4.1 4 A Baustatik 4 B Baudynamik 4 C Tragwerksentwurf und Vorbemessung A BAUSTATIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Formeln für Schnitt- und Verschiebungsgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einzelstab. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Träger auf zwei Stützen. . . . . . . . . . . . . Einseitig eingespannter Träger . . . . . . . Beidseitig eingespannter Träger . . . . . . Längsbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . Torsionsbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . Träger auf 2 Stützen mit Kragarm . . . . Kragträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geneigte Einfeldträger. . . . . . . . . . . . . . Gelenkträger (Gerberträger) . . . . . . . . . Durchlaufträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Durchlaufträger mit gleichen Stützweiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Durchlaufträger mit gleichen Stützweiten und Gleichstreckenlast . . . . . . . . Zweifeldträger mit Gleichstreckenlast . Zweifeldträger mit Randmomenten. . . . Durchlaufträger mit gleichen Stützweiten und Randmomenten . . . . . . . . . . Dreifeldträger mit beliebigen Stützweiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Statische Größen für Durchlaufträger mit Gleichstreckenlast . . . . . . . . . . . . . . . . . Ungünstige Laststellungen . . . . . . . . . . Einflusslinien für Zweifeldträger mit gleichen Stützweiten . . . . . . . . . . . . . . . Rahmenformeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kehlbalkendach – Formeln . . . . . . . . . . Durchbiegungen f – Baupraktische Formeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reibungsbeiwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . Festigkeitslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . Querschnittswerte . . . . . . . . . . . . . . . . . Spannungen infolge M, N und V . . . . . . Torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Virtuelle Arbeitsprinzipien . . . . . . . . . Prinzip der virtuellen Kräfte, Reduktionssatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Integraltafel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prinzip der virtuellen Verschiebungen . Fachwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Baustatische Verfahren nach Theorie I. Ordnung1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kraftgrößenverfahren . . . . . . . . . . . . . . Drehwinkelverfahren . . . . . . . . . . . . . . . Traglastverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktionen für M, V und w nach Theorie II. Ordnung2) . . . . . . . . . . . . . Gebrauchsfertige Formeln nach Theorie II. Ordnung2) . . . . . . . . . . . . . 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 1.2 1.3 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 1.4.6 1.4.7 1.4.8 1.4.9 1.5 1.6 1.7 1.8 2 2.1 2.2 2.3 3 3.1 3.2 3.3 4 5 5.1 5.2 5.3 6 7 1) 2) 4.2 4.2 4.2 4.2 4.6 4.8 4.10 4.11 4.12 4.12 4.13 4.13 4.14 4.14 4.16 4.17 4.18 4.18 4.18 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 8 9 Transversalkräfte, Querkräfte, Querschnittsdrehwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . Elementare Lagerungsfälle des Einzelstabes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unverschieblicher Rechteckrahmen . . . Verschieblicher Rechteckrahmen . . . . . Gekoppelte Stützenreihe . . . . . . . . . . . . Knicklasten und Knicklängen . . . . . . Formeln für den elastisch gebetteten Stab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.65 BAUDYNAMIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.71 1 2 3 3.1 3.2 3.3 4 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einmassenschwinger . . . . . . . . . . . . . . Mehrmassenschwinger . . . . . . . . . . . . Bewegungsgleichung . . . . . . . . . . . . . . . Eigenschwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . Krafterregte Schwingungen . . . . . . . . . . Erdbebenbeanspruchung von Bauwerken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bewegungsgleichung . . . . . . . . . . . . . . . Zeitverlaufsverfahren. . . . . . . . . . . . . . . Antwortspektrenverfahren . . . . . . . . . . . Winderregte Schwingungen . . . . . . . . Menscheninduzierte Schwingungen. . 4.71 4.71 4.74 4.74 4.74 4.77 4.1 4.2 4.3 5 6 C TRAGWERKSENTWURF UND VORBEMESSUNG . . . . . . . . . . . . . . . 4.21 4.22 4.24 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Hinweise zum Tragwerksentwurf . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Checkliste zum Tragwerksentwurf . . . . Vorgehen beim Tragwerksentwurf . . . . Optimierung der statischen Systeme . . . Verbindungen, Verankerungen, Verbindungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vorbemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dächer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geschossdecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unterzüge/Überzüge . . . . . . . . . . . . . . . Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fundamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vorbemessungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . Hallentragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . Aussteifung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Haupttragsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dachbinder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hallenrandstützen aus Beton . . . . . . . . . Gründungen/Stützmauern . . . . . . . . . . . Skelettbauten aus Stahlbetonfertigteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gesamtstabilität – Aussteifung/ Abtragung horizontaler Lasten . . . . . Fugen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.43 4.43 4.45 4.48 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4 4.54 5 4.56 6 4.35 4.38 4.40 4.42 4.57 4.58 4.58 4.59 4.60 B 4.19 4.20 4.25 4.26 4.27 4.27 4.30 4.33 4.35 4.56 FEM siehe Kap. 2 B Bauinformatik Ausführliche Darstellung siehe www.schneider-bautabellen.de 4.77 4.77 4.77 4.78 4.80 4.82 4.85 4.85 4.85 4.85 4.86 4.89 4.89 4.91 4.91 4.98 4.102 4.103 4.105 4.106 4.108 4.108 4.108 4.109 4.110 4.111 4.111 4.112 4.114 4.118 4 Statik Entwurf 5.0 5 A Beton nach DIN EN 206-1/ DIN 1045-2 5 B Betonstahl und Spannstahl 5 C Stahlbeton- und Spannbetonbau nach EC 2 5 D Straßenbrücken in Massivbauweise 5 E Bemessungs- und Konstruktionstafeln nach EC 2 A BETON NACH DIN EN 206-1/ DIN 1045-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Ausgangsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . Zement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gesteinskörnungen . . . . . . . . . . . . . . Zugabewasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . Betonzusatzmittel . . . . . . . . . . . . . . . Betonzusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 5.2 5.3 5.4 5.4 5.5 5.5 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Eigenschaften des Frischbetons und Nachweisverfahren . . . . . . . . . Konsistenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mehlkorngehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . Luftgehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Frischbetontemperatur . . . . . . . . . . . Frischbetonrohdichte . . . . . . . . . . . . 5.5 5.5 5.5 5.6 5.6 5.6 3 3.1 3.2 3.3 Eigenschaften des Festbetons . . . . 5.6 Dauerhaftigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6 Druckfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9 Trockenrohdichte . . . . . . . . . . . . . . . 5.10 4 Anforderungen an die Zusammensetzung des Betons . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Anforderungen . . . . . . . Anforderungen an die Betonzusammensetzung nach den Expositionsklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anforderungen an die Zusammensetzung von Standardbeton . . . . . . . . . . Anforderungen an die Zusammensetzung von Beton mit hohem Wassereindringwiderstand . . . . . . . . . . . . Anforderungen an die Zusammensetzung von Unterwasserbeton für tragende Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5.10 5.10 5.10 5.13 5.13 5.13 5 5.1 5.2 5.3 Festlegung des Betons . . . . . . . . . . . Beton nach Eigenschaften . . . . . . . . Beton nach Zusammensetzung . . . . . Standardbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.13 5.13 5.14 5.14 6 7 Herstellung des Betons . . . . . . . . . . Nachbehandlung und Schutz des Betons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Produktionskontrolle beim Betonhersteller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konformitätskontrolle beim Betonhersteller und Konformitätskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beton nach Zusammensetzung und Standardbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beton nach Eigenschaften . . . . . . . . 5.14 8 9 9.1 9.2 5.14 5.15 5.16 5.16 5.17 10 10.1 10.2 Überwachungsprüfungen durch das Bauunternehmen . . . . . . . . . . . 5.18 Art und Häufigkeiten der Prüfungen 5.19 Beurteilung der Ergebnisse der Druckfestigkeitsprüfung . . . . . . . . . . 5.19 B BETONSTAHL UND SPANNSTAHL . . . . . . . . . . . . . . . . 5.20 1 1.1 1.2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.20 Lieferformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.20 Eigenschaften und zulässige Schweißverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 5.22 2 2.1 2.2 Spannstähle, Spannglieder . . . . . . . 5.23 Spannstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.23 Spannglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.24 C STAHLBETON- UND SPANNBETONBAU NACH EC 2 . . . . . . . 5.25 1 Formelzeichen, Begriffe, Geltungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geltungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.5.4 3.5.5 3.5.6 5.25 5.25 5.26 5.26 Bemessungsgrundlagen . . . . . . . . . Nachweisform u. Sicherheitsbeiwerte Bemessungskonzept u. -situation . . . Grenzzustände der Tragfähigkeit . . . Grenzzust. der Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dauerhaftigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . Anforderungen an Befestigungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bautechnische Unterlagen . . . . . . . . Ausgangswerte für die Bemessung. . Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.27 5.27 5.27 5.27 Schnittgrößenermittlung . . . . . . . . Allgemeine Grundlagen . . . . . . . . . . Imperfektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . Räumliche Steifigkeit u. Stabilität . . Tragwerksidealisierung . . . . . . . . . . . Berechnungsverfahren . . . . . . . . . . . Verfahren zur Schnittgrößenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vereinfachungen . . . . . . . . . . . . . . . . Lineare Berechnung . . . . . . . . . . . . . Plastische Berechnungsverfahren . . . Biegemomente in rahmenartigen Tragwerken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schnittgrößenermittlung bei Platten . 5.36 5.36 5.37 5.38 5.44 5.45 5.29 5.30 5.30 5.30 5.31 5.31 5.34 5.35 5.45 5.45 5.46 5.47 5.48 5.49
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