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Seite bearbeitet Oktober 2023 |
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Beispieleingaben |
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Allg. Erläuterungen |
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Infos auf dieser Seite |
... als pdf |
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Hauptfenster .......................... |
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Pfahlgeometrie ....................... |
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negative Mantelreibung ........... |
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Steuerbuttonzeile ................... |
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Belastung .............................. |
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Kontrolle der Bettung .............. |
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Ergebnisfenster ...................... |
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Nachweisoptionen .................. |
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innere Tragfähigkeit ................ |
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allg. Einstellungen .................. |
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Bodenparameter .................... |
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äußere Tragfähigkeit ............... |
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Sicherheitsbeiwerte ................ |
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Berechnung durchführen ......... |
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Torsion .................................. |
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weitere Grundbauprogramme |
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Erddruckermittlung ................. |
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Kellerwand ............................. |
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Fundamente ........................... |
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Böschungsbruch .................... |
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Spundwand/Trägerbohlwand .. |
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Winkelstützwand .................... |
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Das Hauptfenster ist in die Steuerbuttonzeile, die Statuszeile
sowie in zwei Unterfenster eingeteilt. |
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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. |
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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. |
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Im Ergebnisfenster werden die Ergebnisse des Rechenlaufs
dargestellt, wenn zum aktuellen Datenzustand ein gültiges Berechnungsergebnis
vorliegt. |
Die Statuszeile zeigt nähere Informationen zum dargestellten Ergebnis. |
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Über die Steuerbuttons in der Kopfleiste der
Eingabeoberfläche werden alle Eingabe-, Berechnungs- und Ausgabefunktionen
angesteuert. |
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über dieses Symbol wird das Eigenschaftsblatt
mit den allgemeinen
Berechnungsoptionen erreicht. |
Dort werden Einstellungen
zu Pfahltyp, Bemessungsnormen und zum Ausgabeumfang vorgenommen. |
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über dieses Symbol erscheint das Eigenschaftsblatt
mit den Bodenparametern. |
Dort sind Angaben zu Grundwasserstand, Bodenschichten, Bettung und
Erdwiderstand vorzunehmen. |
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über dieses Symbol erscheint das Eigenschaftsblatt
zur Beschreibung der Pfahlgeometrie bzw.
Lage des Pfahls im Boden |
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ein Mausklick auf das Symbol Einwirkungen
bearbeiten ruft ein Eigenschaftsblatt
hervor, in dem die Struktur von Einwirkungen und Lastfällen definiert
und bearbeitet werden kann |
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für die angelegten Lastfälle können hier die
zugehörigen Belastungen eingegeben werden |
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über dieses Symbol erreicht man das Eigenschaftsblatt
zur Verwaltung der Nachweisoptionen |
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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. |
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durch einen Klick auf den Abakusbutton wird die Berechnung gestartet |
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diese Listbox ist aktiv, wenn zum aktuellen Datenzustand
ein gültiges Berechnungsergebnis vorliegt; hier kann das
Ergebnis ausgewählt werden, das im Ergebnisfenster dargestellt
werden soll |
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über das Viewer-Symbol können
die Drucklisten zum aktuellen Berechnungsergebnis am Bildschirm
eingesehen werden. Liegt kein gültiges Berechnungsergebnis
vor, ist das Symbol inaktiv. |
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über das Drucker-Symbol
wird der Druckmanager zur Ausgabe des Druckdokumentes
auf dem Drucker aufgerufen. Liegt kein gültiges Berechnungsergebnis
vor, ist das Symbol inaktiv. |
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ein Mausklick auf das Hilfe-Symbol
ruft das Onlinehilfedokument auf |
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ein Mausklick auf das Ende-Symbol
beendet die Eingabesitzung nach absichernder Nachfrage |
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Im Ergebnisfenster werden die Ergebnisse
des zuletzt durchgeführten Rechenlaufs dargestellt. |
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Je nachdem, welche Nachweise geführt
wurden, kann die Auswahlliste diefolgenden Elemente enthalten. |
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mit der Auswahlliste in der Steuerbuttonzeile wird
festgelegt, ob die Ergebnisse eines Lastkollektivs oder die extremalen
Ergebnisse eines Nachweises angezeigt werden |
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Ergebnisse eines Lastkollektivs der
Stahlbetonbemessung (Liniengrafiken) |
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extremale Ergebnisse aller Lastkollektive der
Stahlbetonbemessung (Liniengrafiken) |
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Ergebnisse eines Lastkollektivs des
Rissnachweises (Liniengrafiken) |
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extremale Ergebnisse aller Lastkollektive des
Rissnachweises (Liniengrafiken) |
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Ergebnisse eines Lastkollektivs des
Spannungsnachweises (Liniengrafiken) |
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extremale Ergebnisse aller Lastkollektive des
Spannungsnachweises (Liniengrafiken) |
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extremale Bewehrung aus allen Nachweisen zur
Stahlbetonbemessung (Liniengrafiken) |
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Ergebnisse eines
Lastkollektivs des Nachweises der Stahltragfähigkeit
(Liniengrafiken) |
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extremale Ergebnisse
aller Lastkollektive des Nachweises der Stahltragfähigkeit
(Liniengrafiken) |
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Ergebnisse eines Lastkollektivs zur
Berechnung im Grenzzustand des Versagens von Bauteilen und Baugrund*
(Liniengrafiken) |
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extremale Ergebnisse aller Lastkollektive
zur Berechnung im Grenzzustand des Versagens von Bauteilen und
Baugrund* (Liniengrafiken) |
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Ergebnisse eines Lastkollektivs zur
Berechnung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit** (Liniengrafiken) |
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extremale Ergebnisse aller Lastkollektive
zur Berechnung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit**
(Liniengrafiken) |
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Ergebnisse aller Lastkollektive zum Nachweis
der axialen Tragfähigkeit im Grenzzustand
des Versagens von
Bauteilen und Baugrund* (Tabelle) |
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Ergebnisse aller Lastkollektive zum Nachweis
der axialen Tragfähigkeit im Grenzzustand
der
Gebrauchstauglichkeit** (Tabelle) |
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*) 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 |
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Alle Ergebnisse (Ausnahme "Bewehrung", als
Zusammenfassung aller Stahlbetonnachweise), die als
Liniengrafiken
dargestellt werden, enthalten die folgenden Größen. |
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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 |
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Stahlbetonbemessung |
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Zusätzlich dargestellte
Größen für den Nachweis Stahlbetonbemessung |
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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 [°] |
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Rissnachweis |
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Zusätzlich dargestellte
Größen für den Nachweis Rissnachweis |
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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 |
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Spannungsnachweis |
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Zusätzlich dargestellte
Größen für den Nachweis Spannungsnachweis |
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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 |
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Stahltragfähigkeit |
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Zusätzlich dargestellte
Größen für den Nachweis Stahltragfähigkeit |
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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)) |
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Durch Anklicken des dargestellten Symbols, das sich ganz links
in der Kopfzeile befindet, wird das Eigenschaftsblatt Allgemeine Einstellungen aufgerufen. |
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In vier Registerblättern werden hier Einstellungen zu Pfahltyp, Bemessungsnormen, Systemdarstellung und
zur Ausgabe vorgenommen. |
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Pfahltyp |
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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. |
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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. |
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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. |
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Bemessung |
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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. |
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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. |
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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. |
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Systemdarstellung |
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Das dritte Registerblatt beinhaltet die Steuerungsmöglichkeiten
für die Systemdarstellung. |
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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. |
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Ausgabe |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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Schaftparameter |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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Über eine Erweiterung des
Pfahlfußes kann der Lastabtrag über den
Pfahlspitzenwiderstand gesteigert werden. |
Hierzu sind die Abmessungen
der Erweiterung anzugeben. |
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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. |
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Schaftparameter - Stahlpfahl |
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Für
einen Stahlpfahl sind neben Länge bzw. Fuß- und
Kopfkoordinaten Querschnitt, Orientierung des
Querschnitts und die
Stahlgüte festzulegen. |
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Als Stützenquerschnitt werden in einer Symbolliste vier Varianten
angeboten. |
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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. |
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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. |
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Zur Eingabe der Stahlsorte stehen hier die Stähle
der Tab. 1, Anpassungsrichtlinie Stahlbau, Ausg. Dez. 2001, zur
Verfügung. Dies sind |
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Baustähle n. DIN EN 10025 (03.94) |
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S235 (St37) |
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S275 (St44) |
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S355 (St52) |
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Feinkornbaustähle n. DIN EN 10113 (04.93) |
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S275 N/NL |
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S275 M/ML |
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S355 N/NL |
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S355 M/ML |
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S460 N/NL |
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S460 M/ML |
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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. |
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Kopfeinspannung |
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Im zweiten Register des Eigenschaftsblatts Pfahlgeometrie kann eine
Einspannung des Pfahlkopfes
definiert werden. |
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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. |
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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. |
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Zur Beschreibung eines typisierten
Stahlquerschnitts sind die Abmessungen für Höhe, Breite und
Blechdicken über die Vermaßungen einer Prinzipskizze
einzugeben. |
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durch Anklicken des dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt
für die Belastung aktiviert. |
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Pfahlkopflasten |
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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. |
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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. |
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negative Mantelreibung |
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Im zweiten Register des Eigenschaftsblatts Belastung kann entschieden werden, ob
eine mögliche negative Mantelreibung berücksichtigt werden soll. |
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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). |
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durch Anklicken des dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt Nachweisoptionen aktiviert. |
Hier können sowohl allgemeine Angaben zur Bemessung als auch nachweisspezifische
Parameter
gesteuert werden. |
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Stahlbeton - allgemein |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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Stahlbeton - Nachweise |
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Das zweite Register der Nachweisoptionen beinhaltet alle nachweisspezifischen
Parameter für die
Stahlbetonbemessung. |
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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. |
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Stahl - Nachweise |
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Ist als Pfahltyp ein Rammpfahl
aus Stahl gewählt, steht das erste Registerblatt zur Festlegung
der Parameter
für den Nachweis der Stahltragfähigkeit zur
Verfügung. |
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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)). |
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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. |
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äußere Standsicherheit - Bemessungssituationen |
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Nach DIN 1054:2010 werden die Bemessungssituationen
wie folgt klassifiziert. |
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BS-P für ständige und
vorübergehende Situationen |
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BS-T für vorübergehende
Situationen im Bauzustand |
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BS-A für außergewöhnliche
Situationen |
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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. |
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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. |
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Beispiel |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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OK Boden / Grundwasser |
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Im ersten Registerblatt sind die Höhen von Oberkante gewachsener
Boden und des Grundwasserstandes
über ihre z-Koordinaten zu definieren. |
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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. |
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Bodenkennwerte - allgemein |
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Im zweiten Registerblatt können die Bodenschichten
über die Steuerbuttons an der linken Seite der Tabelle
angelegt,
dupliziert oder gelöscht werden. |
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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. |
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Die Dicke der letzten Schicht wird automatisch
als unendlich angenommen. |
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Ist die Option aktiv mit der die Kohäsion beim Erdwiderstand berücksichtigt wird, ist auch dieser Bodenkennwert
je Schicht eingebbar. |
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Dabei ist zu beachten, dass sich Kohäsion
günstig auf den Erdwiderstand auswirkt! |
Daher sollte sichergestellt sein, dass die angegebene
Kohäsion auch dauerhaft gewährleistet ist. |
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Bodenkennwerte - axialer Widerstand |
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Im dritten Registerblatt sind die Kennwerte zur Berechnung
des axialen Widerstands anzugeben. |
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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. |
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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. |
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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. |
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Sowohl
die Verwendung höherer Tabellenwerten als auch die
Veränderung der Modellfaktoren, sollte nur
nach Rücksprache mit
dem Baugrundgutachter erfolgen. |
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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. |
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Bodenkennwerte - E-Modul und Bettung |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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Liegen Messwerte einer Bodensondierung vor
aus denen der Bettungsmodul abgeleitet werden kann,
sollte von der Möglichkeit der freien Vorgabe Gebrauch
gemacht werden. |
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Sind Abschattungen < 100% angegeben, wird die Bettungswirkung in der entsprechenden Achsrichtung
reduziert angesetzt. |
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Bodenkennwerte - Erdwiderstand |
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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. |
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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. |
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durch einen Klick auf den Berechnungsbutton wird die Berechnung
gestartet. |
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vor der Berechnung der Nachweise |
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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. |
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Berechnung der Lastkollektive |
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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. |
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Ablauf der Berechnung |
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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. |
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Soweit erforderlich bzw. vom Anwender gewünscht,
erfolgen die Berechnungen und Ausgaben im
Berechnungsprotokoll in folgender Reihenfolge |
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Gebrauchstauglichkeitsnachweise der inneren Standsicherheit |
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Gebrauchstauglichkeitsnachweise der äußeren Standsicherheit |
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Allgemeines zur Nachweisführung |
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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. |
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Berechnungsprotokoll |
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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. |
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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 |
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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. |
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Berechnung des neutralen Punkts |
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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. |
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Punktuelle Kontrolle |
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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. |
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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. |
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Kontrolle der Resultierenden |
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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. |
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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. |
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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. |
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Nachweise n. Theorie I. Ordnung |
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Nachweise n. Theorie II. Ordnung (im Zustand 2) |
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EC 2 Knicksicherheit Z2 (GZT) |
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DIN 1045-1 Knicksicherheit Z2 (GZT) |
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Nachweis DIN EN 1993 - EC 3 |
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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)). |
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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. |
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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 |
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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. |
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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. |
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Nachweis DIN 18800 |
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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). |
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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. |
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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. |
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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). |
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Ermittlung des axialen Pfahlwiderstandes für Bohrpfähle |
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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). |
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Beispiel für eine Widerstands-Setzungs-Linie |
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Die Grenzsetzung beträgt sg =
0.1·D. |
Der zugehörige Widerstandswert stellt den
charak-teristischen Grenzwert der Tragfähigkeit dar
(hier 5.15 MN). |
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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. |
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Eine Erweiterung des Pfahlfußes hat
eine Erhöhung des Pfahlspitzenwiderstandes zur Folge;
jedoch reduziert sich die Mantelreibung im unmittelbaren
Bereich über der Erweiterung. |
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Ermittlung des axialen Pfahlwiderstandes für Rammpfähle |
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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. |
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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. |
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Ermittlung des axialen Pfahlwiderstandes für Mikropfähle |
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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. |
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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. |
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Der Nachweis erfolgt im Grenzzustand der Tragfähigkeit mit dem Widerstand infolge der Grenzverdrehung |
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im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit mit dem Widerstand infolge der vom Anwender vorgegebenen
zulässigen Verdrehung. |
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