Detailinformationen
globale Parameter
Querschnitte ..........................
Nachweisparameter ...............
Eurocode - Nachweise ...........
DIN Fb - Nachweise ...............
Handbuch ................................
Stahlbau ................................
Holzbau .................................
Mauerwerksbau .....................
Programmübersicht ................
Kontakt ....................................
 
Infos auf dieser Seite ... als pdf 
Allgemeines ...........................
Assistent Laststruktur ............
 
globale Einstellungen ..............
Einwirkungen und Lastfälle ....
Koordinatensysteme ...............
Sicherheitsbeiwerte EC ...........
Einwirkungseigenschaften .....
freie Betonfestigkeitsklasse ....
Sicherheitsbeiwerte DIN Fb ....
Schnittgrößen ........................
freie Betonstahlgüte ................
 
Der Detailnachweis Spannbetonnachweise führt Nachweise typisierter Spannbetonquerschnitte nach
DIN EN 1992 (EC 2), DIN Fachbericht 101/102 oder DIN 4227 (z.B. für Nachrechnungen).
Um eine Berechnung durchzuführen, müssen Querschnittsgeometrie und äußere Schnittgrößen
vorgegeben werden.
Zur Auswahl stehen folgende typisierte Querschnitte
Rechteck
Plattenbalken
Doppel-T
Kreisring
Hohlkasten
Da die Bildung der Einwirkungskombinationen ein wesentlicher Bestandteil der neuen Normen ist, wird die
Überlagerung der charakteristischen Schnittgrößen automatisch vom Programm übernommen.
Zur Durchführung der Berechnung sollte in folgender Weise vorgegangen werden
globale Einstellungen
Eingabe der Querschnittsgeometrie und der Schlaff- und Spannstahleinlagen
... Einwirkungs- und Lastfallstruktur
... Schnittgrößen
... Nachweise
... Nachweisparameter
Durchführung der Berechnung
Ergebnisse drucken
Hilfestellungen
Beenden der Bearbeitung
Grundsätzlich ist die Eingabereihenfolge beliebig; vor der Eingabe der Schlaff- und Spannstahleinlagen muss jedoch das Materialeigenschaftsblatt ausgefüllt werden.
 
das Fenster mit den globalen Einstellungen wird durch Klicken des Global-Buttons erreicht
Folgende globale Parameter können festgelegt werden.
Über die Optionsschalter Straßenbrücke / Geh- und Radwegbrücke / Eisenbahnbrücke wird die Bauteilart festgelegt. Dies hat i.W. Einfluss auf die Teilsicherheitsbeiwerte (γ-Werte) und Kombinationsbeiwerte (ψ-Werte)
nach Eurocode bzw. DIN Fachbericht, die vom Programm automatisch gesetzt werden.
Über die Norm-Buttons können gewählt werden
DIN 4227
DIN Fachbericht 102
Eurocode 2 DIN EN 1992
Hierbei ist zu beachten, dass jede Norm eine eigene Einwirkungsstruktur bzgl. der Schnittgrößenvorgabe sowie eine eigene Nachweisstruktur besitzt. D.h. bei einem Normenwechsel müssen die Einwirkungen
mit den Schnittgrößen und die Nachweise neu eingerichtet bzw. aktualisiert werden.
Die kriecherzeugenden Lasten werden automatisch vom Programm entspr. DIN EN 1992, 5.10.6, bzw.
DIN Fachbericht 102, 4.2.3.5.5, ermittelt.
Es kann jedoch auch ein benutzerdefiniertes Lastkollektiv gebildet werden. Das entsprechende Eingabefenster wird durch Anklicken des Optionsbuttons geöffnet. Nach Umstellen des Typs auf benutzerdefiniert können einzelne Lastfälle durch Anklicken der Häkchensymbole aktiviert oder deaktiviert werden.
Gemäß DIN EN 1992, 5.10.6 (1), bzw. DIN Fachbericht 102, 4.2.3.5.5 (2)P, sind die Spannkraftverluste infolge Spannstahlrelaxation zu berücksichtigen.
Die Kennwerte zur Berechnung der Relaxation sind üblicherweise den Zulassungen zu entnehmen.
Die Sicherheitsbeiwerte gemäß Eurocode bzw. DIN Fachbericht 101/102 sind standardmäßig voreingestellt.
Es ist jedoch möglich, über die Optionsknöpfe im Auswahlbereich Sicherheitsbeiwerte abweichende Werte für die DIN Fachberichte und Eurocode einzustellen.
Bei Änderung der Standardsicherheitsbeiwerte entsprechen die Nachweise nicht mehr der
gewählten Norm!
Ein Klick auf den Schalter Spannungsberechungen öffnet ein Fenster zur Einstellung der Parameter, mit denen die Randspannungen nach Zustand I bzw. Zustand II berechnet werden sollen.
Für die Berechnung in Zustand I kann für
jede Lastfallart definiert werden mit welchen Querschnittswerten die Randspannungen berechnet werden sollen.
Zur Auswahl stehen jeweils Netto- oder Bruttoquerschnittswerte sowie die ideellen Querschnittswerte unter Berücksichtigung
der schlaffen Bewehrung (As), des Spann-
stahls (Ap) oder der schlaffen und der Spannstahlbewehrung (Ap+As).
Ferner kann über die Optionsknöpfe festge-
legt werden, ob die Anteile aus Normalkraft und Moment mit den vollen oder den mitwirkenden Querschnittsteilen berechnet werden.
Für Berechnungen in Zustand II - dies sind i.W. die Nachweise zur Begrenzung der Betondruck-, Betonstahl- und Spannstahl-
spannungen - kann das Materialgesetz für
den Beton gewählt werden.
Da die Norm hier keine eindeutigen Angaben macht, bestehen folgende Wahlmöglichkeiten
Parabel-Rechteckdiagramm entspr. DIN EN 1992, 3.1.7 Bild 3.3, bzw. DIN Fachbericht 102, 4.2.1.3, Abb. 4.2
Dieser Ansatz gilt für Bemessung und Bruchsicherheitsnachweise und liefert aufgrund des „weichen" Ansatzes
für Beton geringe Betonspannungen.
Spannungsdehnungslinie für Verformungsberechnungen entspr. DIN EN 1992, 3.1.5 Bild 3.2, bzw.
DIN Fachbericht 102 4.2.1.3, Abb. 4.1
Diese Linie ist zwar für Verformungsberechnungen vorgesehen, liefert aber aufgrund der realitätsnahen
Abbildung des Betonverhaltens realistische Werte für die Betonrandspannungen.
Dies ist die Standardeinstellung.
lineare Spannungsdehnungslinie mit berechnetem oder vorgebbaren Verhältnis der E-Moduln
Dieser Ansatz ist als „kann-Bestimmung" in der Norm vorgesehen, erzeugt jedoch insbesondere bei höheren Ausnutzungsgraden zu ungenaue Betonrandspannungen.
Die Einstellungsmöglichkeit wurde vorgesehen, da die Norm dies erlaubt und um Vergleichsrechnungen zu
anderen Programmen anzustellen, die mit dieser Methode arbeiten.
Ein Klick auf den Schalter Tragfähigkeitsnachweise öffnet ein Fenster zur Einstellung der Abminderungsfaktoren
der Zwangsschnittgrößen bei Tragfähigkeitsnachweisen (Bruchzustand).
 
Die Sicherheitsbeiwerte nach DIN EN 1990 und DIN EN 1992 können im Eigenschaftsblatt Globaleinstellungen
durch Anklicken der entsprechenden Option geändert werden.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Nachweise bei Änderung der Standardsicherheits-beiwerte nicht mehr den Normen entsprechen!
Das Anklicken des bearbeiten-Buttons öffnet das Fenster zur Auswahl des nationalen Anwendungsdokuments.
Hier können das zu verwendende Anwendungsdokument ausgewählt und die Bemessungsparameter eingesehen
und ggf. bearbeitet werden.
 
Die Sicherheitsbeiwerte nach DIN-Fachbericht 101/102 können im Eigenschaftsblatt globale Einstellungen durch Anklicken der entsprechenden Optionen geändert werden.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Nachweise bei Änderung der Standardsicherheits-beiwerte nicht mehr den Normen entsprechen!
Folgende Beiwerte können editiert werden.
Baustoffe
Durch Anklicken des betreffenden Options-knopfs wird ein Eigenschaftsblatt mit den aktuellen Sicherheitsbeiwerten zu den Baustoffen gemäß DIN Fachbericht 102, II-2.3.3.2, Tab. 2.3, geöffnet.
Durch Anklicken des markierten Knopfs
werden die Standardwerte nach
DIN Fachbericht 102 zurückgesetzt.
Einwirkungen
Durch Anklicken des betreffenden Options-knopfs wird ein Eigenschaftsblatt mit den aktuellen Sicherheitsbeiwerten zu den Baustoffen gemäß DIN Fachbericht 102, IV-C.2.3, Tab. C.1, geöffnet.
Über den Optionsknopf in der Zeile
Vorspannung
wird ein Fenster zur Eingabe
der Beiwerte rsup und rinf zur Berücksichtigung der Streuung der Vorspannkraft gemäß DIN Fachbericht 102, II-2.5.4.2, geöffnet.
Durch Anklicken des markierten Knopfs
werden die Standardwerte nach
DIN Fachbericht 102 zurückgesetzt.
Kombinationsbeiwerte
Durch Anklicken des betreffenden Optionsknopfs wird ein Eigenschaftsblatt mit den aktuellen Kombinations-
beiwerten geöffnet.
In Abhängigkeit der bei den Materialdaten gewählten Bauteilart (Straßen-, Geh-/Radweg- oder Eisenbahnbrücke)
wird das entsprechende Eigenschaftsblatt zu DIN Fachbericht 102, IV-C.2 oder D.2, geöffnet.
Durch Anklicken des markierten Knopfs werden die Standardwerte nach DIN Fachbericht 102 zurückgesetzt.
 
 
durch Anklicken des nebenstehend dargestellten Buttons wird das Fenster zur Definition von
Einwirkungen und Lastfällen aktiviert
Da im Brückenbau eine spezielle Einwirkungsstruktur mit brückenbauspezifischen Lastfällen und Überlagerungs-
regeln erzeugt werden muss, wird zur Erleichterung der Eingabe beim erstmaligen Aufruf der Einwirkungs-
verwaltung der Einwirkungsassistent gestartet.
Im Assistenten erscheint zunächst eine Listbox, in der die Brückenart gewählt wird.
Im zweiten Eigenschaftsblatt werden vom Anwender, abhängig von der Brückenart (Straßen-, Eisenbahn-
oder Fußgängerbrücke), die zu berücksichtigen Lastfallarten (z.B. Eigengewicht, Verkehr, Temperatur, Stützensenkung, ...)  angewählt.
Der Assistent erzeugt daraufhin automatisch die zugehörige Einwirkungsstruktur mit allen brückenbauspezifischen Überlagerungsregeln.
Im Brückenbau werden Lastfälle niemals direkt unter Einwirkungen angelegt.
Lastfälle sind immer in so genannten Gruppenordnern enthalten.
Anhand des Typs des Gruppenordners (z.B. G1, G2, Tandemlasten, ...) erkennt das Programm die Lastart und
erhält somit die nötigen Informationen zum Setzen der Überlagerungsregeln (additiv oder alternativ) sowie der Sicherheits- und Kombinationsbeiwerte.
Die vom Assistenten erzeugte Struktur kann nachträglich vom Anwender verändert werden; die Struktur des Einwirkungsbaums sollte dabei aber nicht verändert werden.
Bei der Lastbeschreibung ist Folgendes zu beachten
um für Verkehrslasten die ungünstigste Lastkombination zu ermitteln, muss die Brückenfläche schachbrettartig
in Felder unterteilt werden, die von den Lager- und Hauptträgerachsen (in Quer- und Längsrichtung) begrenzt
werden.
Hierzu müssen die Anzahlen der Lagerachsen, der Hauptträger und der Felder angegeben werden.
die Anzahl der Spuren legt fest, wie viel unterschiedliche Hauptspuranordnungen untersucht werden sollen.
anhand dieser Informationen kann der Assistent nach Anklicken des Fertig-Buttons die Einwirkungsstruktur erzeugen.
wird die Einwirkungsverwaltung anschließend mit dem grünen Haken verlassen, wird die gewählte Einwirkungsstruktur gespeichert.
ein nochmaliges Starten der Einwirkungsverwaltung öffnet direkt die Einwirkungsstruktur, die nun nachträglich verändert werden kann; der Assistent startet nicht mehr.
soll der Assistent trotzdem erneut gestartet werden, muss zuvor der gesamte Einwirkungsbaum gelöscht werden. Hiervon ist jedoch abzuraten, da dadurch alle Lastfalldaten verloren gehen.
 
 
durch Anklicken des nebenstehend dargestellten Buttons wird das Fenster zur Definition von
Einwirkungen und Lastfällen aktiviert.
Hierin werden Einwirkungen und Lastfälle erzeugt und hinsichtlich ihrer Eigenschaften festgelegt.
Die Eigenschaften haben Einfluss auf die Bildung der den Nachweisen zugeordneten Extremalbildungsvorschriften und Lastkollektive.
Im Brückenbau ist die Struktur der Einwirkungen von vornherein festgelegt.
Üblicherweise wird die Einwirkungs- und Lastfallstruktur beim erstmaligen Klick auf den Einwirkungsbutton
vom Assistenten zur Laststrukturierung erzeugt.
Es können aber auch nachträglich Änderungen (Löschen, Hinzufügen von Einwirkungen und Lastfällen) vorgenommen werden. Die brückenbauspezifische Einwirkungsstruktur darf dabei aber nicht verändert
werden.
 
Unter den Einwirkungen werden sogenannte Gruppenordner eingefügt.
Die G. legen den Lastfalltyp und damit auch die Überlagerungsregeln (additiv oder alternativ) sowie die Kombinations- und Sicherheitsbeiwerte der Elemente fest, die sie beinhalten.
Im Kopf des Eigenschaftsblatts sind die Buttons dargestellt (s.u.), die die erforderlichen Aktionen einleiten.
 
Belastungsschemata speichern
mittels des Kopier-Buttons können Belastungsschemata schreibtischglobal gespeichert und später in einem anderen Bauteil wieder geladen werden.
Wurde also eine Struktur von Einwirkungen und Lastfällen erzeugt, die auch bei anderen Bauteilen sinnvoll
zum Einsatz kommen könnte, bietet es sich an, diese Struktur unter einem bestimmten Namen zu speichern.
Bei einem später zu bearbeitenden Bauteil kann dann das komplette Belastungsschema geladen werden.
Im fortgeschrittenen Bearbeitungszustand, bei dem bereits Lastbilder erzeugt und den definierten
Lastfällen über die Lastfallfolienauswahl zugeordnet sind, sollte auf das Laden eines kompletten Belastungsschemas verzichtet werden, da ansonsten die Lastbildzuordnung durcheinander gerät.
 
Einwirkung erzeugen
über den erzeuge-Einwirkung-Buttons wird eine neue Einwirkung erzeugt, in die Liste der bestehenden Einwirkungen im Objektbaum aufgenommen und ausgewählt, sodass ihre Eigenschaften festgelegt
werden können
 
Lastfallgruppe erzeugen
der erzeuge-Gruppenordner-Button erzeugt eine Lastfallgruppe, die einzelne Lastfälle oder weitere Gruppenordner enthalten kann.
Grundsätzlich sind alle Gruppenordner vom Typ brückenbauspezifisch.
Die Listbox Typ legt den Typ der Elemente fest, die im gewählten Gruppenordner enthalten sind.
 
Anhand dieses Typs bildet das Programm automatisch die entsprechende brückenbauspezifische Überlagerungsvorschrift.
Über die entsprechenden Listboxen kann eine Gruppe in eine andere Gruppe oder Einwirkung
verschoben werden.
 
Lastfall erzeugen
mit dem erzeuge-Lastfall-Button wird ein neuer Lastfall erzeugt, in die Liste der bestehenden Lastfälle im Objektbaum aufgenommen und ausgewählt, sodass seine Eigenschaften festgelegt werden können.
Der Lastfall wird automatisch der aktuell ausgewählten Einwirkung zugeordnet.
Diese Zuordnung lässt sich über die Lastfalleigenschaften im Nachhinein ändern.
 
Objekt löschen
mit dem lösche-Objekt-Button kann ein ausgewähltes (grün hinterlegtes) Objekt im Objektbaum
gelöscht werden
 
Übersicht Lastfälle - Einwirkungszuordnung
der nebenstehend gezeigte Button liefert eine Gesamtübersicht über die bisherigen Festlegungen
 
Einwirkungen / Lastfälle neu nummerieren
über den Nummerierungs-Button können die definierten Einwirkungen und Lastfälle neu (geschlossen) durchnummeriert werden.
Dies bietet sich insbesondere an, wenn zwischenzeitlich erzeugte Objekte im Explorerfenster im Nachhinein wieder gelöscht wurden.
 
 
Datenzustandsüberprüfung
die Datenzustandsüberprüfung untersucht die aktuellen Definitionen auf Plausibilität hin und sollte vor
Verlassen des Eigenschaftsblatts ausgeführt werden.
Etwaige Warnungen können dabei helfen, Missverständnisse im Datenzustand auszuräumen.
 
sonstige Buttons
das Anklicken des abbrechen-Buttons schließt das Eigenschaftsblatt, wobei sämtliche Änderungen
verworfen werden
das Anklicken des Hilfe-Buttons ruft die Onlinehilfe auf
das Anklicken des bestätigen-Buttons schließt Eigenschaftsblatt und sämtliche Festlegungen werden
in den Datenbereich des grafischen Eingabemoduls übernommen
Nachdem Einwirkungen und Lastfälle definiert wurden, kann im grafischen Eingabemodul auf die zugehörigen Lastfallfolien geschaltet werden, um die den Lastfällen zugeordneten Lastbilder zu erzeugen.
Weitere Informationen s. Einwirkungseigenschaften
Ausführliche Erläuterungen zu den Verwaltungen der Einwirkungen und Nachweise sind zudem im Handbuch das pcae-Nachweiskonzept enthalten.
Das H. kann als pdf-Dokument von unserer Website www.pcae.de heruntergeladen werden.
 
 
Ist auf der linken Seite des Eigenschaftsblatts zur Verwaltung von Einwirkungen und Lastfällen eine Einwirkung markiert, erscheint auf der rechten Seite ein Rahmen, der die Eigenschaften der Einwirkung wiedergibt und zur Bearbeitung anbietet.
Neben der Einwirkungsnummer und der Bezeichnung werden hier Angaben zur Festlegung von Teilsicherheits-
beiwerten (oberer Bereich) und Kombinationsbeiwerten (unterer Bereich) festgelegt.
 
das Fenster zur Eingabe der Schnittgrößen wird durch Anklicken des dargestellten Buttons geöffnet
Bild vergrößern
In Abhängigkeit der eingestellten Nachweisnorm erscheint das Eigenschaftsblatt zur Eingabe der Schnittgrößen
gemäß Eurocode, DIN-Fachbericht 101 oder DIN 4227.
In die Tabelle sind alle Schnittgrößen lastfallweise für Normalkraft, Biegemomente, Querkräfte und
Torsionsmoment einzugeben.
Das Programm erzeugt aus diesen Vorgaben automatisch die Überlagerungen der Schnittgrößen zur
Durchführung der einzelnen Nachweise.
Lastfall Vorspannung
Der statisch bestimmte Anteil der Vorspannung wird intern vom Programm aus der Querschnittsgeometrie sowie
den in der Geometrieeingabe eingesetzten Spannstahllagen berechnet.
In der Schnittgrößeneingabe wird daher nur der statisch unbestimmte Anteil (Zwang) eingegeben!
Sollte das Tragwerk statisch bestimmt gelagert sein, sind die Schnittgrößen für den statisch unbestimmten Anteil
zu Null zu setzen.
schiefe Hauptachsen
Bei Querschnitten mit schiefen Hauptachsen ist zu beachten, dass die Schnittgrößen wahlweise in Bezug auf die
y-z-Achse oder auf die Hauptachsen η / ζ eingegeben werden können.
Das Umschalten zwischen den beiden Koordinatensystemen erfolgt über die Optionsknöpfe im unteren Bereich
des Eigenschaftsblatts.
 
Alle Ein- und Ausgaben beziehen sich auf das rechtshändige xyz-Koordinatensystem.
Der Querschnitt liegt in der y-z-Ebene, die gedachte Stabachse verläuft in der x-Achse.
Die Orientierung der Schnittgrossen ist wie folgt
N (Normalkraft) in x-Richtung
My (Biegemoment) dreht um die y-Achse
Mz (Biegemoment) dreht um die z-Achse
Vy / Qy (Querkraft) in y-Richtung
Vz / Qz (Querkraft) in z-Richtung
T (Torsionsmoment) dreht um die x-Achse
 
die Eingabe eines frei definierten Betons erfolgt im Eigenschaftsblatt Nachweisoptionen
Wird in der Auswahlbox Festigkeitsklasse der Eintrag frei gewählt, erscheint in der Auswahlbox ein Optionsknopf über den das Eigen-schaftsblatt zur Eingabe der erforderlichen Materialparameter geöffnet wird.
Die Spannungsdehnungsbeziehung für den Beton wird als Parabel-Rechteckdiagramm idealisiert.
In den Eingabefeldern können die zugehörigen Parameter fck, α, εc2, εc2u und nc eingegeben werden.
Der E-Modul Ecm wird entsprechend der eingestellten Norm berechnet.
Alternativ kann der E-Modul Ecm direkt vorgegeben werden.
Die weitere Berechnung erfolgt dann entsprechend den Vorgaben der eingestellten Norm.
 
die Eingabe eines frei definierten Betonstahls erfolgt im Eigenschaftsblatt Nachweisoptionen
Wird in der Auswahlbox Betonstahl der Eintrag frei gewählt,
erscheint in der Auswahlbox ein Optionsknopf über den ein Eigenschaftsblatt zur Eingabe der erforderlichen Materialparameter geöffnet wird.
Die Spannungsdehnungsbeziehung für den Betonstahl wird als bilinearer Verlauf, der nach Erreichen der
Streckgrenze konstant bzw. linear veränderlich ist.
In die Eingabefelder können die zugehörigen Parameter fyk, ftk, εsu und Es eingetragen werden.
zur Hauptseite 4H-BETON, Spannbetonnachweise