Stahlbeton- und Spannbetontragwerke nach Eurocode 2: Erläuterungen und Anwendungen

408 Pages·1993·11.53 MB·German

by  Prof. Dr.-Ing. K. W. Bieger (auth.)

K.-W. Bieger
(Hrsg.)
Stahlbeton- und
Spannbetontragwerke
nach Eurocode 2
ErHiuterungen und Anwendungen
Mit Beitdigen von K.-W. Bieger, K.-P. GroB,
H. Hamfier, L. Heusinger, J. Lierse, H.-U. Litzner,
A. Pardey, M. Ringkamp, J. Roth, T. Ruge
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Prof. Dr.-Ing. Klaus-Wolfgang Bieger
Institut fUr Massivbau
Universitat Hannover
AppelstraBe 9A
W- 3000 Hannover 1
ISBN 978-3-662-10011-0 ISBN 978-3-662-10010-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-10010-3
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1993
UrsprOnglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1993.
Softcover reprint of the hardcover 1s t edition 1993
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Satz; Reproduktionsfertige Vorlage der Autoren
68/3020 -5 4 3 2 1 0 - Gedruckt auf saurefreiem Papier
Vorwort
Mit der probeweisen Anwendung des jetzt vorliegenden Teils 1 des Eurocodes 2 als
DIN V 18932 Teil 1, der die Planung, Berechnung, Bemessung und AusfUhrung von
Stahlbeton- und Spannbetontragwerken im europaischen Raum einheitlich regelt,
sollen moglichst bald Erfahrungen bei der praktischen Umsetzung gesammelt werden.
Diesem Zweck konnen die in dem vorliegenden Band zusammengefaBten Beitrlige
dienen, die als Arbeitsunterlagen fur das Weiterbildungsseminar uber den Eurocode 2
am 3. und 4. September 1992 in Hannover erarbeitet worden sind. Aufgrund der
groBen Nachfrage fUr diese VerOffentlichung haben sich die Autoren entschlossen, die
Publikation dem Springer-Verlag zu uberlassen, urn so eine moglichst weite Verbrei
tung zu erzielen. An dieser Stelle sei dem Verlag fur die schnelle Bearbeitung ge
dankt.
Da das Heft 425 des Deutschen Ausschusses fUr Stahlbeton mit den Hilfsmitteln zur
Bemessung von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen zur Zeit des Seminars noch nicht
erschienen war, wurde jeweils ein Diagramm oder eine Bemessungstabelle aus dem
Heft 425 vorab mit freundlicher Genehmigung des Vorsitzenden des DAfStb, Herro
Dr.-Ing. E. Wolfel, abgedruckt, urn deren Gebrauch in der tliglichen Bemessungspra
xis zu zeigen. Zuslitzlich sind weitere Bemessungstabellen und andere Hilfsmittel von
den Autoren erarbeitet worden.
Mein Dank als Herausgeber gilt besonders den Verfassem der einzelnen Beitrlige, die
innerhalb kurzester Frist die wesentlichen Neuerungen und Besonderheiten dieser
ersten europaischen Richtlinie im Betonbau ubersichtlich herausgearbeitet haben.
Moge dieser Band den neuen Stahlbetonvorschriften bald zu einer breiten Anwendung
in der Baupraxis verhelfen.
Hannover, im Oktober 1992 Klaus-Wolfgang Bieger
Inhaltsverzeichnis
0 K.w. Bieger EinfUhrung 1
1 H.-U. Litzner Europaisches Regelwerk fUr den Betonbau 7
2 K.W. Bieger Aufbau und Sicherheitskonzept des Ee 2 39
3 T. Ruge Materialkennwerte fUr die Bemessung 69
4 A. Pardey SchnittgrOBenermittiung 113
5 1. Lierse Grenzzustande der TragHihigkeit 177
- Biegung und Langskraft
6 1. Roth Grenzzustande der Tragfahigkeit 215
- Knicksicherheitsnachweis
7 M. Ringkamp Grenzzustande der Tragfahigkeit 243
- Querkraft, Torsion und Durchstanzen
8 H. Hamfler Grenzzustande der Gebrauchstauglichkeit 301
- Dauerhaftigkeit und Ri13nachweis
9 K.-P. Gro13 Grenzzustande der Gebrauchstauglichkeit 343
- Begrenzung der Spannungen und Verformungen
10 L. Heusinger Bauliche Durchbildung, BauausfUhrung, 373
Qualitatssicherung
Sachverzeichnis 403
Einfiihrung
Prof. Dr.-Ing. K.W. Bieger
Institut fur Massivbau
Universitiit Hannover
EinfUhrung
Einfiihrung
Mit der VerOffentlichung der DIN V EN V 206/10.90 - Beton; Eigenschaften, Her
stellung, Wrarbeitung und Gutenachweis - und der DIN V 18 932, Teil 1110.91 -
Eurocode 2; Planung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken; Grundlagen und
Anwendungsregeln fUr den Hochbau - sowie der Richtlinien fiir die Anwendung
Europliischer Normen im Betonbau (11.91) vom Deutschen AusschuB fiir Stahlbeton
ist die probeweise Anwendung dieser ersten europliischen Vorschriften im konstrukti
ven Ingenieurbau moglich. Mit der bauaufsichtlichen Einfiihrung in Niedersachsen ist
noch in diesem Jahr zu rechnen.
Somit ist die Zeit gegeben, die FachOffentlichkeit mit der fUr den Konstruktionsbeton
in Zukunft wichtigsten Vorschrift vertraut zu machen. Wir wollen in diesem Seminar
dabei hauptsachlich die praktische Anwendung vorstellen, die theoretischen Grundla
gen dagegen nur soweit umreiBen, wie es fUr das Verstandnis erforderlich und fUr die
weitere eigene Arbeit notig ist.
Da das europliische Normenkomitee CEN den Eurocode 2, Teil 1 bald fast wortgleich
als ENV 1992, Teil 1 herausgeben, d.h. eine Titelanderung erfolgen, wird, benutzen
wir grundsatzlich die Bezeichnung EC 2. Dieser darf aber eigentlich nur in Verbin
dung mit den (meist erst in Vorbereitung befindlichen) Euronormen benutzt werden.
Das gilt insbesondere fUr die bereits veroffentliche Beton-Norm ENV 206. Die weite
ren fUr die Anwendung des EC 2 notwendigen europliischen Vorschriften, vor allem
der Eurocode 1, der die Einwirkungen, d.h. die Be1astungen regeln wird, sind noch
nicht einfiihrungsreif. Deshalb wird in der DAfStb-Richtlinie festgelegt, welche DIN
Normen stattdessen beriicksichtigt werden sollen. Es sind dies vor allem die Normen
der Reihe DIN 1055, aber auch DIN 488 (spater EN 10080) fUr den Betonstahl sowie
die Zulassungsbescheide nach EC 2 (spater EN 10138) fUr den Spann stahl.
Herr Dr.-Ing. H.-U. Litzner, der deutsche Vertreter in der intemationalen Redakti
onsgruppe zur Erarbeitung der endgiiltigen Fassung aller Beton-Normen, wird in
seinem Beitrag iiber das gesamte geplante europliische Regelwerk im Hinblick auf den
Betonbau vor allem auch auf die zu erwartende Fertigstellung der noch fehlenden
Teile vom EC 2 eingehen.
In diesem Zusammenhang muB ich jetzt schon betonen, daB der Teil I des EC 2 nur
den Bereich des Hochbaus und des normalen Ingenieurbaus behandelt, hier aber auBer
dem Stahlbetonbau auch vorgespannte Bauteile mit sofortigem oder nachtraglichem
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Prof. Dr.-Ing. K.W. Bieger, Institut fiir Massivbau, Universitiit Hannover
Verbund. Ausgeklammert ist also noch der unbewehrte Beton, Fertigteile, exteme
Vorspannung und alle besonderen Ingenieurbauwerke wie Briicken, Maschinenfunda
mente, Tiirme etc ..
Der Eurocode 2 weicht in zwei Bereichen wesentlich von der bisherigen (west)-de~t­
schen Auffassung ab:
Das ist einmal die EinfUhrung des semiprobabilistischen Sicherheitskonzepts, das zu
den Teilsicherheitsbeiwerten fUhrt, und zum anderen die Beriicksichtigung der Quer
schnittstragfahigkeit auch fUr Querkraft und Torsion im Bruchzustand, jetzt "Grenzzu
stand der Tragfahigkeit". Da sich leider auch viele der Bezeichnungen geandert
haben, wird die Umstellung fUr den praktisch tiitigen Ingenieur jetzt sicher noch
schwieriger werden als es bei der Neufassung der DIN 1045 vor 20 Jahren war, denn
damals wurde nur die n-freie Biegebemessung, ein neuer Knicksicherheitsnachweis
und die Ri13breitenbeschrankung eingefUhrt. Die Bemessungsbehelfe werden aber
wieder sehr iihnlich aussehen, so daB zumindest in der praktischen Handhabung nur
eine begrenzte Einarbeitungszeit erforderlich sein wird. Das ~-Verfahren wird es
auch in Zukunft geben, nur hei13t es dann kd-Verfahren.
Abschlie13end mOchte ich aber noch feststellen, daB der Eurocode 2 wenigstens drei
ganz wesentliche Vorteile hat:
1. Der Spannbeton wird gleichartig wie der nicht vorgespannte Stahlbeton behandelt.
Die Freyssinetsche Idee des nichtgerissenen "Baustoffes" wird vollstandig verlas
sen. Somit wird eine Unterteilung in teilweise, beschrankt oder voU vorgespannte
Bauteile nicht mehr erforderlich. Selbstverstandlich ist nun auch (wieder) der
Ri13breitennachweis einheitIich. Vor allem aber entfallen die bislang beim Spann
beton mit und mit nachtriiglichem Verbund zusatzlich erforderlichen Spannungs
nachweise im Gebrauchszustand. Der Ri13breitennachweis ist dafUr aber au13er fUr
Bauteile in trockener Umgebung ( iihnlich wie nach DIN 4227, Teil 2 ) wesentlich
scharrer gefaBt.
2. Es wird einheitIich und konsequent in allen Bereichen der Berechnung und
Bemessung das physikalisch nichtlineare Verhalten der Stahlbetontragwerke be
riicksichtigt. Das fiihrt zu folgenden Anderungen:
a. Die Schnittgr613en darf man sowohl nach der ElastizWitstheorie ohne oder mit
Umlagerung (iihnlich wie nach DIN 1045) aber auch mit nichtIinearen Stoffge
setzen oder sogar nach der Plastizitatstheorie ermitteln. Somit konnen z.B.
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Einfiihrung
ungewohnlich berandete oder ausgeschnittene Platten nach der Bruchlinientheo
rie berechnet werden. Logisch ist dann auch die Angabe von unterschiedlichen
Spannungs-Dehnungsdiagrammen vor allem beim Beton fUr die SchnittgroBen
ermittlung und die Bemessung.
b.lm Grenzzustand der Tragfcihigkeit wird das Querschnittsversagen auch fUr
Querkraft- und Torsionsbeanspruchung eingefUhrt. Eine Spannungsermittlung
gibt es nur noch beim Nachweis der Gebrauchsfcihigkeit.
3. Es wird ein einheitliches Sicherheitskonzept eingefUhrt, das zu gleiehartigen
Nachweisen im Grenzzustand der Tragfcihigkeit und der Gebrauchsfcihigkeit fUhrt.
Die mit Teilsieherheitsbeiwerten vergrOfierten Einwirkungen ( ahnlich wie beim
Lagesicherheitsnachweis nach DIN 1072 ) werden den mit Baustoffsicherheitsbei
werten dividierten Tragfcihigkeitsanteilen der Querschnitte oder zuHissigen Werten
(Spannungen, RiBbreiten, Verformungen) gegeniibergestellt. Somit entfallen die
oft nicht nachvollziehbaren unterschiedlichen globalen Sieherheitsbeiwerte, z.B.
= =
bei der Biegebemessung 'Y 1,75 bis 2,1, fUr Temperatur 'Y 1,0, beim
RiBnachweis im Spannbeton 'Y = 0,9 bzw. 1,1 usw ..
Weitere Vorteile ergeben sich durch die eindeutige Unterteilung von nieht zu umge
henden Prinzipien und von Anwendungsregeln, die meist mehrere Moglichkeiten der
Erfiillung der Prinzipien beschreiben. So kann z.B. bei der Schubbemessung die
Standard methode mit 45° Druckstreben des Fachwerks oder auch ein Verfahren mit
(fast) beliebiger Druckstrebenneigung benutzt werden.
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