Der erweiterte Bemessungs-Dialog nach DIN-Fachbericht 102

Für alle flächenhaften Positionen (Platte, Scheibe, Decke, Wand, Fläche) steht dieser erweiterte Bemessungs-Dialog zur detaillierten Eingabe der Bemessungs-Parameter nach DIN-Fachbericht 102 zur Verfügung. Zur Einwirkungstypisierung nach DIN-Fachbericht 101 existiert eine eigene Hilfe-Seite.
Zudem steht auf der mbAEC-Homepage ein Datenblatt zum Thema 'Bemessung nach DIN-Fachberichten 101 und 102' zum Download bereit.

Bemessungsverfahren

Für jede der vier Bewehrungslagen (r-Richtung oben und unten, s-Richtung oben und unten) wird aus den 6 Schnittgrößenkomponenten (mr, ms, mrs, σr, σs, σrs) jeweils ein Bemessungsmoment und eine Bemessungsmembranspannung ermittelt (s. Bemessungsschnittgrößen für Flächentragwerke), mit der dann die jeweilige Bewehrungslage dimensioniert wird.
Bei der Biegebemessung wird automatisch eine Druckbewehrung ermittelt, wenn diese erforderlich wird. Die bezogene Druckzonenhöhe ξ=x/d wird nur auf 0,617 begrenzt, damit der Betonstahl wirtschaftlich voll ausgenutzt wird; es erfolgt keine schärfere Begrenzung nach 2.5.3.5.4. Für die Membranbeanspruchung von Scheiben und Schalen wird keine Druckbewehrung ermittelt, da diese Druckbewehrung nur wirksam in Richtung der Hauptdruckspannungen anzuordnen wäre - diese weicht aber i.d.R. von der Richtung des vorhandenen Bewehrungsnetzes ab. Deshalb wird in diesem Fall nur ein Überschreiten der zulässigen Betondruckspannung (vgl. EC2, Anhang A2.9) in der Ausgabe markiert.

Material

In Materiallisten werden Ihnen die für DIN-Fachbericht 102 zulässigen Betonfestigkeitsklassen (C 12/15 bis C 50/60) und als Betonstahlsorte für Längs- und Querkraftbewehrung (nicht bei Scheiben) nur der hochduktile Betonstahl Bst 500 S(B) zur Auswahl angeboten.

Bewehrungsabstand

Der Bewehrungsabstand ist der Abstand zwischen der Betonoberfläche und der Schwerachse der Bewehrung. Da bei Scheiben der Bewehrungsabstand für die Bemessung keine Rolle spielt, entfällt dessen Abfrage bei derartigen Tragwerken.
Für beide Bewehrungslagen (oben und unten) und für jede Bewehrungsrichtung (r und s) kann der Bewehrungsabstand separat vorgegeben werden.

Grundbewehrung

Die Grundbewehrung ist eine feste Bewehrungsmenge, die im gesamten Bauteil auf jeden Fall vorhanden ist, zum Beispiel weil sie als Mindestbewehrung vorgegeben oder als Montagebewehrung notwendig ist. Bei der Ergebnisausgabe wird die hier eingegebene Grundbewehrung in der grafischen Darstellung von der errechneten Biegebewehrung abgezogen, so dass Sie sofort die zusätzlich notwendige Bewehrung sehen können. Die Ausgabe der Grundbewehrung erfolgt in einem Begleittext.
Für beide Bewehrungslagen (oben und unten) und für jede Bewehrungsrichtung (r und s) kann die Grundbewehrung separat vorgegeben werden. Bei Scheiben wird nicht zwischen den Bewehrungslagen (oben und unten) unterschieden, da grundsätzlich die Bemessung nur für eine der beiden (symmetrischen) Scheibenseiten durchgeführt wird.

Bewehrungsrichtung

Es ist der Winkel der Bewehrungsrichtung für die obere Bewehrungslage in r-Richtung vorzugeben. Die s-Richtung wird orthogonal zur r-Richtung angenommen und die unteren Bewehrungslagen liegen parallel zu den oberen Bewehrungslagen.
Die Positionsbezeichnung wird immer in Bewehrungs-r-Richtung dargestellt. In der Ausgabe kann über Topologie / Elementkoordinatensysteme die r-s-Richtung kontrolliert werden. Zudem erfolgt die Wertedarstellung der Schnittgrößen und der Bewehrung in Wirkungsrichtung.
Bei Wahl einer Radialen Bewehrung ist der polare Ursprung die lotrechte Projektion des in globalen Koordinaten (x, y, z) vorzugebenden Punktes in die Ebene der Flächenposition. Die r-Richtung ist die tangentiale Bewehrungsrichtung, die s-Richtung in Richtung des polaren Ursprungs die radiale Bewehrungsrichtung. Die Bewehrungsrichtungen der oberen und unteren Bewehrungslagen sind identisch.

Bei Scheiben wird nicht zwischen den Bewehrungslagen (oben und unten) unterschieden, da grundsätzlich die Bemessung nur für eine der beiden (symmetrischen) Scheibenseiten durchgeführt bzw. ausgegeben wird.

Querkraftbemessung

Die Querkraftbemessung erfolgt nach 4.3.2.2 (5) getrennt nach r- und s-Richtung. Anschließend wird die Querkraftbewehrung aus beiden Richtungen addiert und als erf. Querkraftbewehrung ausgewiesen.

Nach 4.3.2.4.2 (2) wird der innere Hebelarm z vereinfacht zu 0,9*d angenommen. Zudem erfolgt die Begrenzung z≤d-2*cnom (bzw. z≤d-cnom-30mm, falls cnom>30mm), wobei cnom vereinfacht zu d'-5mm angenommen wird.

Für die Ermittlung der rechnerisch erforderlichen Querkraftbewehrung nach 4.3.2.4 ist der Druckstrebenneigungswinkel Θ notwendig. Dieser ist manuell einzugeben und legt die untere Grenze von Θ fest. Während der Bemessung kann dennoch ein größerer Druckstrebenneigungswinkel notwendig werden, wobei immer die Begrenzung nach 4.3.2.4.4 (1)*P eingehalten wird.
Der Winke αl zwischen Querkraftbewehrung und Bauteilachse wird immer zu 90° angenommen. Dies bedeutet, dass die ermittelte Querkraftbewehrung immer senkrecht zur Bauteilachse einzubauen ist.

Dynamischer Beiwert Φ (nur Eisenbahnbrücken)

Hier ist der dynamische Beiwert Φ nach DIN-Fachbericht 101, Kap. 6.4.3 vorzugeben.

Verkehrslastgruppen (nur Straßenbrücken)

Hier kann gewählt werden, welche Verkehrslastgruppen (gr1, gr2, gr3, gr6) bzw. Lastmodell (LM2) nach DIN-Fachbericht 101, Kap. 4, für die Bemessung berücksichtigt werden sollen.

Mindestbewehrung

Bei überwiegend biegebeanspruchten Positionen (Platte, Decke, Wand, Fläche) ist eine Ermittlung der Mindestlängsbewehrung (Robustheitsbewehrung) nach 4.3.1.3 (105)P c) nur für Spannbetontragwerke erforderlich. Deshalb wird für Stahlbetontragwerke keine Mindestbewehrung ermittelt, wobei jedoch die Mindestbewehrung infolge Zwang (s. Rissbreitennachweis) aktiviert werden sollte.
Bei Scheiben erfolgt die Ermittlung der Mindestlängsbewehrung nach 5.4.7.2.
Die Ermittlung der Mindestquerkraftbewehrung erfolgt nach 5.4.3.3 (nicht für Scheiben). Es wird nur dort eine Mindestbewehrung ausgewiesen, wo rechnerisch eine Querkraftbewehrung erforderlich ist.

Rissbreitennachweis

Über den Button Erweitert... gelangt man in den Rissbreitennachweis-Dialog; dort sind alle Parameter zum Rissbreitennachweis nach 4.4.2 einzugeben.

Dichtheitsnachweis

Dieser Nachweis steht nur bei einer Bemessung nach DIN 1045-1 zur Verfügung (setzt eine gültige Lizenz des MicroFe-Moduls M344 'Nachweise für WU-Beton und wassergefährdende Stoffe' voraus).

Spannungsnachweis

Hier können Sie den Spannungsnachweis der Betondruckspannungen und der Betonstahlspannungen nach 4.4.1 aktivieren.
Um die Betondruckspannungen nach 4.4.1.2 zu begrenzen, wird die Bewehrung soweit erhöht, dass unter der nicht-häufigen Einwirkungskombination der Wert 0,6*fck nicht erreicht wird. Auf der sicheren Seite liegend werden zudem die Betondruckspannungen unter der quasi-ständigen Einwirkungskombination generell auf den Wert 0,45*fck begrenzt.
Die Betonstahlspannungen werden durch entsprechende Bewehrungsermittlung gemäß 4.4.1.3 unter der nicht-häufigen Einwirkungskombination auf den Wert 0,8*fyk begrenzt.

Ermüdungsnachweis

Über den Button Erweitert... gelangt man in den Ermüdungsnachweis-Dialog; dort sind alle Parameter zum Ermüdungsnachweis nach 4.3.7 einzugeben.