Seite bearbeitet März 2021
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Nachweistypen ......................
allg. Bem.-Opt. Flächenträger
Bem.-Opt. EC 2 Stabträger .....
Verwaltung Einwirkungen ......
Bem.-Opt. EC 2 Flächenträger
Bem.-Opt. allg. Spannungsnw.
Verwaltung Nachweise ..........
allg. Bem.-Opt. Stabträger ......
glob. Einstellg. Brückenbau
 Die grafische Eingabe eines Platten-/Scheibentragwerks gliedert sich in die fünf logischen Eingabekapitel
Modellierung
Bildung des statischen Systems
Festlegung der Belastung
und der zu führenden Nachweise, sowie die
Kontroll- und Steuerungsfunktionen
Das Programm 4H-ALFA, Platte / Scheibe / Faltwerk, verfügt über folgende vordefinierte Stahlbetonnachweistypen
Bemessung Eurocode 2 ... für Flächenträger und Stabträger
Spannungsnachweis Eurocode 2 ... für Flächenträger und Stabträger
Rissnachweis Eurocode 2 ... für Flächenträger und Stabträger
Ermüdungsnachweis Eurocode 2 ... für Flächenträger und Stabträger
Dichtigkeitsnachweis Eurocode 2 ... für Flächenträger
Zum Zwecke der Nachberechnung stehen weiterhin auch die nationalen Vorgängernormen zur Verfügung,
die hier nicht näher beschrieben werden; s. hierzu Online-Hilfe in der grafischen Eingabe.
Bemessung DIN 1045-1
Spannungsnachweis DIN 1045-1
Rissnachweis DIN 1045-1
Ermüdungsnachweis DIN 1045-1
Dichtigkeitsnachweis DIN 1045-1
Bemessung DIN 1045
Rissnachweis DIN 1045
Schwingbreitennachweis DIN 1045
Vor der Belastungseingabe wird die Struktur der Einwirkungen und Lastfälle bestimmt. Hierzu steht ein Assistent
zur Verfügung, der die Anzahl der unterschiedlichen Lasttypen aufnimmt und in die Einwirkungsstruktur umsetzt.
Mit den Angaben des Assistenten werden die Lastfälle den Einwirkungen zugewiesen. Den Einwirkungen sind wiederum Lastkombinations- und Teilsicherheitsbeiwerte zugeordnet, die eine Überlagerungsautomatik innerhalb
der Nachweisstruktur ermöglichen.
Den nun erzeugten Lastfällen können innerhalb der Lastfallfolien Lastbilder zugewiesen werden.
Auch in der Verwaltung der Nachweise steht ein Assistent bereit, über den die automatische Einrichtung der Extremalbildungsvorschriften gesteuert wird.
Anschließend werden die erforderlichen Bemessungen und Nachweise erzeugt.
Nach Beendigung des Einrichtungsvorgangs stehen die Nachweise mit den automatisch zugewiesenen Überlagerungsvorschriften und deren Sicherheitsbeiwerten zur Ausführung bereit.
Den Nachweisen können spezielle Optionen, wie der Nachweis zu führen ist, zugewiesen werden.
Diese Optionen können wiederum durch den Positionen und Stäben individuell zugewiesenen Anweisungen übersteuert werden (s.u.).
Nachdem festgelegt wurde, dass die Position bemessen werden soll, können alle weiteren Bemessungsparameter bearbeitet werden.
In diesem Registerblatt gehören zu den Bemessungsparametern
maximaler Bewehrungsgrad: Programmintern erfolgt sowohl für jeden Nachweis als auch für das Gesamtergebnis eine Überprüfung des maximalen Bewehrungsgrades.
Transformation der Schnittgrößen: Alle Bemessungsverfahren erfordern die Transformation der kartesischen Schnittgrößen in die jeweilige Bewehrungsrichtung.
Die Transformation der Schnittgrößen aus der FEM-Rechnung erfolgt für Faltwerke nach Thürlimann, für
Platten und Scheiben können auch die Verfahren nach Baumann oder EC 2 (6.92) gewählt werden.
Bewehrungsanordnung: Aus konstruktiven Gründen kann es sinnvoll sein, in einer Flächenposition
oben und unten je Bewehrungsrichtung dieselbe Bewehrung einzulegen.
In diesem Fall ist die symmetrische Bewehrungsanordnung auszuwählen, während die Zugbewehrung
stets die minimale Bewehrung ermittelt.
Bewehrungsrichtungen: Es kann zwischen orthogonalem, radialsymmetrischem und schiefwinkligem Bewehrungsgitter gewählt werden, wobei obere und untere Lage die gleichen Richtungen aufweisen.
Das orthogonale Gitter kann um den Winkel α (Bewehrungsrichtung 1: positiv von x nach y drehend) von der
x-Richtung abweichen, während beim schiefwinkligen Gitter zusätzlich der Winkel β von Bewehrungsrichtung 1
zur Bewehrungsrichtung 2 angegeben werden kann.
Für die radialsymmetrische Bewehrung ist der Ursprung mit x0,y0 anzugeben (Bewehrungsrichtung 1: radial, Bewehrungsrichtung 2: tangential).
Randabstände: Je Bewehrungsrichtung sind die Stahlrandabstände (Abstand vom Betonrand zum
Schwerpunkt der Stahleinlagen) oben und unten festzulegen.
Grundbewehrung: Je Bewehrungsrichtung und -lage kann eine Grundbewehrung vorgegeben werden, die
mit der erforderlichen Bewehrung aus den Nachweisergebnissen extremiert wird bzw. als Eingangsbewehrung
in die Nachweise eingeht.
Das Registerblatt behandelt die Parameter für Nachweise nach DIN EN 1992-1-1, Eurocode 2.
Material
In Auswahlboxen werden die möglichen Beton- und Betonstahlsorten (Stabstahl für Biegebemessung und
Nachweise, Bügel für Schubbemessung) angeboten.
Um eine Korrespondenz zu dem der Schnittgrößenermittlung zugrunde liegenden Material zu erhalten, können Betongüte und Rohdichte aus dem Materialeigenschaftsblatt der Berechnung übernommen werden.
Für Biegebemessung und Schubbemessung können unterschiedliche Stahlgüten angewählt werden.
Außerdem kann eine Bemessung für benutzerdefinierte (freie) Materialien erfolgen. Dazu sind die benötigten Grenzwerte zur Beschreibung der Spannungsdehnungslinien anzugeben.
Bei Verformungsberechnungen (Spannungsermittlung bei den Nachweisen im Grenzzustand der Gebrauchs-
tauglichkeit) werden bei Bedarf die eingegebenen Kriech- und Schwindbeiwerte berücksichtigt.
Die Angabe einer Expositionsklasse des Bauteils hat keinen Einfluss auf das Bemessungsergebnis, sondern dient lediglich der Information im Statikdokument.
Biegebemessung
Bei der Berücksichtigung der Mindestbewehrung ist zu beachten, ob es sich um ein überwiegend biegebean-
spruchtes Bauteil oder eine Wand (hauptsächlich auf Druck beanspruchtes flächenhaftes Bauteil) handelt.
Für Wände (hauptsächlich auf Druck beanspruchte flächenhafte Bauteile) wird eine Mindestbewehrung nur für die lotrechte Bewehrung gefordert. Diese Bewehrungsrichtung ist dem Programm vorzugeben.
Optional kann eine Querbewehrung in prozentualer Abhängigkeit der Hauptbewehrung ermittelt werden.
Sind bei Biegegliedern sowohl Querbewehrung als auch Mindestbewehrung aktiviert, wird nur für die Hauptbewehrungsrichtung die Mindestbewehrung angesetzt.
Der Hauptdruckspannungsnachweis (nur 4H-ALFA-Scheibe) wird für die maximale Betondruckkraft (aus der Transformation) geführt. S. Nachweis der schiefen Hauptdruckspannungen.
Schubbemessung
Es kommen unterschiedliche Verfahren zur Anwendung
die Querkraftbemessung erfolgt 'in Bewehrungsrichtung'. Dazu wird die Querkraft vektoriell in die beiden Bewehrungsrichtungen zerlegt.
Mit den zugehörigen Werten aus der Biegebemessung wird je Richtung der maximale Bewehrungsanteil
ermittelt. Der erforderliche Bewehrungsquerschnitt ergibt sich dann nach Summation der Einzelanteile.
die Querkraftbemessung erfolgt 'in Hauptquerkraftrichtung'. Sämtliche benötigten Größen werden in diese
Richtung transformiert.
Folgende Parameter sind optional
ohne Mindestbewehrung
Schubbewehrung vermeiden: die Anordnung einer Querkraftbewehrung hängt von der Größe des vRd,ct-Werts
ab, der maßgeblich durch die Zuglängsbewehrung beeinflusst wird.
Bei Aktivierung dieses Schalters wird bei Bedarf die Längsbewehrung so erhöht, dass vEd = vRd,ct und
damit asq = 0. Es wird beachtet, dass ρl ≤ 0.02.
Hinweis: es kann aufgrund dieser Vorgehensweise zu punktuell auftretenden großen Längsbewehrungs-
erhöhungen kommen (z.B. im Bereich von Einzellasten).
Empfehlung: die Grundlängsbewehrung (s. Register Allgemein) auf ein sinnvolles Maß anheben.
innerer Hebelarm: das Verfahren zur Berechnung des inneren Hebelarms wird nachweisglobal bestimmt
Druckstrebenwinkel θ: Neigungswinkel der Druckstrebe
minimiert (θ = 0): ein minimaler Druckstrebenwinkel führt zu einer minimalen Querkraftbewehrung.
Aber: Der Druckstrebenwinkel geht auch in die Berechnung der Verankerungslängen ein, d.h. die minimale Querkraftbewehrung führt zu einer maximalen Verankerungslänge der Längsbewehrung.
vereinfacht: bei variablem Druckstrebenwinkel (minimiert) werden die vereinfachten Werte für reine Biegung, Biegung mit Druck bzw. Biegung mit Zug gesetzt
Bemessung einer Verbundfuge (Elementdecke)
Oberfläche: Ausführung der Betonoberfläche in der Verbundfuge
Zug senkrecht zur Fuge
Bemessungsergebnis
Aus der Biegebemessung erhält man
die auf jede Bewehrungsrichtung und –lage bezogenen maximalen Bewehrungsquerschnitte as1o, as2o,
as1u, as2u in cm2/m
den Bewehrungsgrad μs
sowie als Zusatzergebnisse zum Nachvollziehen des Nachweises
die statisch erforderliche Bewehrung asb1o, asb2o, asb1u, asb2u in cm2/m
davon die evt. erforderliche Druckbewehrung asd1o, asd2o, asd1u, asd2u in cm2/m
die eingegebene Grundbewehrung (s. Register Allgemein ) as01o, as02o, as01u, as02u in cm2/m
die Differenzbewehrung zur eingegebenen Grundbewehrung Δas1o, Δas2o, Δas1u, Δas2u in cm2/m
Der Hauptdruckspannungsnachweis (4H-ALFA-Scheibe) liefert
die Hauptdruckspannung max σI2 in MN/m2
die Ausnutzung Uσ2I
Die Schubbemessung (4H-ALFA-Platte) liefert
die maximale Querkraftbewehrung asq in cm2/m2
sowie als Zusatzergebnisse
den Druckstrebenwinkel θ
den Bemessungswert der einwirkenden Querkraft vEd in kN/m
den Bemessungswert der ohne Querkraftbewehrung aufnehmbaren Querkraft vRd,ct in kN/m
den Bemessungswert der durch die Druckstrebenfestigkeit begrenzten aufnehmbaren Querkraft vRd,max in kN/m
das Querkraftverhältnis vEd /vRd,max
die in den Bewehrungsrichtungen anfallenden Querkraftbewehrungsanteile asq1 und asq2 in cm2/m2 (nur bei ‚Schubbemessung in den Bewehrungsrichtungen’)
den Ausnutzungsbereich AB nach 9.3.2(3)
die Fugenbewehrung asqf in cm2/m2
die eingegebene Grundbewehrung as0q in cm2/m2
die Differenzbewehrung zur eingegebenen Grundbewehrung Δasq in cm2/m2
Rissnachweis
Der Nachweis ist in zwei Teile gegliedert
Ermittlung der Mindestbewehrung, um unbeabsichtigte Zwangsbeanspruchungen zum Zeitpunkt der Erstrissbildung (vor Verkehrslastaufbringung) abzufangen
Begrenzung der Rissbreite nach Endrissbildung
Der Nachweis erfolgt auf der Basis zur Einhaltung der Grenzdurchmesser der Längsbewehrung,
deshalb ist bei allen Verfahren
der Stabdurchmesser ds der rissverteilenden Bewehrung in mm
festzulegen. Ist ein Durchmesser Null, wird die entsprechende Bewehrungsrichtung nicht nachgewiesen.
Der Rissnachweis kann nach
Norm (ohne direkte Berechnung der Rissbreite)
Norm (direkte Berechnung der Rissbreite)
Schießl
Noakowski
erfolgen. Die Verfahrensauswahl erfolgt nachweisglobal.
Wesentliche Eingangsgröße ist
die Rissbreite wk, die oberhalb wk,z- und unterhalb wk,z+ der Flächenposition unterschiedlich sein kann
Weiterhin gehen ein
das Verbundverhalten zwischen Bewehrung und Beton (nur für die Nachweisverfahren von Schießl und Noakowski)
zur Ermittlung der Mindestbewehrung (für die Erstrissbildung)
Art der Zwangsbeanspruchung (zentrischer Zwang, Biegezwang)
Grund für die Zwangsbeanspruchung (innerhalb oder außerhalb des Bauteils induziert)
Faktor kz,t für das maßgebende Betonalter zum Zeitpunkt der Erstbelastung. Die Beanspruchung
aus dem Abfließen der Hydratationswärme kann mit 'zentr. Zwang' und kz,t = 0.65 geführt werden
langsam erhärtender Beton
 
zur Ermittlung der Rissbewehrung (aus Lastbeanspruchung)
kurzfristige Lasteinwirkung, um dem Dauerstandeffekt Rechnung zu tragen
Faktor kz,t0 für das maßgebende Betonalter zum Zeitpunkt der Verkehrslastaufbringung (i.A. kz,t0 = 1)
Die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung setzt sich zusammen aus der im Eigenschaftsblatt
vorgegebenen Grundbewehrung (s. Register Allgemein), einer aus den vorher geführten Tragfähigkeits-
nachweisen ermittelten Biegebewehrung (Biegebemessung) und der Kontrollbemessung der in den Nachweis eingehenden Lasten. Der Maximalwert wird übernommen.
Der Nachweisteil Begrenzung der Rissbreite überprüft, ob die erforderlichen Grenzdurchmesser oben und unten
für die maßgebende Risslast eingehalten werden. Ist der Nachweis nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquer-
schnitte der Anfangsbewehrung entsprechend erhöht.
Ermüdungsnachweis
Der Nachweis ist in zwei Teile gegliedert
Nachweis für die Bewehrung (Längs- und Querkraftbewehrung)
Nachweis für den Beton
Wesentliche Eingangsgrößen sind
die zulässige Spannungsschwingbreite für die Längsbewehrung zul ΔσRsk in N/mm2, die i.A. für gerade und gebogende Stäbe (Stabstahl) 175 N/mm2 und für geschweißte Stäbe (Betonstahlmatten) 85 N/mm2 betragen darf
die zulässige Spannungsschwingbreite für die Querkraftbewehrung zul ΔσRsk,V in N/mm2,
die i.A. 80 N/mm2 betragen darf
der Zeitpunkt der Erstbelastung des Betons t0 in d
Die Parameter sind vom Anwender frei eingebbar. Ist einer der Parameter Null, wird der entsprechende
Nachweisteil nicht durchgeführt.
Die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung setzt sich zusammen aus der im Eigenschaftsblatt
vorgegebenen Grundbewehrung (s. Register Allgemein), einer aus den vorher geführten Tragfähigkeits-
nachweisen ermittelten Biegebewehrung (Biegebemessung) und der Kontrollbemessung der in den Nachweis eingehenden Lasten. Der Maximalwert wird übernommen.
Ist der Nachweis für die Bewehrung nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquerschnitte der Anfangsbewehrung entsprechend erhöht.
Ein Nachweis der Querkraftbewehrung wird nicht erbracht.
Spannungsnachweis
Der Nachweis ist in zwei Teile gegliedert
Nachweis für die Bewehrung
Nachweis für den Beton
Der Nachweis erfordert die Eingabe der beiden Grenzwerte
zul σs für die Bewehrung
zul σc für den Beton
die je nach Einwirkungskombination variieren.
Ist einer der beiden Grenzwerte gleich Null, wird der entsprechende Nachweis ignoriert.
Als Hilfestellung für den Anwender kann der Grenzwert auch als Vielfaches von fck bzw. fyk, d.h. in Abhängigkeit
der im Registerblatt Bemessung definierten Materialgüten, eingegeben werden.
Die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung setzt sich zusammen aus der im Eigenschaftsblatt
vorgegebenen Grundbewehrung (s. Register Allgemein), einer aus den vorher geführten Tragfähigkeits-
nachweisen ermittelten Biegebewehrung (Biegebemessung) und der Kontrollbemessung der in den Nachweis eingehenden Lasten. Der Maximalwert wird übernommen.
Ist der Nachweis für die Bewehrung nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquerschnitte der Anfangsbewehrung
auf der Zugseite entsprechend erhöht.
Ist der Nachweis für den Beton nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquerschnitte auf der Druckseite erhöht.
Dichtigkeitsnachweis
Der Dichtigkeitsnachweis wird hier als Nachweis der Mindestdruckzonendicke nach der DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke geführt und erfordert die Eingabe der
zul xD zulässigen Mindestdruckzonendicke
Die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung setzt sich zusammen aus der im Eigenschaftsblatt
vorgegebenen Grundbewehrung (s. Register Allgemein), einer aus den vorher geführten Tragfähigkeits-
nachweisen ermittelten Biegebewehrung (Biegebemessung) und der Kontrollbemessung der in den Nachweis eingehenden Lasten. Der Maximalwert wird übernommen.
Ist der Nachweis nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquerschnitte der Anfangsbewehrung entsprechend erhöht.
Nachweisergebnis
Aus den Gebrauchstauglichkeitsnachweisen erhält man
die maximalen Bewehrungsquerschnitte as1o, as2o, as1u, as2u in cm2/m
den Bewehrungsgrad μs
sowie als Zusatzergebnisse
die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung as01o, as02o, as01u, as02u in cm2/m
die Differenzbewehrung zur Anfangsbewehrung Δas1o, Δas2o, Δas1u, Δas2u in cm2/m
für den Rissnachweis
die Mindestbewehrung as1o,Min, as2o,Min, as1u,Min, as2u,Min in cm2/m
die zulässigen Grenzdurchmesser dsR1o, dsR2o, dsR1u, dsR2u in mm
für den Ermüdungsnachweis
die Schwingbreite Δσs1o, Δσs2o, Δσs1u, Δσs2u in MN/m2
die Betonausnutzung aus Ermüdung Uc
die extremalen Stahlspannungen σs1o, σs2o, σs1u, σs2u in MN/m2
die extremale Betonspannung σc in MN/m2
die Ergebnisse für die Querkraftbewehrung ΔσsV in MN/m2, asq, as0q und Δasq in cm2/m2
für den Spannungsnachweis
die extremalen Stahlspannungen σs1o, σs2o, σs1u, σs2u in MN/m2
die minimale Betonspannung σc in MN/m2
für den Dichtigkeitsnachweis
die minimale Druckzonendicke
Mit dem Programm 4H-ALFA, Platte / Scheibe, können folgende typisierte Stahlbetonquerschnitte einachsig
bemessen werden
Rechteck (als Balken oder Plattenstreifen)
Plattenbalken (als Unter- oder Überzug)
Vollkreis (ggf. mit Wendelbewehrung)
Kreisring
Nachdem festgelegt wurde, dass der Stab bemessen werden soll, können alle weiteren Bemessungsparameter bearbeitet werden.
In diesem Registerblatt gehören zu den Bemessungsparametern
Randabstände: Es sind für den Rechteck- und Plattenbalkenquerschnitt die Stahlrandabstände (Abstand vom Betonrand zum Schwerpunkt der Stahleinlagen) oben, unten, für den Kreisquerschnitt der äußere und für den Kreisringquerschnitt der äußere und innere Stahlrandabstand festzulegen.
Grundbewehrung: Es kann eine Grundbewehrung vorgegeben werden, die mit der erforderlichen Bewehrung
aus den Nachweisergebnissen extremiert wird bzw. als Eingangsbewehrung in die Nachweise eingeht.
maximaler Bewehrungsgrad: Programmintern erfolgt sowohl für jeden Nachweis als auch für das Gesamtergebnis eine Überprüfung des maximalen Bewehrungsgrades.
Bewehrungsanordnung: Aus konstruktiven Gründen kann es sinnvoll sein, oben und unten den gleichen Bewehrungsquerschnitt einzulegen. In diesem Fall ist die symmetrische Bewehrungsanordnung auszuwählen, während die Zugbewehrung stets die minimale Bewehrung ermittelt.
Wendelbewehrung (nur Vollkreis und nur Biegebemessung nach DIN 1045)
Optional kann der Druckkraftwiderstand eines Kreisquerschnitts erhöht werden, indem eine Wendelbewehrung angeordnet wird. Die notwendigen Parameter sind
dw Durchmesser der Wendelbewehrung in cm
dsw Stabdurchmesser der Wendel in mm
sw Ganghöhe in cm
sk Knicklänge der maßgebenden Stütze (kann aufgrund der Fülle an Einflussfaktoren programmintern
nicht ermittelt werden)
Das Registerblatt behandelt die Parameter für Nachweise nach DIN EN 1992-1-1, Eurocode 2.
Material
In Auswahlboxen werden die möglichen Beton- und Betonstahlsorten (Stabstahl für Biegebemessung und
Nachweise, Bügel für Schubbemessung) angeboten.
Um eine Korrespondenz zu dem der Schnittgrößenermittlung zugrunde liegenden Material zu erhalten, können Betongüte und Rohdichte aus dem Materialeigenschaftsblatt der Berechnung übernommen werden.
Für Biege- und Schubbemessung können unterschiedliche Stahlgüten angewählt werden.
Außerdem kann eine Bemessung für benutzerdefinierte (freie) Materialien erfolgen. Dazu sind die benötigten Grenzwerte zur Beschreibung der Spannungsdehnungslinien anzugeben.
Bei Verformungsberechnungen (Spannungsermittlung bei den Nachweisen im Grenzzustand der Gebrauchs-
tauglichkeit) werden bei Bedarf die eingegebenen Kriech- und Schwindbeiwerte berücksichtigt.
Die Angabe einer Expositionsklasse des Bauteils hat keinen Einfluss auf das Bemessungsergebnis, sondern dient lediglich der Information im Statikdokument.
Biegebemessung
Bei der Berücksichtigung der Mindestbewehrung ist zu beachten, ob es sich um ein überwiegend biegebean-
spruchtes Bauteil oder eine Stütze (hauptsächlich auf Druck beanspruchtes stabförmiges Bauteil) handelt.
Der Anwender kann aus einer Liste auswählen, welches Kapitel zur Bestimmung der Mindestbewehrung
maßgebend ist Wird Träger/Stütze aktiviert, entscheidet die aktuelle Schnittgrößenkombination.
Schubbemessung
Folgende Parameter sind optional
ohne Mindestbewehrung
innerer Hebelarm: das Verfahren zur Berechnung des inneren Hebelarms wird nachweisglobal bestimmt
Druckstrebenwinkel θ: Neigungswinkel der Druckstrebe
minimiert (θ = 0): ein minimaler Druckstrebenwinkel führt zu einer minimalen Querkraftbewehrung.
Aber: Der Druckstrebenwinkel geht auch in die Berechnung der Verankerungslängen ein, d.h. die minimale Querkraftbewehrung führt zu einer maximalen Verankerungslänge der Längsbewehrung.
vereinfacht: bei variablem Druckstrebenwinkel (minimiert) werden die vereinfachten Werte für reine Biegung, Biegung mit Druck bzw. Biegung mit Zug gesetzt.
Fuge (nur Rechteck-, Plattenbalkenquerschnitt): Bemessung einer Verbundfuge
Oberfläche: Ausführung der Betonoberfläche in der Verbundfuge
Fugenbreite
Wirksamkeitsfaktor (nur bei Kreisquerschnitten): Über den Wirksamkeitsfaktor kann das ungünstigere Querkrafttragverhalten eines Kreisquerschnitts berücksichtigt werden.
effektive Wanddicke: Die Torsionsbemessung basiert auf einer (fiktiven) effektiven Wanddicke eines Hohlquerschnitts, die entweder vorgegeben oder nach Norm ermittelt werden kann.
Bemessungsergebnis
Aus der Biegebemessung erhält man
die maximalen Bewehrungsquerschnitte Aso, Asu in cm2
den Bewehrungsgrad μs
sowie als Zusatzergebnisse
die eingegebene Grundbewehrung (s. Register Allgemein ) As0o, As0u in cm2
die statisch erforderliche Bewehrung Asbo, Asbu in cm2
die Differenzbewehrung zur eingegebenen Grundbewehrung (s. Register Allgemein) ΔAso, ΔAsu in cm2
Die Schubbemessung liefert für die Querkraft
die maximale Querkraftbügelbewehrung (insgesamt) asbQ in cm2/m
sowie als Zusatzergebnisse
den Bemessungswert der einwirkenden Querkraft VEd in kN
den Bemessungswert der ohne Querkraftbewehrung aufnehmbaren Querkraft VRd,ct in kN
den Bemessungswert der durch die Druckstrebenfestigkeit begrenzten aufnehmbaren Querkraft VRd,max in kN
den Druckstrebenwinkel θ
den Ausnutzungsbereich AB nach 9.3.2(3)
für die Torsion (nicht 4H-ALFA-Scheibe)
die maximale Torsionslängsbewehrung AsT in cm2
die maximale Torsionsbügelbewehrung (je Seite) asbT in cm2/m
sowie als Zusatzergebnisse
den Bemessungswert des einwirkenden Torsionsmoments TEd in kNm
den Bemessungswert des maximal aufnehmbaren Torsionsmoments TRd,max in kNm
für Querkraft und Torsion (nicht 4H-ALFA-Scheibe)
die Ausnutzung aus Querkraft und Torsion UV+T
Rissnachweis
Der Nachweis ist in zwei Teile gegliedert
Ermittlung der Mindestbewehrung, um unbeabsichtigte Zwangsbeanspruchungen zum Zeitpunkt der Erstrissbildung (vor Verkehrslastaufbringung) abzufangen
Begrenzung der Rissbreite nach Endrissbildung
Der Nachweis erfolgt auf der Basis zur Einhaltung der Grenzdurchmesser der Längsbewehrung, deshalb ist
bei allen Verfahren
der Stabdurchmesser ds der rissverteilenden Bewehrung in mm
festzulegen. Ist ein Durchmesser Null, wird die entsprechende Bewehrungsrichtung nicht nachgewiesen.
Der Rissnachweis kann nach
Norm (ohne direkte Berechnung der Rissbreite)
Norm (direkte Berechnung der Rissbreite)
Schießl
Noakowski
erfolgen. Die Verfahrensauswahl erfolgt nachweisglobal.
Wesentliche Eingangsgröße ist
die Rissbreite wk
Weiterhin gehen ein
das Verbundverhalten zwischen Bewehrung und Beton (nur für die Nachweisverfahren von Schießl u. Noakowski)
zur Ermittlung der Mindestbewehrung (für die Erstrissbildung)
Art der Zwangsbeanspruchung (zentrischer Zwang, Biegezwang)
Grund für die Zwangsbeanspruchung (innerhalb oder außerhalb des Bauteils induziert)
Faktor kz,t für das maßgebende Betonalter zum Zeitpunkt der Erstbelastung. Die Beanspruchung
aus dem Abfließen der Hydratationswärme kann mit 'zentr. Zwang' und kz,t = 0.65 geführt werden.
langsam erhärtender Beton
zur Ermittlung der Rissbewehrung (aus Lastbeanspruchung)
kurzfristige Lasteinwirkung, um dem Dauerstandeffekt Rechnung zu tragen
Faktor kz,t0 für das maßgebende Betonalter zum Zeitpunkt der Verkehrslastaufbringung (i.A. kz,t0 = 1)
Die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung setzt sich zusammen aus der im Eigenschaftsblatt
vorgegebenen Grundbewehrung (s. Register Allgemein), einer aus den vorher geführten Tragfähigkeits-
nachweisen ermittelten Biegebewehrung (Biegebemessung) und der Kontrollbemessung der in den Nachweis eingehenden Lasten. Der Maximalwert wird übernommen.
Der Nachweisteil Begrenzung der Rissbreite überprüft, ob die erforderlichen Grenzdurchmesser oben und
unten für die maßgebende Risslast eingehalten werden.
Ist der Nachweis nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquerschnitte der Anfangsbewehrung entsprechend erhöht.
Ermüdungsnachweis
Der Nachweis ist in zwei Teile gegliedert
Nachweis für die Bewehrung (Längs- und Querkraftbewehrung)
Nachweis für den Beton
Wesentliche Eingangsgrößen sind
die zulässige Spannungsschwingbreite für die Längsbewehrung zul ΔσRsk in N/mm2, die i.A. für gerade
und gebogende Stäbe (Stabstahl) 162.5 N/mm2 und für geschweißte Stäbe (Betonstahlmatten) 58 N/mm2 betragen darf
die zulässige Spannungsschwingbreite für die Querkraftbewehrung zul ΔσRsk,V in N/mm2, die i.A. 99 N/mm2 betragen darf
der Zeitpunkt der Erstbelastung des Betons t0 in d
Die Parameter sind vom Anwender frei eingebbar. Ist einer der Parameter Null, wird der entsprechende Nachweisteil nicht durchgeführt. Ist der Parameter für die Längsbewehrung Null, wird auch die Querkraftbewehrung nicht nachgewiesen.
Die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung setzt sich zusammen aus der im Eigenschaftsblatt
vorgegebenen Grundbewehrung (s. Register Allgemein), einer aus den vorher geführten Tragfähigkeits-
nachweisen ermittelten Biegebewehrung (Biegebemessung) und der Kontrollbemessung der in den Nachweis eingehenden Lasten. Der Maximalwert wird übernommen.
Ist der Nachweis für die Bewehrung nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquerschnitte der Anfangsbewehrung entsprechend erhöht.
Spannungsnachweis
Der Nachweis ist in zwei Teile gegliedert
Nachweis für die Bewehrung
Nachweis für den Beton
Der Nachweis erfordert die Eingabe der beiden Grenzwerte
zul σc für den Beton und
zul σs für die Bewehrung
welche je nach Einwirkungskombination variieren.
Ist einer der beiden Grenzwerte gleich Null, wird der entsprechende Nachweis ignoriert.
Als Hilfestellung für den Anwender kann der Grenzwert auch als Vielfaches von fck bzw. fyk, d.h. in Abhängigkeit der definierten Materialgüten, eingegeben werden.
Die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung setzt sich zusammen aus der im Eigenschaftsblatt
vorgegebenen Grundbewehrung (s. Register Allgemein), einer aus den vorher geführten Tragfähigkeits-
nachweisen ermittelten Biegebewehrung (Biegebemessung) und der Kontrollbemessung der in den Nachweis eingehenden Lasten. Der Maximalwert wird übernommen.
Ist der Nachweis für die Bewehrung nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquerschnitte der Anfangsbewehrung
auf der Zugseite entsprechend erhöht.
Ist der Nachweis für den Beton nicht erfüllt, werden die Bewehrungsquerschnitte auf der Druckseite erhöht.
Nachweisergebnis
Man erhält
die maximalen Bewehrungsquerschnitte As1, As2, As3, As4 in cm2
den Bewehrungsgrad μs
sowie als Zusatzergebnisse
die in den Nachweis eingehende Anfangsbewehrung As01, As01, As03, As04 in cm2
die Differenzbewehrung zur Anfangsbewehrung ΔAs1, ΔAs2, ΔAs3, ΔAs4 in cm2
für den Rissnachweis
die Mindestbewehrung As1,Min, As2,Min, As3,Min, As4,Min in cm2
die zulässigen Grenzdurchmesser dsR1, dsR2, dsR3, dsR4 in mm
für den Ermüdungsnachweis
die Schwingbreite Δσs1, Δσs2, Δσs3, Δσs4 in MN/m2
die Betonausnutzung aus Ermüdung Uc
die extremalen Stahlspannungen σs1, σs2, σs3, σs4 in MN/m2
die extremale Betonspannung σc in MN/m2
die Ergebnisse für die Querkraftbewehrung ΔσsbQ in MN/m2, asq, as0q und Δasbq in cm2/m
für den Spannungsnachweis
die extremalen Stahlspannungen σs1, σs2, σs3, σs4 in MN/m2
die minimale Betonspannung σc in MN/m2
Wurde im Eigenschaftsblatt Materialeigenschaften als Baustoff für eine Flächenposition das Material
allgemein festgelegt, erscheint nach Anklicken des Buttons zur Festlegung der positionsbezogenen Nachweisoptionen das nachfolgend dargestellte Eigenschaftsblatt.
Hierin kann festgelegt werden, ob für die ausgewählte Position (bzw. die ausgewählten Positionen des o.a. Typs) Nachweise für Druckspannungen, Zugspannungen, Schubspannungen und Vergleichsspannungen
geführt werden sollen, und mit welchen max/min zulässigen Werten hierbei gearbeitet werden soll.
Dazu muss mindestens einer der Nachweise Spannungsnachweis LF H (Th. I Ord.) Spannungsnachweis
LF HZ (Th. I Ord.) eingerichtet sein (vgl. Nachweise verwalten).
Das Fenster mit den globalen Einstellungen für den Brückenbau wird durch Klicken der Buttons globale Einstellungen und brückenbauspezifische Einstellungen erreicht.
Zunächst ist der Brückentyp festzulegen, was i.W. Einfluss auf die Teilsicherheitsbeiwerte (γ-Werte) und Kombinationsbeiwerte (ψ-Werte) nach DIN Fachbericht 101, Anhang C und D,
bzw. Eurocode, die vom Programm automatisch gesetzt werden (Standardwerte).
Ein Klick auf den Button Tragfähigkeitsnachweise unter
der Überschrift Nachweisoptionen öffnet ein Fenster zur Einstellung der Abminderungsfaktoren der Zwangsschnitt-größen bei Tragfähigkeitsnachweisen im Bruchzustand.
Die Sicherheitsbeiwerte gemäß DIN Fachbericht 101/102 sind über den Brückentyp standard-mäßig voreingestellt.
Es ist jedoch möglich, über die Optionsknöpfe in den Auswahlbereichen Sicherheitsbeiwerte FB 101/102 bzw. Eurocode abweichende Werte einzustellen.
Bei Nachweisen nach Eurocode werden die Lastfaktoren (Teilsicherheits- und Kombinations-beiwerte) dem eingestellten nationalen Anwendungsdokument (NAD) entnommen.
NADs enthalten länderspezifische Einstellungen (Parameter) zu den Eurocode-Normen und können vom Anwender der pcae-Programme erzeugt und inhaltlich bearbeitet werden.
Das DTE®-System bietet in der Schreibtischschublade ein entsprechendes Werkzeug an.
Voreingestellt ist stets das NAD Deutschland, das von pcae mitgeliefert und gegen
Änderungen geschützt ist.
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