Seite bearbeitet Oktober 2023
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Hauptfenster ..........................
Pfahlgeometrie .......................
negative Mantelreibung ...........
Steuerbuttonzeile ...................
Belastung ..............................
Kontrolle der Bettung ..............
Ergebnisfenster ......................
Nachweisoptionen ..................
innere Tragfähigkeit ................
allg. Einstellungen ..................
Bodenparameter ....................
äußere Tragfähigkeit ...............
Sicherheitsbeiwerte ................
Berechnung durchführen .........
Torsion ..................................
weitere Grundbauprogramme
Erddruckermittlung .................
Kellerwand .............................
Fundamente ...........................
Böschungsbruch ....................
Spundwand/Trägerbohlwand ..
Winkelstützwand ....................
Das Hauptfenster ist in die Steuerbuttonzeile, die Statuszeile sowie in zwei Unterfenster eingeteilt.
Die Steuerbuttonzeile enthält interaktive Steuerelemente mit deren Hilfe die Aktionen des Programms eingeleitet
bzw. gesteuert werden.
Im Systemfenster wird eine maßstäbliche Darstellung des definierten Pfahls und der Bodenschichten angezeigt.
Der Trennbalken ermöglicht das Vergrößern bzw. Verkleinern eines Unterfensters zu Lasten des anderen.
Hierzu muss der Trennbalken mit der Maus angefahren werden bis der Mauscursor sein Layout ändert.
Bei gedrückt gehaltener linker Maustaste kann nun der vertikale Trennbalken horizontal verschoben werden.
Im Ergebnisfenster werden die Ergebnisse des Rechenlaufs dargestellt, wenn zum aktuellen Datenzustand ein gültiges Berechnungsergebnis vorliegt.
Die Statuszeile zeigt nähere Informationen zum dargestellten Ergebnis.
Über die Steuerbuttons in der Kopfleiste der Eingabeoberfläche werden alle Eingabe-, Berechnungs- und Ausgabefunktionen angesteuert.
Steuerbuttonleiste.png
Button_Param.gif
über dieses Symbol wird das Eigenschaftsblatt mit den allgemeinen Berechnungsoptionen erreicht.
Dort werden Einstellungen zu Pfahltyp, Bemessungsnormen und zum Ausgabeumfang vorgenommen.
button_boden.png
über dieses Symbol erscheint das Eigenschaftsblatt mit den Bodenparametern.
Dort sind Angaben zu Grundwasserstand, Bodenschichten, Bettung und Erdwiderstand vorzunehmen.
button_geometrie.png
über dieses Symbol erscheint das Eigenschaftsblatt zur Beschreibung der Pfahlgeometrie bzw.
Lage des Pfahls im Boden
Button_Einwirkung.gif
ein Mausklick auf das Symbol Einwirkungen bearbeiten ruft ein Eigenschaftsblatt hervor, in dem die Struktur von Einwirkungen und Lastfällen definiert und bearbeitet werden kann
butten_belastung.png
für die angelegten Lastfälle können hier die zugehörigen Belastungen eingegeben werden
../images/oberflaeche/button_nachweisoptionen.png
über dieses Symbol erreicht man das Eigenschaftsblatt zur Verwaltung der Nachweisoptionen
Button_sichern.gif
ein Mausklick auf das Diskettensymbol sorgt dafür, dass der aktuelle Datenzustand in der zum Bauteil gehörenden Eingabedatei gespeichert wird.
Solange der Datenzustand nach der letzten Sicherung nicht verändert wurde, ist das Symbol inaktiv.
Button_Calc.gif
durch einen Klick auf den Abakusbutton wird die Berechnung gestartet
butten_erglist.png
diese Listbox ist aktiv, wenn zum aktuellen Datenzustand ein gültiges Berechnungsergebnis vorliegt; hier kann das Ergebnis ausgewählt werden, das im Ergebnisfenster dargestellt
werden soll
button_view.png
über das Viewer-Symbol können die Drucklisten zum aktuellen Berechnungsergebnis am Bildschirm eingesehen werden. Liegt kein gültiges Berechnungsergebnis vor, ist das Symbol inaktiv.
Button_Drucken.gif
über das Drucker-Symbol wird der Druckmanager zur Ausgabe des Druckdokumentes auf dem Drucker aufgerufen. Liegt kein gültiges Berechnungsergebnis vor, ist das Symbol inaktiv.
Button_Hilfe.gif
ein Mausklick auf das Hilfe-Symbol ruft das Onlinehilfedokument auf
Button_Ende.gif
ein Mausklick auf das Ende-Symbol beendet die Eingabesitzung nach absichernder Nachfrage
Im Ergebnisfenster werden die Ergebnisse des zuletzt durchgeführten Rechenlaufs dargestellt.
ergebnis.png
Je nachdem, welche Nachweise geführt wurden, kann die Auswahlliste diefolgenden Elemente enthalten.
erglistbox.png
mit der Auswahlliste in der Steuerbuttonzeile wird festgelegt, ob die Ergebnisse eines Lastkollektivs oder die extremalen Ergebnisse eines Nachweises angezeigt werden


erglistbox_bemlk1.png
Ergebnisse eines Lastkollektivs der Stahlbetonbemessung (Liniengrafiken)


erglistbox_bem_extr.png
extremale Ergebnisse aller Lastkollektive der Stahlbetonbemessung (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_riss_lk1.png
Ergebnisse eines Lastkollektivs des Rissnachweises (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_riss_extr.png
extremale Ergebnisse aller Lastkollektive des Rissnachweises (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_spann_lk1.png
Ergebnisse eines Lastkollektivs des Spannungsnachweises (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_spann_extr.png
extremale Ergebnisse aller Lastkollektive des Spannungsnachweises (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_spann_extr.png
extremale Bewehrung aus allen Nachweisen zur Stahlbetonbemessung (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_tragflk1.png
Ergebnisse eines Lastkollektivs des Nachweises der Stahltragfähigkeit (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_tragf_extr.png
extremale Ergebnisse aller Lastkollektive des Nachweises der Stahltragfähigkeit
(Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_gz1b_lk1.png
Ergebnisse eines Lastkollektivs zur Berechnung im Grenzzustand des Versagens von Bauteilen und Baugrund* (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_gz1b_extr.png
extremale Ergebnisse aller Lastkollektive zur Berechnung im Grenzzustand des Versagens von Bauteilen und Baugrund* (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_gz2_lk1.png
Ergebnisse eines Lastkollektivs zur Berechnung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit** (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_gz2_extr.png
extremale Ergebnisse aller Lastkollektive zur Berechnung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit** (Liniengrafiken)


../images/oberflaeche/erglistbox_axial_GZ1B.png
Ergebnisse aller Lastkollektive zum Nachweis der axialen Tragfähigkeit im Grenzzustand
des Versagens von Bauteilen und Baugrund* (Tabelle)


../images/oberflaeche/erglistbox_axial_GZ2.png
Ergebnisse aller Lastkollektive zum Nachweis der axialen Tragfähigkeit im Grenzzustand
der Gebrauchstauglichkeit** (Tabelle)
*) in DIN 1054:2005 mit GZ 1B und in DIN 1054:2010 mit GEO-2 bezeichnet
**) in DIN 1054:2005 mit GZ 2 und in DIN 1054:2010 mit SLS bezeichnet
Alle Ergebnisse (Ausnahme "Bewehrung", als Zusammenfassung aller Stahlbetonnachweise), die als
Liniengrafiken dargestellt werden, enthalten die folgenden Größen.
u Verformung senkrecht zur Pfahlachse in mm
M, N, V Moment, Normalkraft und Querkraft in kNm bzw. kN
σb Bettungsspannung in kN/m2
ks,cal rechnerische effektive Bettung in kN/m3
Stahlbetonbemessung
Zusätzlich dargestellte Größen für den Nachweis Stahlbetonbemessung
As0l Grundbewehrung in cm2
ΔAsl notwendige Erhöhung der Längsbewehrung in cm2
Asl Längsbewehrung inkl. Erhöhung in cm2
μs Längsbewehrungsgrad inf. Asl in %
Asbl Anteil der Längsbewehrung aus Biegebemessung in cm2
asw Querkraftbewehrung in cm2/m
VEd Bemessungswert der Querkraft in kN
VRdct Bemessungswert der Querkrafttragfähigkeit ohne Querkraftbewehrung in kN
VRdmax Bemessungswert der maximalen Querkrafttragfähigkeit in kN
AB Ausnutzungsbereich der Querkraft
θ Druckstrebenwinkel in Grad [°]
Rissnachweis
Zusätzlich dargestellte Größen für den Nachweis Rissnachweis
As0l Grundbewehrung in cm2
ΔAsl notwendige Erhöhung der Längsbewehrung in cm2
Asl Längsbewehrung inkl.e Erhöhung in cm2
μs Längsbewehrungsgrad inf. Asl in %
Asl,Min Mindestbewehrung in cm2
zul dsR zulässiger Grenzdurchmesser in mm
Spannungsnachweis
Zusätzlich dargestellte Größen für den Nachweis Spannungsnachweis
As0l Grundbewehrung in cm2
ΔAsl notwendige Erhöhung der Längsbewehrung in cm2
Asl Längsbewehrung inkl. Erhöhung in cm2
μs Längsbewehrungsgrad inf. Asl in %
extr σs extremale Stahlspannung in MN/m2
σc minimale Betonspannung in MN/m2
Stahltragfähigkeit
Zusätzlich dargestellte Größen für den Nachweis Stahltragfähigkeit
τ maximale Schubspannung
σV maximale Vergleichsspannung
σel maximale Normalspannung, elastisch
Uσ,el Spannungsausnutzung elastisch
Uσ,pl Spannungsausnutzung plastisch
c/t 0-0 vorh (c/t), beidseitig gelenkig
c/t --0 vorh (c/t), einseitig gelenkig
U Ausnutzung (Maximum aus Uσ und vorh (c/t))
../images/oberflaeche/Button_Param.gif
Durch Anklicken des dargestellten Symbols, das sich ganz links in der Kopfzeile befindet, wird das Eigenschaftsblatt Allgemeine Einstellungen aufgerufen.
 
In vier Registerblättern werden hier Einstellungen zu Pfahltyp, Bemessungsnormen, Systemdarstellung und
zur Ausgabe vorgenommen.
Pfahltyp
Im ersten Registerblatt sind oben Pfahltyp und Herstellungsart anzugeben.
Während Bohr- und Mikropfahl nur als senkrecht stehend angenommen werden, kann der Rammpfahl auch
geneigt sein.
Zusätzlich können für den Rammpfahl als Herstellungsvarianten Ortbeton, Betonfertigteil oder Stahlprofil unterschieden werden.
../images/oberflaeche/allgemein_typ.png
Im unteren Teil des Registerblatts ist die Art der Belastung anzugeben.
Die Belastung kann entweder rein axial sein (nur Kopflasten in Form von Normalkraft) oder auch quer zur Achse
wirken (zusätzlich mit Querkraft und Moment am Pfahlkopf).
Bei Belastung quer zur Achse kann zwischen ebener und räumlicher Betrachtung unterschieden werden.
Bei geneigten Rammpfählen ist nur eine axiale Belastung zulässig.
In diesem Fall oder wenn vom Anwender die Pfahlbelastung als nur axial vorgegeben ist, wird vom
Programm keine Stahlbetonbemessung durchgeführt.
Bemessung
Im zweiten Registerblatt des Eigenschaftsblatts Allgemeine Einstellungen kann festgelegt werden, ob innere und/oder äußere Tragfähigkeit nachgewiesen werden sollen.
Bei Pfählen aus Stahlbeton kann für die innere Tragfähigkeit bzw. die Bemessung zwischen
DIN EN 1992-1-1 (EC 2) und DIN 1045-1 gewählt werden.
Bei Bemessung nach Eurocode kann über den Flaggen-Button das Eigenschaftsblatt zur Festlegung der national anzupassenden Parameter (NDP's) erreicht werden.
Bei Verwendung von Stahlprofilen kann der Nachweis der inneren Tragfähigkeit entweder nach DIN EN 1993 (EC 3)
oder DIN 18800 geführt werden.
Bei Bemessung nach Eurocode kann über den Flaggen-Button das Eigenschaftsblatt zur Festlegung der national anzupassenden Parameter (NDP's) aufgerufen werden.
Die äußere Tragfähigkeit bzw. Standsicherheit kann entweder noch nach (ganz) alter DIN 1054:1976,
alter DIN 1054:2005 oder DIN EN 1997-1:2009 (EC 7) nachgewiesen werden.
Der Nachweis nach Eurocode stützt sich dabei i.W. auf die DIN 1054:2010 mit den für Deutschland gültigen Ergänzungsregeln.
Über den Button Sicherheitsbeiwerte editieren können die Teilsicherheitsbeiwerte der gewählten Norm
verändert werden.
Systemdarstellung
Das dritte Registerblatt beinhaltet die Steuerungsmöglichkeiten für die Systemdarstellung.
Der relevante Darstellungsbereich kann vom Programm automatisch ermittelt oder vom Anwender durch
minimale und maximale Werte für y und z vorgegeben werden.
Für die Schichtdarstellung kann zwischen automatisch und vorgeben gewählt werden.
Bei der automatischen Schichtdarstellung werden die Farbe für Bildschirmdarstellung und Ausdruck sowie das Füllmuster des Ausdrucks in Abhängigkeit der Scherparameter gewählt; bei bindigen Böden entspr. der Kohäsion
und bei nichtbindigen entspr. dem Winkel der inneren Reibung.
Bei direkter Vorgabe von Farbe und Füllmuster ist die Farbe über das RGB-Model zu definieren. Der Farbindex setzt sich aus drei Werten zwischen 0 und 255 für Rot, Grün und Blau zusammen.
Durch Anklicken des Buttons Übersicht erhält man eine Zusammenstellung der verfügbaren Konturen
für den Ausdruck.
Ausgabe
Im vierten Registerblatt können Teile der Ausgabe abgewählt werden, um ggf. ein kompakteres Druckdokument
zu erhalten.
So kann z.B. bei mehreren Ausdrucken für dasselbe Projekt auf die Wiederholung von Kommentaren bzw. das Literaturverzeichnis verzichtet werden.
Für die Systemgrafik können entweder der Maßstab oder die Abmessungen vorgegeben werden.
Wenn die benötigten Abmessungen zu groß werden, wird dies nach der Berechnung (bzw. bei Aufbau des Druckdokuments) durch eine Fehlermeldung angezeigt.
Das Abschalten der Füllmuster ist vor allem dann angezeigt, wenn der Ausdruck als Fax verschickt werden soll,
da bei dieser Übertragung meist nicht die erforderliche Auflösung erreicht wird, um die Muster sauber darzustellen.
Die Ausgabe eines Detailnachweispunkts ist standardmäßig nicht aktiviert, weil die Aktivierung normalerweise nicht für die Erstellung eines Statikdokuments erforderlich ist.
Um jedoch das Zustandekommen eines punktuellen Bemessungsergebnisses nachvollziehen zu können oder
wenn ein Bemessungsfehler vorliegt, ist die Einrichtung eine Detailnachweispunkts hilfreich.
Für die gewählte Stelle wird dann ein Protokoll der Schnittgrößenkombinationen aller geführten Nachweise
inklusive der Bemessungsergebnisse erstellt.
In diesem Eigenschaftsblatt können die durch die aktuelle Norm vorgegebenen Standardwerte der Sicherheiten für Einwirkung und Widerstand geändert werden.
Werte, die nicht dem Standard der aktuellen Norm entsprechen, werden rot dargestellt.
Hier sind alle Sicherheitsbeiwerte der Norm aufgeführt. Bei der Berechnung wird aber nur auf die Werte zurückgegriffen, die den berücksichtigten Grenzzuständen bzw. den vorhandenen Einwirkungs- und Widerstandskategorien entsprechen.
Daher muss nicht jede hier vorgenommen Änderung zu anderen Berechnungsergebnissen führen.
durch Anklicken des dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt für die Pfahlgeometrie aktiviert.
Je nachdem, ob es sich um einen Bohrpfahl oder Rammpfahl handelt, weichen einige Eingabeparameter ab.
Schaftparameter
Im ersten Register Schaft sind für alle Pfahltypen Durchmesser, z-Koordinaten für Kopf und Fuß, die Länge
und das Eigengewicht anzugeben.
Hierbei beeinflussen sich die Parameter für die Fußkoordinaten und die Länge gegenseitig.
Soll die Pfahllänge bemessen werden, ist die Option automatisch anpassen zu aktivieren.
In diesem Fall wird die vorgegebene Pfahllänge automatisch angepasst, wenn die axiale Tragfähigkeit nicht ausreichend ist.
../images/oberflaeche/geometrie_bohrpfahl.png
Für den Bohrpfahl können zusätzlich Angaben über eine eventuelle Schutzhülse oder eine Ausbildung
des Pfahlfußes gemacht werden.
Für den Bereich einer Schutzhülse sind seine obere und untere z-Koordinate anzugeben.
Die Wirksamkeit einer möglichen negativen Mantelreibung im Bereich der Schutzhülse wird mit dem
Reduktionsfaktor fn,red gesteuert.
Beim Lastabtrag über Mantelreibung wird der Bereich der Schutzhülse als unwirksam betrachtet.
Da die negative Mantelreibung jedoch eine Belastung darstellt, sollte diese mit einem auf der sicheren Seite liegenden Anteil auch im Bereich der Schutzhülse berücksichtigt werden.
Über eine Erweiterung des Pfahlfußes kann der Lastabtrag über den Pfahlspitzenwiderstand gesteigert werden.
Hierzu sind die Abmessungen der Erweiterung anzugeben.
../images/oberflaeche/geometrie_rammpfahl_geneig.png
Beim Rammpfahlquerschnitt kann zwischen Kreis und Quadrat unterschieden werden.
Im Fall eines geneigten Rammpfahls sind hier neben den vertikalen z-Koordinaten die horizontalen Positionen von Pfahlfuß und -kopf durch x-Koordinaten zu bestimmen.
Zur Information wird die sich hieraus ergebende Neigung angezeigt.
Schaftparameter - Stahlpfahl
Für einen Stahlpfahl sind neben Länge bzw. Fuß- und Kopfkoordinaten Querschnitt, Orientierung des
Querschnitts und die Stahlgüte festzulegen.
Als Stützenquerschnitt werden in einer Symbolliste vier Varianten
angeboten.
als oberste Möglichkeit kann ein normiertes Profil aus dem DTE®-Profilmanager gewählt werden, der über den Button Profil wählen gestartet wird.
Zulässig sind dabei alle Doppel-T-Querschnitt, sowie Rechteck- und Rohrprofile.
die zweite bis vierte Variante bilden typisierte Doppel-T, Rechteck- oder Rohrprofile, für die unter dem Button Profil bearbeiten Höhe, Breite und Blechdicken festzulegen sind
Mit der Orientierung wird die Lage des Querschnitts im Koordinatensystem festgelegt.
Ist die Option nicht gedreht aktiv, liegt der Steg eines Doppel-T-Profils parallel zur x-Achse.
Zur Eingabe der Stahlsorte stehen hier die Stähle der Tab. 1, Anpassungsrichtlinie Stahlbau, Ausg. Dez. 2001, zur Verfügung. Dies sind
Baustähle n. DIN EN 10025 (03.94)
 
S235 (St37)
S275 (St44)
S355 (St52)
Feinkornbaustähle n. DIN EN 10113 (04.93)
 
S275 N/NL
S275 M/ML
S355 N/NL
S355 M/ML
S460 N/NL
S460 M/ML
Bei Berechnung n. DIN 18800 werden die Rechenwerte der Festigkeit aus Tab. 1 der DIN 18800-1:2008
verwendet, bei Berechnung n. EC 3 die Werte aus Tab. 3.1. von DIN EN 1993-1-1:2010.
Kopfeinspannung
Im zweiten Register des Eigenschaftsblatts Pfahlgeometrie kann eine Einspannung des Pfahlkopfes
definiert werden.
Hier können Auflagerbedingungen für Querkraft und Moment festgelegt werden.
Die Lagerbedingungen können entweder frei, fest oder elastisch angesetzt werden.
Bei elastischer Lagerung ist eine Federkonstante anzugeben.
Bei fester Lagerung haben die zugehörigen Schnittgrößen keine Bedeutung mehr für die Berechnung.
Bei der Eingabe im Eigenschaftsblatt für die Belastung sind die Zahlen in den entsprechenden Eingabefeldern daher blasser dargestellt.
Zur Beschreibung eines typisierten Stahlquerschnitts sind die Abmessungen für Höhe, Breite und Blechdicken über die Vermaßungen einer Prinzipskizze einzugeben.
durch Anklicken des dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt für die Belastung aktiviert.
Pfahlkopflasten
Im Normalfall der ebenen Betrachtung mit Querlasten (s. Arten der Pfahlbelastung) enthält das erste
Registerblatt eine Tabelle mit Normalkraft, Querkraft und Moment für alle in der Verwaltung der Einwirkungen angelegten Lastfälle.
Soll nur eine rein axiale Belastung betrachtet werden, ist diese Tabelle auf die Spalte für die Normalkraft reduziert.
Im Fall der räumlichen Betrachtung werden Querkraft und Moment in x- und y-Richtung unterschieden und
ggf. auch Torsion berücksichtigt.
Zusätzlich kann eine Exzentrizität bei der Lasteinleitung berücksichtigt werden, die entsprechend der zulässigen Herstellungsabweichung gewählt oder direkt vorgegeben werden kann.
Die zulässige Herstellungsabweichung ergibt sich aus den Ausführungsnormen der einzelnen Pfahlarten. Im Programm werden diese wie folgt berücksichtigt.
negative Mantelreibung
Im zweiten Register des Eigenschaftsblatts Belastung kann entschieden werden, ob eine mögliche negative Mantelreibung berücksichtigt werden soll.
Negative Mantelreibung kann entstehen, wenn bei bindigem Boden eine zusätzliche Auffüllung oder eine Grundwasserabsenkung, für die der Boden nicht konsolidiert ist, vorliegt (Einstellungen hierzu im
Eigenschaftsblatt Boden).
durch Anklicken des dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt Nachweisoptionen aktiviert.
Hier können sowohl allgemeine Angaben zur Bemessung als auch nachweisspezifische Parameter
gesteuert werden.
Stahlbeton - allgemein
Ist der gewählte Pfahltyp ein Betonpfahl, können im ersten Registerblatt der Nachweisoptionen eine Grundbewehrung, der Stahlrandabstand und der maximal zulässige Bewehrungsgrad der Längsbewehrung angegeben werden.
Darunter kann festgelegt werden, ob der für Schnittgrößenermittlung gültige E-Modul aus den Einstellungen für die Nachweise (s.u.) übernommen wird oder ein davon unabhängiger Wert vorgegeben wird.
Im unteren Bereich des Eigenschaftsblatts kann der Nachweis der inneren Tragfähigkeit durch eine
Knickuntersuchung nach Th. II. Ord. im Zustand 2 ergänzt werden.
Die Knickuntersuchung wird dann zusätzlich zur Biegebemessung nach Th. I. Ord. geführt.
Für den Fall, dass die vorgegebene Grundbewehrung oder die aus der Biegebemessung ermittelte Bewehrung
nicht ausreicht, um den Knicknachweis zu erfüllen, wird die Bewehrung in einem iterativen Prozess gesteigert
und die Berechnung wiederholt.
Hierzu sind eine maximale Iterationstiefe und die maximale Erhöhung der Bewehrung je Rechenschritt anzugeben.
Wenn bei der Knickuntersuchung Imperfektionen berücksichtigt werden sollen, sind wahlweise ein
Ersatzlängenbeiwert oder eine Kopfauslenkung anzugeben.
Bei Vorgabe eines Ersatzlängenbeiwerts wird die anzusetzende Kopfauslenkung entspr. der gewählten Berechnungsnorm automatisch ermittelt.
Die Imperfektion wird vom Programm als Schiefstellung in der maßgebenden Belastungsrichtung angesetzt.
Stahlbeton - Nachweise
Das zweite Register der Nachweisoptionen beinhaltet alle nachweisspezifischen Parameter für die
Stahlbetonbemessung.
Neben den Tragfähigkeitsnachweisen Biege- und Schubbemessung können zum Nachweis der Gebrauchsfähigkeit
der Riss- und der Spannungsnachweis geführt werden.
Mit Ausnahme der Biegebemessung können alle anderen Nachweise durch den zugeordneten Häckchenschalter
an- oder abgewählt werden.
Stahl - Nachweise
Ist als Pfahltyp ein Rammpfahl aus Stahl gewählt, steht das erste Registerblatt zur Festlegung der Parameter
für den Nachweis der Stahltragfähigkeit zur Verfügung.
Der Querschnittsnachweis kann je nach zugrunde liegender Norm nach dem Nachweisverfahren Elastisch-
Elastisch
(DIN 18800, El. 747, bzw. DIN EN 1993-1-1, Abs. 6.2.1(5)), oder nach dem Nachweisverfahren
Elastisch-Plastisch
(E-P) geführt werden (DIN 18800, El. 757, bzw. DIN EN 1993-1-1, Abs. 6.2.1(6)).
äußere Standsicherheit - Nachweis
Der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit für die äußere Standsicherheit wird entweder direkt oder indirekt
über die Einhaltung von zulässigen Verformungen geführt.
Für den Fall, dass bei einem Bohrpfahl auch eine Torsionsbeanspruchung nachzuweisen ist, kann hier
zusätzlich eine zulässige Verdrehung vorgegeben werden.
äußere Standsicherheit - Bemessungssituationen
Nach DIN 1054:2010 werden die Bemessungssituationen wie folgt klassifiziert.
BS-P für ständige und vorübergehende Situationen
BS-T für vorübergehende Situationen im Bauzustand
BS-A für außergewöhnliche Situationen
BS-E für Erdbeben
Hinweis zu den "alten" DIN 1054's: Die Bezeichnungen BS-P und BS-A sind identisch mit LF1 und LF 2.
LF 3 umfasst sowohl außergewöhnliche als auch Erdbebensituationen, also BS-A und BS-E.
BS-P, BS-A und BS-E entsprechen den auch aus anderen Bemessungsnormen bekannten Bemessungssituationen.
BS-T stellt dagegen eine Besonderheit dar. Daher besteht in diesem Registerblatt die Möglichkeit, für alle Lastfälle,
die in der Verwaltung der Einwirkungen vom Einwirkungstyp ständige Lasten oder veränderliche Lasten angelegt wurden, festzulegen, ob sie für den Bemessungszustand BS-P und/oder BS-T berücksichtigt werden sollen und ob
sie ebenfalls auch mit einer ggf. angelegten Sonderlast kombiniert in BS-A bzw. in BS-E mit Erdbebenlast zu berücksichtigen sind.
Lastfälle vom Einwirkungstyp Sonderlast oder Erdbeben sind nur für BS-A bzw. BS-E gültig.
Ist der Modus automatisch aktiviert, ist nur festzulegen, ob alle Lastfälle, die als ständige oder veränderliche Einwirkungen angelegt wurden, für BS-P oder BS-T zu berücksichtigen sind, d.h. die gesamte Berechnung
wird dann entweder für den Endzustand oder Bauzustand durchgeführt.
Gleichzeitig werden in diesem Fall alle Lastfälle ebenfalls für BS-A berücksichtigt, wenn eine Sonderlast
vorhanden ist; bei einer Erdbebenlast ebenso für BS-E.
Beispiel
Folgende Lastfälle sind angelegt
G (ständige Lasten), Q (veränderliche Lasten) und S (Sonderlast) und die Standardsituation ist BS-P.
Vom Programm werden alle Lastkombinationen aus G und Q gebildet, die für BS-P, und alle Lastkombinationen
aus G, Q und S, die für BS-A möglich sind.
Für den Fall, dass nicht alle Lastfälle entweder für BS-P oder BS-T oder nicht alle Lastfälle für BS-A berücksichtigt werden sollen, muss der Modus automatisch deaktiviert werden.
Die Zuordnungen können dann für alle Lastfälle frei eingestellt werden.
Die Eurocode-Normen gelten nur in Verbindung mit ihren nationalen Anhängen in dem jeweiligen Land, in dem das Bauwerk erstellt werden soll.
Für ausgewählte Parameter können abweichend von den Eurocode-Empfehlungen (im Eurocode-Dokument mit 'ANMERKUNG' gekennzeichnet) landeseigene Werte bzw. Vorgehensweisen angegeben werden.
In pcae-Programmen können die veränderbaren Parameter in einem separaten Eigenschaftsblatt eingesehen
und ggf. modifiziert werden.

Dieses Eigenschaftsblatt dient dazu, dem nach Eurocode zu bemessenden Bauteil ein nationales Anwendungsdokument (NA) zuzuordnen.
NAe enthalten die Parameter der nationalen Anhänge der verschiedenen Eurocodes (EC 0, EC 1, EC 2 ...) und ermöglichen den pcae-Programmen das Führen normengerechter Nachweise, obwohl sie von Land zu Land unterschiedlich gehandhabt werden.
Die EC-Standardparameter (Empfehlungen ohne nationalen Bezug) wie auch die Parameter des deutschen nationalen Anhangs (NA-DE) sind grundsätzlich Teil der pcae-Software.
Darüber hinaus stellt pcae ein Werkzeug zur Verfügung mit dem weitere NAe aus Kopien der bestehenden NAe erstellt werden können. Dieses Werkzeug, das über ein eigenes Hilfedokument verfügt, wird normalerweise aus der Schublade des DTE®-Schreibtischs heraus aufgerufen.
Einen direkten Zugang zu diesem Werkzeug liefert die kleine Schaltfläche hinter dem Schraubenziehersymbol.
durch Anklicken des dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt für die Bodenparameter aktiviert.
Im ersten Registerblatt können Oberkante des Bodens und Grundwasserstand angegeben werden.
In den anderen Registerblättern können - unterteilt in verschiedene Kategorien - die Bodenkennwerte der zu berücksichtigenden Schichten eingetragen werden.
OK Boden / Grundwasser
Im ersten Registerblatt sind die Höhen von Oberkante gewachsener Boden und des Grundwasserstandes
über ihre z-Koordinaten zu definieren.
Bild vergrößern
Oberhalb des gewachsenen Bodens kann eine Aufschüttung berücksichtigt werden.
Die Aufschüttung wirkt in der Berechnung als gleichmäßige Auflast und kann somit eine negative Mantelreibung hervorrufen, wenn der Pfahl in bindige Bodenschichten einbindet.
Im Bereich der Auflast wird der Pfahl als nicht gebettet angenommen.
Wenn der Grundwasserstand nicht konstant sondern Schwankungen unterworfen ist, können sowohl ein
maximaler bzw. oberer und ein minimaler bzw. unterer Grundwasserstand angegeben werden.
Vom Programm wird bei der Berechnung immer der ungünstigste Fall von beiden Zuständen berücksichtigt.
Soll der Grundwasserstand z.B. während der Baumaßnahme abgesenkt werden oder ist der Boden aus anderen Gründen für den unteren Grundwasserstand noch nicht vollständig konsolidiert, kann dies durch den Auswahlpunkt Absenkung berücksichtigt werden.
Dies hat bei einer eventuellen negativen Mantelreibung Einfluss auf die Lage des neutralen Punktes.
Bodenkennwerte - allgemein
Im zweiten Registerblatt können die Bodenschichten über die Steuerbuttons an der linken Seite der Tabelle
angelegt, dupliziert oder gelöscht werden.
Bild vergrößern
Für jede Bodenschicht ist hier eine Bezeichnung zu vergeben. Der Bodentyp ist als bindig, nicht bindig oder
felsig zu klassifizieren. Dicke, Wichte und Reibungswinkel sind in den weiteren Spalten einzutragen.
Die Dicke der letzten Schicht wird automatisch als unendlich angenommen.
Ist die Option aktiv mit der die Kohäsion beim Erdwiderstand berücksichtigt wird, ist auch dieser Bodenkennwert
je Schicht eingebbar.
Dabei ist zu beachten, dass sich Kohäsion günstig auf den Erdwiderstand auswirkt!
Daher sollte sichergestellt sein, dass die angegebene Kohäsion auch dauerhaft gewährleistet ist.
Bodenkennwerte - axialer Widerstand
Im dritten Registerblatt sind die Kennwerte zur Berechnung des axialen Widerstands anzugeben.
Bild vergrößern
Soll auf die Erfahrungswerte der EA-Pfähle zurückgegriffen werden, ist je nach Bodentyp einer von drei
Parametern einzugeben.
Für bindige Böden ist die undränierte Scherfestigkeit, für nicht bindige Böden der mittlere Spitzenwiderstand der Drucksonde und bei felsigem Boden die einaxiale Druckfestigkeit erforderlich.
Bei der Ermittlung des axialen Widerstandes aus Erfahrungswerten stellt die 2. Auflage der
EA-Pfähle von 2012 den Stand der Technik dar.
Daher sollte hier nur zu Vergleichszwecken eine andere Einstellung bzgl. des Tabellenwerks
gewählt werden.
Standardmäßig werden nur die unteren (bzw. niedrigsten) Tabellenwerte verwendet. Als Maßgebende Tabellenwerte können aber auch die oberen Werte oder Zwischenwerte verwendet werden.
Bei Verwendung von Stahlprofilen als Rammpfahl sieht die EA-Pfähle Reduzierungen der Tabellenwerte vor.
Dies ist über Modellfaktoren (≤ 1.0) festgelegt mit denen die maßgebenden Rechenwerte durch Multiplikation
mit den Tabellenwerten für Spitzen- und Mantelwiderstand zu ermitteln sind.
Diese Modellfaktoren können hier vom Anwender abweichend von der EA-Pfähle festgelegt werden.
Sowohl die Verwendung höherer Tabellenwerten als auch die Veränderung der Modellfaktoren, sollte nur
nach Rücksprache mit dem Baugrundgutachter erfolgen.
Bild vergrößern
Liegen die Mantel- und Spitzenwiderstandswerte der Bodenschichten in Form eines Baugrundgutachtens
vor, sollte von der Möglichkeit der direkten Vorgabe Gebrauch gemacht werden.
Dies ist einer Berechung mit aus Erfahrungswerten gewonnenen Widerstandswerten immer vorzuziehen.
Bodenkennwerte - E-Modul und Bettung
Im vierten Registerblatt sind die E-Moduli der Schichten anzugeben.
Die E-Moduli können entweder als Steifemodul oder mittlerer Zusammendrückungsmodul angegeben werden.
Vom Programm werden beide Angaben benötigt. Da häufig aber nur eine Variante vorliegt, kann der andere Wert in Form des Verhältniswertes κ in Relation dazu festgelegt werden.
Bild vergrößern
Für jede Schicht können je ein Wert für Oberkante und Unterkante angegeben werden. In einfachen Fällen kann aber auch auf Schichtweise konstant umgeschaltet werden; dann ist nur ein Wert je Schicht erforderlich.
Bei automatischer Berechnung des Startwerts der Bettung wird diese mit dem Steifemodul berechnet.
Die Setzungsberechnung zur Ermittlung der negativen Mantelreibung erfolgt mit dem mittleren Zusammendrückungsmodul.
Alternativ zur automatischen Ermittlung aus dem Steifemodul kann der Startwert der Bettung direkt vom
Anwender vorgegeben werden.
Hierzu ist der Schriftzug >> Bettungsverlauf editieren anzuklicken.
Im sich dann öffnenden Eigenschaftsblatt kann der Verlauf für den Startwert der Bettung entweder parabelförmig
oder ganz frei über Bettungswerte in bestimmten Tiefen definiert werden; Zwischenwerte werden hierbei geradlinig interpoliert.
Liegen Messwerte einer Bodensondierung vor aus denen der Bettungsmodul abgeleitet werden kann,
sollte von der Möglichkeit der freien Vorgabe Gebrauch gemacht werden.
Sind Abschattungen < 100% angegeben, wird die Bettungswirkung in der entsprechenden Achsrichtung
reduziert angesetzt.
Bodenkennwerte - Erdwiderstand
Die Berechnung des Erdwiderstandes dient im Programm einzig dem Zweck der Kontrolle der rechnerisch
angesetzten Bettung.
Die hierzu erforderlichen Angaben von Wandreibungswinkel und Erddruckbeiwert sind im fünften
Registerblatt enthalten.
Bild vergrößern
Beide Werte können je Schicht auch direkt vorgegeben werden; standardmäßig ist jedoch eine automatische
Ermittlung eingestellt.
Für diesen Fall wird der Erdwiderstandsbeiwert Kpgh je nach Einstellung für Erdruhedruck, ebene oder gekrümmte Gleitflächen ermittelt.
Der Wandreibungswinkel wird in Relation zum Reibungswinkel ermittelt.
../images/oberflaeche/button_calc.gif
durch einen Klick auf den Berechnungsbutton wird die Berechnung gestartet.
vor der Berechnung der Nachweise
Für alle zu führenden Nachweise werden die Lastkollektive mit den Bemessungswerten für die jeweiligen
Nachweise automatisch vom Programm erzeugt.
Für den Fall, dass eine negative Mantelreibung auftritt, wird diese ermittelt und als ständige Last in allen Lastkollektiven berücksichtigt.
Berechnung der Lastkollektive
Für jedes Lastkollektiv wird, wenn vom Anwender nicht explizit ausgeschaltet (s. Registerblatt Erdwiderstand im Eigenschaftsblatt für Bodenparameter), eine Kontrolle des Bettungsansatzes durchgeführt und dieser ggf. in
einem iterativen Prozess angepasst.
Diese Vorgehensweise macht es erforderlich, dass alle Nachweise mit Lastkollektiven und nicht mit Extremierungen geführt werden.
Ablauf der Berechnung
Mit dem Start der Berechnung öffnet sich ein Fenster, das den Ablauf protokolliert und nach der Berechnung
über den Button weiter beendet werden kann.
Bei erfolgreicher Berechnung können die Ergebnisse im Ergebnisfenster kontrolliert werden.
Soweit erforderlich bzw. vom Anwender gewünscht, erfolgen die Berechnungen und Ausgaben im
Berechnungsprotokoll in folgender Reihenfolge
Nachweis der inneren Standsicherheit (Stahlbetonbemessung oder Stahltragfähigkeit)
Gebrauchstauglichkeitsnachweise der inneren Standsicherheit
Tragfähigkeitsnachweise der äußeren Standsicherheit
Gebrauchstauglichkeitsnachweise der äußeren Standsicherheit
Allgemeines zur Nachweisführung
In pcae-Programmen wird nicht unterschieden zwischen Nachweisen, die auf einem festen Querschnittszustand beruhen und als Ergebnis ein hält oder hält nicht haben, und Bemessungen, die nach erfolgreicher Durchführung
eine Bewehrungserhöhung zur Folge haben.
Der Oberbegriff Nachweis bezeichnet in pcae-Programmen eine Querschnitts- oder Systemuntersuchung im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) oder Gebrauchstauglichkeit (GZG), unabhängig von der Art des Ergebnisses.
Berechnungsprotokoll
Zur Ausgabe gehört eine maßstäbliche Darstellung des Pfahls und der Bodenschichten.
Das Protokoll der Belastung und die Berechnungsergebnisse der einzelnen Bemessungen und Nachweise werden kontinuierlich durchnummeriert.
Der abschließende Punkt der Ausgabe ist die Zusammenfassung. Sollten einer oder mehrere Bemessung- oder Nachweisteile der Berechnung nicht erfolgreich gewesen sein, ist hier auf einen Blick zusammengestellt, woran
diese gescheitert sind.
Konnten alle Nachweise erfolgreich geführt werden, sind die maßgebenden Ergebnisse aller geführten Nachweise
hier nochmals in einem Kasten aufgeführt.
Negative Mantelreibung entsteht, wenn sich der Boden um den Pfahl stärker setzt als der Pfahl selbst.
Dies ist z.B. der Fall, wenn der Pfahl in eine "weiche", bindige Schicht einbindet und diese eine neue
Belastung erfährt, für die die Schicht noch nicht konsolidiert ist.
Diese neue Belastung kann entweder in Form einer zusätzlichen Auflast (Aufschüttung) oder durch Absenkung
des Grundwasserstandes hervorgerufen werden.
Liegt über der sich setzenden bindigen Schicht eine nichtbindige Schicht, wird auch von dieser eine negative Mantelreibung ausgeübt.
Nach EA-Pfähle:2012, Abs. 4.4.2, darf der charakteristische Wert der negativen Mantelreibung τn,k wie
folgt angesetzt werden
Die daraus resultierende charakteristische Beanspruchung kann aber für nichtbindige Schichten nicht größer
werden als das Gewicht der Schicht.
Ebenso kann die negative Mantelreibung τn,k nicht größer werden als eine mögliche positive Mantelreibung qs,k.
Die Einflusstiefe der negativen Mantelreibung reicht bis zum so genannten "neutralen Punkt", an dem die
Setzungen des Pfahls und des Bodens gleich sind.
Berechnung des neutralen Punkts
Vom Programm wird die vom Anwender vorgegebene zulässige Pfahlkopfsetzung als maximale Setzung
des Pfahls angenommen.
Entspr. DIN 4019 wird berechnet in welcher Tiefe der Boden infolge der Auflast genau diese Setzung erfährt;
diese Tiefe wird dann als c angenommen.
Sollte der neutrale Punkt rechnerisch innerhalb der nichtbindigen Schicht unterhalb der sich setzenden bindigen Schicht liegen, wird er an der Oberkante der nichtbindigen Schicht angenommen.
Punktuelle Kontrolle
Nach DIN 1054:2010 (Abs. A 9.7.1.4) darf die charakteristische horizontale Bettungsspannung des
Pfahls σh,k den charakteristischen Wert des größtmöglichen horizontalen Erdwiderstandes eph,k in keinem
Punkt überschreiten.
Falls bei der Berechnung eines Lastkollektivs diese Bedingung nicht erfüllt ist, wird der Bettungsansatz in einem iterativen Prozess reduziert und das Lastkollektiv erneut berechnet.
Da der Erdwiderstand über die Tiefe i.d.R. steigt, wird eine Reduzierung i.d.R. in den oberen Bereichen
notwendig sein.
Sollte keine ständige Auflast vorhanden sein, ist der Erdwiderstand an der Oberkante des Bodens immer Null,
d.h. auch der Bettungsansatz ist dort auf Null zu reduzieren.
Kontrolle der Resultierenden
Zusätzlich darf nach DIN 1054:2010 (Abs. 9.7.4) der resultierende Bemessungswert der Bettungsreaktion Bh,d
den resultierenden Bemessungswert des Erdwiderstandes Eph,d nicht überschreiten.
Dabei darf auch eine räumliche Wirkung des Erdwiderstandes berücksichtigt werden.
Die resultierende Bettungsreaktion ergibt sich aus der Integration der Bettungsspannung σh,k über die gesamte Einbindetiefe des Pfahls.
Diese zweite Forderung ist nur für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit relevant.
Bei Berechnung im Grenzzustand der Gebrauchsstauglichkeit ist bei Einhaltung des punktuellen Kriteriums
auch automatisch die resultierende Bettungsreaktion nicht größer als der resultierende Erdwiderstand.
Vom Programm werden für alle Lastkollektive von Nachweisen im Grenzzustand der Tragfähigkeit die
Resultierenden von Erdwiderstand und Bettungsreaktion ermittelt und protokolliert.
Bei Nichteinhalten wird eine entsprechende Warnung in der Zusammenfassung ausgewiesen.
Das Programm 4H-EPFL verfügt über folgende vordefinierte Nachweistypen (Basisnachweise), wobei je nach
gewählter Norm in den allgemeinen Einstellungen (Registerblatt Bemessung) entweder nur die Nachweise
nach EC 2 oder DIN 1045-1 geführt werden können.
Welche Nachweise geführt werden sollen, kann vom Anwender unter den Nachweisoptionen (Registerblatt Stahlbetonnachweise) bestimmt werden.
Nachweise n. Theorie I. Ordnung
EC 2 Bemessung (Biege- und Schubbemessung im GZT)
EC 2 Rissnachweis (GZG)
EC 2 Spannungsnachweis (GZG)
DIN 1045-1 Bemessung (Biege und Schubbemessung im GZT)
DIN 1045-1 Rissnachweis (GZG)
DIN 1045-1 Spannungsnachweis (GZG)
Nachweise n. Theorie II. Ordnung (im Zustand 2)
EC 2 Knicksicherheit Z2 (GZT)
DIN 1045-1 Knicksicherheit Z2 (GZT)
Literatur: pcae-Stahlbetontheorie
Nachweis DIN EN 1993 - EC 3
Der Tragsicherheitsnachweis der offenen, dünnwandigen Querschnitte kann nach dem Nachweisverfahren
Elastisch-Elastisch
(E-E) (DIN EN 1993-1-1, Abs. 6.2.1(5)) oder nach dem Nachweisverfahren Elastisch-
Plastisch
(E-P) geführt werden (DIN EN 1993-1-1, Abs. 6.2.1(6)).
Beim Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch (E-E) werden die Schnittgrößen (Beanspruchungen) auf Grundlage der Elastizitätstheorie bestimmt.
Der Spannungsnachweis erfolgt mit dem Fließkriterium aus DIN EN 1993-1-1, Abs. 6.2.1(5), Formel 6.1.
Beim Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch (E-P) werden die Schnittgrößen (Beanspruchungen) auf Grundlage
der Elastizitätstheorie bestimmt. Anschließend wird mit Hilfe des Teilschnittgrößenverfahrens (TSV) mit
Umlagerung entspr.
Kindmann, R., Frickel, J.: Elastische und plastische Querschnittstragfähigkeit, Grundlagen, Methoden, Berechnungsverfahren, Beispiele; Verlag Ernst & Sohn, Berlin 2002
überprüft, ob die Schnittgrößen vom Querschnitt unter Ausnutzung der plastischen Reserven aufgenommen werden können (plastische Querschnittstragfähigkeit).
Es können Dreiblechquerschnitte (I-, C-, U-, Z-, L-, T-Querschnitte) und Rohre als Profile oder typisierte Querschnitte unter zweiachsiger Beanspruchung einschl. St. Venant'scher Torsion und Wölbkrafttorsion nachgewiesen werden.
Dieses Berechnungsverfahren ist allgemeingültiger als die in DIN EN 1993 angegebenen Interaktionen für spezielle Schnittgrößenkombinationen.
Eine Begrenzung der Grenzbiegemomente wie in DIN 18800, El. 755, ist in DIN EN 1993 nicht erforderlich.
Die Grenzwerte grenz (c/t) werden je nach Nachweisverfahren aus DIN EN 1993-1-1, Abs. 5.5.2, Tab. 5.2, ermittelt.
Dies entspricht der Überprüfung der erforderlichen Klassifizierung des Querschnitts.
Lässt die Klassifizierung keinen plastischen Nachweis zu, wird der elastische Nachweis geführt.
Nachweis DIN 18800
Der Tragsicherheitsnachweis der offenen, dünnwandigen Querschnitte kann nach dem Nachweisverfahren
Elastisch-Elastisch
(E-E) (DIN 18800, El. 747) oder nach dem Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch (E-P)
geführt werden (DIN 18800, El. 757).
Beim Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch (E-E) werden die Schnittgrößen (Beanspruchungen) auf Grundlage der Elastizitätstheorie bestimmt.
Neben den Nachweisen nach Gl. 31-33 kann bei der Berechnung der Querschnittsausnutzung eine örtliche Plastifizierung erlaubt werden (DIN 18800, El. 747, El. 749, El. 750).
Beim Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch (E-P) werden die Schnittgrößen (Beanspruchungen) auf Grundlage
der Elastizitätstheorie bestimmt. Anschließend wird mit Hilfe des Teilschnittgrößenverfahrens (TSV) mit
Umlagerung entspr.
Kindmann, R., Frickel, J.: Elastische und plastische Querschnittstragfähigkeit, Grundlagen, Methoden, Berechnungsverfahren, Beispiele; Verlag Ernst & Sohn, Berlin 2002
überprüft, ob die Schnittgrößen vom Querschnitt unter Ausnutzung der plastischen Reserven aufgenommen werden können (plastische Querschnittstragfähigkeit).
Es können Dreiblechquerschnitte (I-, C-, U-, Z-, L-, T-Querschnitte) und Rohre als Profile oder typisierte Querschnitte unter zweiachsiger Beanspruchung einschl. St. Venant'scher Torsion und Wölbkrafttorsion nachgewiesen werden.
Die Begrenzung der Grenzbiegemomente (DIN 18800, El. 755) kann ausgeschaltet werden.
Die Grenzwerte grenz (c/t) werden beim Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch n. DIN 18800, Tab. 12-14, errechnet.
Werden die plastischen Reserven des Querschnitts genutzt, erfolgt die Ermittlung der Grenzwerte grenz (c/t)
n. DIN 18800, Tab. 15.
Bei den Nachweisen der inneren Standsicherheit (Stahlbetonbemessung bzw. Stahltragfähigkeit) werden alle Nachweise (mit Ausnahme der Knicksicherheit) am Querschnitt geführt.
Im Gegensatz dazu wird die äußere Standsicherheit als Nachweis am gesamten Bauteil geführt.
Alle Nachweise werden nach Theorie I. Ordnung berechnet.
Der Nachweis der axialen Tragfähigkeit ist dabei der einzige Nachweis der äußeren Standsicherheit, der im Grenzzustand der Tragfähigkeit bzw. nach DIN 1054:2010 im Grenzzustand GEO-2 (Grenzzustand für das
Versagen von Bauteilen) geführt wird.
Der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit (SLS) wird entweder direkt oder indirekt über das Einhalten von
zulässigen Kopfverformungen erbracht (Eingabe der zulässigen Verformungen s. Nachweisoptionen, Reg. 3).
Ermittlung des axialen Pfahlwiderstandes für Bohrpfähle
Für den Pfahl wird eine Widerstands-Setzungs-Linie bzw. bei Zugbelastung eine Widerstands-Hebungs-Linie
ermittelt.
Bei Berechnung mit Erfahrungswerten nach EA-Pfähle:2012 geschieht dies entspr. Abs. 5.4.6.2 mit den
Tab. 5.12 bis 5.16. In Abhängigkeit der Bodenkennwerte werden so Pfahlspitzenwiderstand und
Pfahlmantelreibung ermittelt.
Für nichtbindige Böden wird hierzu der mittlere Spitzenwiderstand qc aus einer Drucksondierung benötigt; für
bindige Böden die undränierte Scherfestigkeit cu,k und bei felsigen Böden die einaxiale Druckfestigkeit qu,k.
Die Werte für den Pfahlspitzenwiderstand bei bindigen und nichtbindigen Böden werden für bezogene Pfahlkopfsetzungen s/D angegeben (mit D für Pfahlschaftdurchmesser bzw. Pfahlfußdurchmesser).
Beispiel für eine Widerstands-Setzungs-Linie
Die Grenzsetzung beträgt sg = 0.1·D.
Der zugehörige Widerstandswert stellt den charak-teristischen Grenzwert der Tragfähigkeit dar
(hier 5.15 MN).
Anhand der Widerstands-Setzungs-(Hebungs-)Linie wird zudem die zulässige Setzung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit ermittelt.
Bei Zugbelastung wird der Anteil des Pfahlspitzenwiderstandes vernachlässigt; man erhält eine Widerstands-
Hebungs-Linie.
Eine Erweiterung des Pfahlfußes hat eine Erhöhung des Pfahlspitzenwiderstandes zur Folge; jedoch reduziert sich die Mantelreibung im unmittelbaren Bereich über der Erweiterung.
Ermittlung des axialen Pfahlwiderstandes für Rammpfähle
Für die Berechung n. DIN 1054:2010 wird die Ermittlung des axialen Pfahlwiderstandes für Rammpfähle entspr.
EA-Pfähle:2012, Abs. 5.4.4, durchgeführt.
Die zugehörigen Erfahrungswerte sind in Tab. 5.1 bis 5.4 aufgeführt.
Bei Verwendung von Stahlprofilen sind diese mit den Modellfaktoren aus Tab. 5.5 abzumindern.
Im Fall von Simplexpfählen wird die Berechung nach Abs. 5.4.5 und den Tab. 5.6 bis 5.8 geführt.
Ebenso wie bei Bohrpfählen werden Erfahrungswerte in Abhängigkeit vom Spitzenwiderstand qc für nichtbindige
und der undränierten Scherfestigkeit cu,k für bindige Böden angegeben.
Für felsige Böden in denen Rammpfähle i.d.R. auch nicht anwendbar sind, liegen keine Erfahrungswerte vor.
Erst mit Einführung der EA-Pfähle:2012 ist es möglich, die axiale Tragfähigkeit von Rammpfähle auf die gleiche Weise wie bei Bohrpfählen zu ermitteln.
Mit den älteren Tabellen aus der ersten Auflage der EA-Pfähle und der DIN 1054:2005 war eine setzungsabhängige Aussage über die Tragfähigkeit noch nicht möglich.
Eine Widerstands-Setzungslinie konnte daher nicht ermittelt werden und damit war auch kein
Nachweis der Gebrauchstauglichkeit möglich.
Ebenso konnte kein Nachweis der axialen Tragfähigkeit in gemischten Böden geführt werden.
Ermittlung des axialen Pfahlwiderstandes für Mikropfähle
Bei Mikropfählen ist der Durchmesser immer kleiner als 30 cm.
Der Spitzenwiderstand wird daher im Nachweis nicht berücksichtigt.
Die Erfahrungswerte für die Mantelreibung werden n. EA-Pfähle:2012 aus den Tab. 5.29 und 5.30 ermittelt.
Für Bohrpfähle besteht die Möglichkeit eine Torsionsbelastung sowohl bei der inneren Standsicherheit bzw. Stahlbetonbemessung als auch bei der äußeren Standsicherheit (Nachweis des Torsionsabtrags in den Boden)
zu berücksichtigen.
Auch wenn dies derzeit in keiner Norm oder Empfehlung geregelt ist, kann man davon ausgehen, dass die für die
axiale Beanspruchung ansetzbare Mantelreibung auch für die Torsionsbeanspruchung verwendet werden kann.
D.h. zur Mobilisierung ist in Analogie zum axialen Nachweis statt einer Setzung eine Verdrehung erforderlich.
Im Programm wird näherungsweise davon ausgegangen, dass die in der EA-Pfähle angegebenen Grenzwerte der Setzung bis zur vollen Mantelreibungsaktivierung in Pfahlverdrehungen umgerechnet werden können.
Die Zwischenwerte können linear interpoliert werden. Der Torsionswiderstand kann damit direkt aus dem Widerstand der Pfahlmantelreibung wie folgt ermittelt werden.
Der Nachweis erfolgt im Grenzzustand der Tragfähigkeit mit dem Widerstand infolge der Grenzverdrehung
im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit mit dem Widerstand infolge der vom Anwender vorgegebenen
zulässigen Verdrehung.
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