Indirekte Lasteinleitung-Stahlbetonbau

[Alfred Flaßhaar]

Hallo,

kürzlich war folgendes Problem zu lösen:

An einem Bestandsunterzug h=1,20m ist ein Stahlkonsol mit seiner Unterkante
etwa 25 cm über UK des Unterzuges anzudübeln. Das Stahlkonsol und damit
seine anschließende Dübelgruppe ist ca. 30 cm hoch, erreicht also nicht die
Oberkante des Unterzuges. Die Konsollast ist aufzuhängen mit Hilfe der
vorhandenen Querkraftbügel. Die Querkraftbügel waren bisher ausschließlich
zur Querkraftsicherung eingesetzt, Anteile aus Aufhängung waren daher nicht
vorgesehen. Die Bügel besitzen jedoch Querschnittsreserven. Welche
Druckstrebenneigung darf zur Lastverteilung aus der Dübelgruppe des Konsols
bis UK der Bügel angenommen werden? Es ist natürlich klar, daß durch flache
Druckstrebenneigung und dadurch bedingte Verteilung der Konsoleinzellast zur
Streckenlast mehr Bügel zur Aufhängung erfaßt werden und der Nachweis der
Aufhängung leichter wird. Reicht die Bügelverankerung mit Hilfe
Querkraftbügelschloß bzw. bei Plattenbalken mit Hilfe oberer
Plattenbewehrung aus?

Die wörtliche Normenauslegung (alt Bild 32 in DIN 1045 und neu) paßt nicht
zu diesem Fall. Im "Wommelsdorf" steht etwas zur Druckstrebennneigung 45°
und der berühmte Schlaich-Artikel (alle Jahre wieder im Betonkalender) ist
nicht zwingend.

Kennt jemand weitere Quellen zu den Fragen?

Freundliche Grüße,

Alfred Flaßhaar

[Ernst Sauer]

Post by Alfred Flaßhaar
Hallo,
An einem Bestandsunterzug h=1,20m ist ein Stahlkonsol mit seiner
Unterkante etwa 25 cm über UK des Unterzuges anzudübeln. Das
Stahlkonsol und damit seine anschließende Dübelgruppe ist ca. 30 cm
hoch, erreicht also nicht die Oberkante des Unterzuges. Die
Konsollast ist aufzuhängen mit Hilfe der vorhandenen Querkraftbügel.
Die Querkraftbügel waren bisher ausschließlich zur Querkraftsicherung
eingesetzt, Anteile aus Aufhängung waren daher nicht vorgesehen. Die
Bügel besitzen jedoch Querschnittsreserven. Welche
Druckstrebenneigung darf zur Lastverteilung aus der Dübelgruppe des
Konsols bis UK der Bügel angenommen werden? Es ist natürlich klar,
daß durch flache Druckstrebenneigung und dadurch bedingte Verteilung
der Konsoleinzellast zur Streckenlast mehr Bügel zur Aufhängung
erfaßt werden und der Nachweis der Aufhängung leichter wird. Reicht
die Bügelverankerung mit Hilfe Querkraftbügelschloß bzw. bei
Plattenbalken mit Hilfe oberer Plattenbewehrung aus?
Die wörtliche Normenauslegung (alt Bild 32 in DIN 1045 und neu) paßt
nicht zu diesem Fall. Im "Wommelsdorf" steht etwas zur
Druckstrebennneigung 45° und der berühmte Schlaich-Artikel (alle
Jahre wieder im Betonkalender) ist nicht zwingend.
Kennt jemand weitere Quellen zu den Fragen?
Freundliche Grüße,
Alfred Flaßhaar

Ich kenne keine weiteren Quellen, aber meiner Meinung nach
spricht nichts dagegen, im Rahmen der Grenzen der Gleichung 73
(DIN 1045-1) eine Druckstrebenneigung zu wählen und die
Nachweise zu führen.
Ich denke, dass es auch zulässig ist, für die beiden Beanruchungen
Querkraft und Lasteinleitung unterschiedliche Druckstrebenneigungen
zu wählen, denn das darf man bei Querkraft+Torsin auch.
Die Frage ist nur, welche Breite und Höhe die Struckstrebe für die
Lasteinleitung ist.

Ich würde den Nachweis wie folgt führen:
a) Nachweis der Querkraftbeanspr. (ohne F aus Lasteinl.) wie gehabt,
bei Wahl einer geeigneten Druckstrebenneigung genau so, dass
die folgenden Nachweise erfüllt sind.
Dafür die Tragfähigkeiten Vrd(Q) ermitteln.
b) Nachweis der Lasteinleitung z.B. wie folgt:
Wahl einer Druckstrebenneigung,
Breite der Druckstrebe z.B. bw/2,
Höhe der Druckstrebe etwa 25-4+30/2=z=36 cm
Einleitungskraft je Seite F/2;
Dafür die Tragfähigkeiten Vrd(F) ermitteln .
c) Nachweis der kombinierten Beanspruchung analog zur
Gleichung 93 (weil mit b/2 gerechnet wurde)
Ved(Q)/Vrd(Q) + Ved(F)/Vrd(F) < 1.
d) Normaler Nachweis außerhalb des Lasteinleitungsbereiches
für Q einschließlich F.

Post by Alfred Flaßhaar
Reicht die Bügelverankerung mit Hilfe Querkraftbügelschloß bzw. bei
Plattenbalken mit Hilfe oberer Plattenbewehrung aus?

Warum nicht, Zugkraft im Bügel bleibt Zugkraft im Bügel.
Allerdings steht für die Kraft F nur 1 Bügelschenkel zur Verfügung,
würde ich mal sagen.

Mit Gruß
Ernst Sauer

[Alfred Flaßhaar]

(...)

Post by Ernst Sauer
a) Nachweis der Querkraftbeanspr. (ohne F aus Lasteinl.) wie gehabt,
bei Wahl einer geeigneten Druckstrebenneigung genau so, dass
die folgenden Nachweise erfüllt sind.
Dafür die Tragfähigkeiten Vrd(Q) ermitteln.
Wahl einer Druckstrebenneigung,
Breite der Druckstrebe z.B. bw/2,
Höhe der Druckstrebe etwa 25-4+30/2=z=36 cm
Einleitungskraft je Seite F/2;
Dafür die Tragfähigkeiten Vrd(F) ermitteln .
c) Nachweis der kombinierten Beanspruchung analog zur
Gleichung 93 (weil mit b/2 gerechnet wurde)
Ved(Q)/Vrd(Q) + Ved(F)/Vrd(F) < 1.
d) Normaler Nachweis außerhalb des Lasteinleitungsbereiches
für Q einschließlich F.

Das ist ein denkbarer Weg. Er verfolgt konsequent das Fachwerkmodell.

Post by Ernst Sauer

Post by Alfred Flaßhaar
Reicht die Bügelverankerung mit Hilfe Querkraftbügelschloß bzw. bei
Plattenbalken mit Hilfe oberer Plattenbewehrung aus?

Warum nicht, Zugkraft im Bügel bleibt Zugkraft im Bügel.
Allerdings steht für die Kraft F nur 1 Bügelschenkel zur Verfügung,

Da bin ich anderer Meinung. Für Querkraftbügel ist die Verankerungsart klar
geregelt. Vertikale Aufhängebügelschenkel sind aus meiner Sicht von Anfang
bis Ende rechnerisch voll ausgelastete Stäbe und müssen auch voll verankert
werden, das leistet ein Bügelschloß meist nicht.

Ich habe mich in Ermangelung genormter Regeln dazu entschlossen, eine
Druckstrebenneigung von 45° zu wählen. Diese ist etagenweise anzuwenden und
führt zu einer tannenbaumähnlichen Drucksetzung (von der Seite her gesehen).
Der Nachweis ist gerade mal so geglückt. Andere Effekte wie z. B.
Zugkraftzuwachs in der Biegezugbewehrung aus H-Komponente der geneigten
Druckstreben habe ich vernachlässigt. Hoffentlich werden beim Setzen der
Dübel keine Eisen geschnitten.

Freundliche Grüße,

Alfred Flaßhaar

[Ernst Sauer]

Post by Alfred Flaßhaar
(...)

Post by Ernst Sauer

Post by Alfred Flaßhaar
Reicht die Bügelverankerung mit Hilfe Querkraftbügelschloß bzw. bei
Plattenbalken mit Hilfe oberer Plattenbewehrung aus?

Warum nicht, Zugkraft im Bügel bleibt Zugkraft im Bügel.
Allerdings steht für die Kraft F nur 1 Bügelschenkel zur Verfügung,

Da bin ich anderer Meinung. Für Querkraftbügel ist die
Verankerungsart klar geregelt. Vertikale Aufhängebügelschenkel sind
aus meiner Sicht von Anfang bis Ende rechnerisch voll ausgelastete
Stäbe und müssen auch voll verankert werden, das leistet ein
Bügelschloß meist nicht.

Da bin ich wiederum anderer Meinung, denn zunächst sind bei
beiden Situationen die Verhältnisse gleich: die vertikale Zugkraft
muss an die schräge Druckstrebe abgegeben werden.

Das wird auch dadurch bestätigt, dass man beim Anschluß eines
Nebenträgers eine vorhandene Schubbewehrung im Nachbarbereich
anrechnen darf.

Zitate aus der DIN 1045/18.10.2 (alt):

- "Die im Kreuzungsbereich ... vorhandene _Schubbewehrung_ darf
auf die _Aufhängebewehrung_ angerechnet werden".

Das dürfte man nicht, wenn unterschiedliche Verankerungen notwendig wären,
deshalb heisst es weiter:

- "Die Aufhängebewehrung ist nach Abschnitt 18.8.2 zu verankern ..".
In 18.8.2 werden die normalen Verankerungselemente der Bügel behandelt.

Mit Gruß
Ernst Sauer

[Alfred Flaßhaar]

Post by Ernst Sauer

(...)

Da bin ich wiederum anderer Meinung, denn zunächst sind bei
beiden Situationen die Verhältnisse gleich: die vertikale Zugkraft
muss an die schräge Druckstrebe abgegeben werden.

Das ist prinzipiell richtig. Nur regelt DIN 1045-1 die Neigung der
Druckstreben ausschließlich für Querkraftsicherung in Abhängigkeit vom
"Auslastungsgrad". Die Druckstrebenneigung aus Wirkung der Aufhängebügel
wird weder von DIN 1045-1 noch Heft 525 geregelt. Im neuen "Wommelsdorf" ist
hierzu nur der unverbindliche Hinweis auf 45° zu finden.

Post by Ernst Sauer
Das wird auch dadurch bestätigt, dass man beim Anschluß eines
Nebenträgers eine vorhandene Schubbewehrung im Nachbarbereich
anrechnen darf.

... wenn der Nebenträger Nebenträger in voller Querschnittshöhe im
Hauptträger einbindet. Mein "Fall" mit dem Konsol ist davon aber weit
entfernt.

Post by Ernst Sauer
- "Die im Kreuzungsbereich ... vorhandene _Schubbewehrung_ darf
auf die _Aufhängebewehrung_ angerechnet werden".

Das ist gemäß alter DIN 1045 so. Es ist laut Formulierung im neuen
Wommelsdorf aber umgekehrt, die Aufhängebewehrung darf zur
Querkraftsicherung mit herangezogen werden. War die Regel gemäß alter DIN
1045 insbesondere bei Plattenbalken hinsichtlich der Verankerung etwa zu
mutig?

Post by Ernst Sauer
Das dürfte man nicht, wenn unterschiedliche Verankerungen notwendig
- "Die Aufhängebewehrung ist nach Abschnitt 18.8.2 zu verankern ..".
In 18.8.2 werden die normalen Verankerungselemente der Bügel behandelt.

Alles richtig gemäß alter DIN 1045. Leider muß ich aber auch formell
vorgehen ;-). Nur die neue DIN 1045-1 ist bauaufsichtlich eingeführt laut
Regelliste. Die Frage: Wie sind Aufhängebügel zu verankern bleibt damit
förmlich unbeantwortet. Natürlich habe ich auch eine persönliche Fachmeinung
dazu.

Freundliche Grüße,

Alfred Flaßhaar

[Ernst Sauer]

Post by Alfred Flaßhaar

Post by Ernst Sauer

(...)

Da bin ich wiederum anderer Meinung, denn zunächst sind bei
beiden Situationen die Verhältnisse gleich: die vertikale Zugkraft
muss an die schräge Druckstrebe abgegeben werden.

Das ist prinzipiell richtig. Nur regelt DIN 1045-1 die Neigung der
Druckstreben ausschließlich für Querkraftsicherung in Abhängigkeit vom
"Auslastungsgrad". Die Druckstrebenneigung aus Wirkung der
Aufhängebügel wird weder von DIN 1045-1 noch Heft 525 geregelt. Im
neuen "Wommelsdorf" ist hierzu nur der unverbindliche Hinweis auf 45°
zu finden.

Das ist eine Privatmeinung von Herrn Wommelsdorf, nicht mehr.
45° sind immer gut, weil man auf der sicheren Seite liegt, wenn es
aber kneift ...
Bei allen Ausbruchversuchen stellen sich sehr viel flachere
Druckstreben ein.

Post by Alfred Flaßhaar

Post by Ernst Sauer
Das wird auch dadurch bestätigt, dass man beim Anschluß eines
Nebenträgers eine vorhandene Schubbewehrung im Nachbarbereich
anrechnen darf.

... wenn der Nebenträger Nebenträger in voller Querschnittshöhe im
Hauptträger einbindet. Mein "Fall" mit dem Konsol ist davon aber weit
entfernt.

Ich sehe die Dinge so:

Die Höhe, in der die Kraft eingeleitet wird, beeinflußt nur die Breite des
Einleitungsbereiches aber nicht die Art der Verankerung in der Druckzone.

Die Zugkraft im Bügel (woher auch immer) kann nur im Bereich der
Druckzone des Balkens an die Druckstreben abgegeben werden,
also (im Modell) nur
- über Verbundspannungen des in der Druckzone liegenden Bügelabschnittes,
der bis zum Ende der Krümmung des Bügelhakens vorhanden ist und
- über Druckkontakt des Bügels mit dem Längseisen.

Die horizontalen Bügelschenkel haben die Aufgabe, die horizontalen
Spaltzugkräfte aufzunehmen, deshalb muß bei Balken die Druckzone
umschlossen werden.
Bei Plattenbalken können die horizontalen Spaltkräfte auch von der
dort vorhandenen Plattenbewehrung aufgenommen werden.
Diese Verhältnisse sind bei Querkraft- und Aufhängebeanspruchung
gleich.

Wer mehr fordert, muss es sachlich begründen oder Sätze der Norm
zitieren, aus denen man eine andere Regelung herleiten kann.

Post by Alfred Flaßhaar

Post by Ernst Sauer
- "Die im Kreuzungsbereich ... vorhandene _Schubbewehrung_ darf
auf die _Aufhängebewehrung_ angerechnet werden".

Das ist gemäß alter DIN 1045 so. Es ist laut Formulierung im neuen
Wommelsdorf aber umgekehrt, die Aufhängebewehrung darf zur
Querkraftsicherung mit herangezogen werden. War die Regel gemäß alter
DIN 1045 insbesondere bei Plattenbalken hinsichtlich der Verankerung
etwa zu mutig?

Bei Plattenbalken ist die Situation auf jeden Fall kritischer als bei Balken,
weil die Druckzonenhöhe kleiner und die Querkraftbeanspruchung größer
ist. Aber da hilft das Schließen der Bügel überhaupt nicht.
Eine konstruktiv günstigere Situation bekommt man nur, wenn man
dünnere Bügel in einem engeren Abstand und dickere Längseisen wählt.

Post by Alfred Flaßhaar

Post by Ernst Sauer
Das dürfte man nicht, wenn unterschiedliche Verankerungen notwendig
- "Die Aufhängebewehrung ist nach Abschnitt 18.8.2 zu verankern ..".
In 18.8.2 werden die normalen Verankerungselemente der Bügel behandelt.

Alles richtig gemäß alter DIN 1045. Leider muß ich aber auch formell
vorgehen ;-). Nur die neue DIN 1045-1 ist bauaufsichtlich eingeführt
laut Regelliste. Die Frage: Wie sind Aufhängebügel zu verankern
bleibt damit förmlich unbeantwortet.

D.h. aber nicht, dass die alte Regelung falsch war, vielleicht haben die
Normenmacher gedacht, das ist ja so klar, dass man es nicht unbedingt
in die Norm schreiben muss.

Es fällt aber schon auf, dass in der neuen Norm viele früher üblichen
konstruktiven Regelungen herausgefallen sind, z. B. gibt es bei Platten
keine direkte Aussage mehr über die Mindestauflagertiefen, jetzt muss
man nachdenken und rechnen.
Mindestauflagertiefen konnten sich auch Poliere und Architekten
merken, Verankerungslängen ausrechnen werden sie wohl nicht.

Mit Gruß
Ernst Sauer

[Alfred Flaßhaar]

Post by Ernst Sauer

Post by Alfred Flaßhaar

(...)

Aufhängebügel wird weder von DIN 1045-1 noch Heft 525 geregelt. Im
neuen "Wommelsdorf" ist hierzu nur der unverbindliche Hinweis auf 45°
zu finden.

Das ist eine Privatmeinung von Herrn Wommelsdorf, nicht mehr.
45° sind immer gut, weil man auf der sicheren Seite liegt, wenn es
aber kneift ...

... und man ruhigen Gewissens schlafen möchte ...

Post by Ernst Sauer
Bei allen Ausbruchversuchen stellen sich sehr viel flachere
Druckstreben ein.

Gibt es neue Quellen darüber? Ich bin an Versuchsergebnissen zu Ausbrüchen
von Druckstreben im Bereich indirekter Lasteinleitung interessiert.

(...)

Post by Ernst Sauer
Die Höhe, in der die Kraft eingeleitet wird, beeinflußt nur die
Breite des Einleitungsbereiches aber nicht die Art der Verankerung in
der Druckzone.

Bedeutet das, die aufzuhängende Kraft muß _nicht_ in voller Größe an den
Beton-"Fachwerkknoten" angeschlossen werden?

Post by Ernst Sauer
Die Zugkraft im Bügel (woher auch immer) kann nur im Bereich der
Druckzone des Balkens an die Druckstreben abgegeben werden,
also (im Modell) nur
- über Verbundspannungen des in der Druckzone liegenden
Bügelabschnittes, der bis zum Ende der Krümmung des Bügelhakens
vorhanden ist und - über Druckkontakt des Bügels mit dem Längseisen.

ok

Post by Ernst Sauer
Die horizontalen Bügelschenkel haben die Aufgabe, die horizontalen
Spaltzugkräfte aufzunehmen, deshalb muß bei Balken die Druckzone
umschlossen werden.

Demnach reicht das Querkraft-Bügelschloß auch für Aufhängebügel aus?

Post by Ernst Sauer
Bei Plattenbalken können die horizontalen Spaltkräfte auch von der
dort vorhandenen Plattenbewehrung aufgenommen werden.
Diese Verhältnisse sind bei Querkraft- und Aufhängebeanspruchung
gleich.

ok

Post by Ernst Sauer
Wer mehr fordert, muss es sachlich begründen oder Sätze der Norm
zitieren, aus denen man eine andere Regelung herleiten kann.

ok
(...)

Post by Ernst Sauer
Bei Plattenbalken ist die Situation auf jeden Fall kritischer als bei
Balken, weil die Druckzonenhöhe kleiner und die
Querkraftbeanspruchung größer ist. Aber da hilft das Schließen der Bügel
überhaupt nicht.
Eine konstruktiv günstigere Situation bekommt man nur, wenn man
dünnere Bügel in einem engeren Abstand und dickere Längseisen wählt.

ok
(...)

Post by Ernst Sauer

Post by Alfred Flaßhaar
Alles richtig gemäß alter DIN 1045. Leider muß ich aber auch formell
vorgehen ;-). Nur die neue DIN 1045-1 ist bauaufsichtlich eingeführt
laut Regelliste. Die Frage: Wie sind Aufhängebügel zu verankern
bleibt damit förmlich unbeantwortet.

D.h. aber nicht, dass die alte Regelung falsch war, vielleicht haben
die Normenmacher gedacht, das ist ja so klar, dass man es nicht
unbedingt in die Norm schreiben muss.

Die alte Norm ist in der Praxis über Jahre hinweg erfolgreich erprobt. Das
ist ein starkes Kriterium. Die im Rechtsdeutsch eingebürgerte Formulierung,
daß es sich dabei um die eigenverantwortliche Anwendung einer jederzeit
widerlegbaren Vermutung handelt, dürfte damit vom Tisch sein.

Post by Ernst Sauer
Es fällt aber schon auf, dass in der neuen Norm viele früher üblichen
konstruktiven Regelungen herausgefallen sind, z. B. gibt es bei
Platten keine direkte Aussage mehr über die Mindestauflagertiefen,
jetzt muss man nachdenken und rechnen.
Mindestauflagertiefen konnten sich auch Poliere und Architekten
merken, Verankerungslängen ausrechnen werden sie wohl nicht.

Das ist auch aus meiner Sicht richtig. Und hier liegt der Hund begraben: Aus
Gründen der Wirtschaftlichkeit wird regelmäßig die Ausführungsplanung leider
nur sehr sparsam behandelt. Damit bleiben Fragen der konstruktiven
Durchbildung im Bewehrungsbau oft auf der Strecke.

Genau genommen ist meine Frage eine Bagatelle. Und wie ich schon sagte, ich
habe dazu auch eine persönliche Meinung(bitte den ;-) beachten) . Aber wie
wird man in die Lage versetzt nachzuweisen, daß ein Planungs- oder Baufehler
vorliegt, wenn das Regelwerk in Kleinigkeiten nichts aussagt?

Freundliche Grüße,

Alfred Flaßhaar