert überschreitet. Diese Grenze liegt bei
mit .
Mögliche Verfahren zur Schnittgrößenermittlung
Verfahren mit Nennkrümmung
Das Verfahren mit Nennkrümmung ist in Deutschland das Standard-Verfahren zur händischen Berechnung einer Stahlbetonstütze. Bei diesem Verfahren wird aus der vorhandenen Stütze eine Kragstütze (die sogenannte Modellstütze) abgeleitet. Damit muss das System nur im kritischen Querschnitt bemessen werden. An dieser Kragstütze werden die Gesamtausmitte und daraus das Bemessungsmoment nach Theorie II. Ordnung ermittelt.
Verfahren mit Nennsteifigkeit
Das Verfahren mit Nennsteifigkeit ist in Deutschland nicht üblich. Im gängigen EC 2-Kommentar sind die entsprechenden Kapitel nicht enthalten. [1] Bei diesem Verfahren wird für die Stahlbetonstütze eine Ersatzbiegesteifigkeit ermittelt. Auf Grundlage dieser Steifigkeit kann dann mit den Regeln der linearen Elastizitätstheorie ein Faktor zur Erhöhung des einwirkenden Moments nach Theorie I. Ordnung ermittelt werden.
Das Verfahren findet kaum Anwendung, weil es für Druckglieder mit hoher Schlankheit keine Ergebnisse liefert. Generell ist für alle hier behandelten Verfahren bereits vorher Kenntnis über die zu verwendende Bewehrung nötig, sodass die Bemessung gegebenenfalls über mehrere Iterationsschritte erfolgen muss. Speziell beim Verfahren mit Nennsteifigkeit ist aber auch noch die Anordnung der Bewehrung relevant. Diese hat großen Einfluss auf die errechnete Steifigkeit und führt schnell zu unwirtschaftlich hoch bewehrten Querschnitten.[2][3]
Allgemeines Verfahren
Verfahren im Vergleich
| Verfahren mit Nennkrümmung | Verfahren mit Nennsteifigkeit | Allgemeines Verfahren | |
|---|---|---|---|
| In Deutschland zugelassen? | Ja | Ja | Ja |
| Regelung im EC 2 | 5.8.8 | 5.8.7 | 5.8.6 |
| Grundidee | Beispiel | Beispiel | Beispiel |
| Handrechnung möglich? | Ja | Ja | Eher nicht |
| Einschränkungen | Bei sehr schlanken Stützen großzügige Bewehrung | Bei sehr schlanken Stützen nicht anwendbar | Generell anwendbar |
Quellen
- ↑ Fingerloos, Frank; Hegger, Josef; Zilch, Konrad: Eurocode 2 für Deutschland. DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit nationalem Anhang, Berlin 2016 (2. Auflage), S. 61.
- ↑ Fingerloos, Frank; Hegger, Josef; Zilch, Konrad: Eurocode 2 für Deutschland. DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit nationalem Anhang, Berlin 2016 (2. Auflage), S. 251.
- ↑ Quast, Ulrich: Alternativen zum Modellstützenverfahren, in: Frilo-Magazin 2006, URL: https://www.frilo.eu/files/_inhalte/downloads/de/artikel/frilo-magazin/Frilo-Magazin-2006_Alternativen_zum_Modellstuetzenverfahren.pdf , abgerufen am 16.02.2022.