Berechnung und Bemessung eines mehrgeschossigen Wohnhauses nach DIN 1045-1 (07/01) und Gegenüberstellung der Ergebnisse mit Berechnungen nach DIN 1045 (07/88)
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Cevdet Kayali
- Abgabedatum: März 2005
- Umfang: 402 Seiten
- Dateigröße: 9,3 MB
- Note: 1,7
- Institution / Hochschule: Universität Duisburg-Essen, Standort Essen Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-8844-4
- ISBN (CD) :978-3-8324-8844-4 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Kayali, Cevdet März 2005: Berechnung und Bemessung eines mehrgeschossigen Wohnhauses nach DIN 1045-1 (07/01) und Gegenüberstellung der Ergebnisse mit Berechnungen nach DIN 1045 (07/88), Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Betonfestigkeitsklassen, Sicherheitskonzept, Schubnachweis, Stahlbeton, Betondeckungen
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Diplomarbeit von Cevdet Kayali
Einleitung:
Im Sommer 2001 wurde die neue DIN 1045-1 [Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton, Teil 1: Bemessung und Konstruktion] bauaufsichtlich eingeführt und ist seitdem in Koexistenz mit der alten Norm DIN 1045 [2] gültig. Nach der Übergangsfrist Ende 2004 gilt dann nur noch die neue Norm und die alte Norm ist endgültig abgelöst.
Die neue DIN 1045-1 [1] bringt eine Reihe von grundlegenden Änderungen mit sich. Für den in der Praxis tätigen Ingenieur bedeutet dies, dass die Auseinandersetzung mit dem Thema unabdingbar ist.
Das Thema dieser Diplomarbeit ist es, die beiden Normen miteinander zu vergleichen. Dies soll zwischen den Berechnungsvorschriften sowohl in konstruktiver als auch in wirtschaftlicher Hinsicht erfolgen. Der Vergleich erfolgt daher nicht wie weit verbreitet über einzelne Beispielaufgaben, sondern über ein gesamtes Bauwerk, das bereits nach alter Norm berechnet und bemessen wurde. Dies bringt neben dem Aufzeigen der Änderungen (einzelne Beispielaufgaben) auch den Vorteil Aussagen über wirtschaftliche Auswirkungen machen zu können. Dazu wurde das Bauwerk nach der neuen DIN 1045-1 (07.01) komplett neu berechnet und bemessen. Als Berechnungsgrundlage diente das vom Ingenieurbüro „Tragwerksplanung Uwe Voigt“ nach alter Norm errechnete Mehrfamilienhaus auf der Eppinkstr. 89 in 46539 Dinslaken. Von der Richtigkeit der gelieferten Berechnungen und Bemessungen wird ausgegangen und somit nicht überprüft.
Im ersten Abschnitt erfolgt die Gegenüberstellung der wesentlichen Änderungen in der Theorie. Die wichtigsten Änderungen vorab miteinander zu vergleichen bringt den Vorteil, dass das Verständnis der Gegenüberstellung im praktischen Teil erleichtert wird.
Im Hauptteil (zweiten Abschnitt) werden dann einzelne Tragelemente des mehrgeschossigen Wohnhauses konstruiert und bemessen. Hier erfolgt die Bemessung der Tragelemente nach der neuen Norm DIN 1045-1, wobei die Ergebnisse der alten DIN 1045 an den maßgebenden Stellen zum direkten Vergleich mit angegeben werden. Somit wird erreicht, dass für den Leser eine überschaubare Gegenüberstellung entsteht und durch die Dokumentationen (Auszüge aus der Norm) zusätzlich das Verständnis erleichtert wird.
Im dritten Teil erfolgt eine abschließende Beurteilung mit Zusammenfassung der Ergebnisse bezüglich aus der theoretisch erwarteten und praktisch erreichten Einsparungen.
Als Anhang werden dann im Einzelnen noch die:
Schalpläne, Positionspläne, Bewehrungspläne, Stahllisten und Schneideskizzen, EDV-Ausdrucke und Zulagen der wichtigsten Tragelemente hinzugefügt.
Wichtige Änderungen in der DIN 1045-1:
- Stahlbeton und Spannbeton werden nun gemeinsam in der neuen Norm geregelt.
- Hochfeste sowie Leichtbetone sind in der neuen Norm geregelt.
- Viele Bezeichnungen haben sich geändert.
- Die Begrenzung der Stahldehnung erhöht von 5 ‰ auf 25 ‰.
- Neues Sicherheitskonzept mit Teilsicherheitsfaktoren.
- Schubnachweis (Neu: Querkraftnachweis) erfolgt im Gegensatz zur alten Norm völlig anders.
- Es sind neue Verbundbereiche mit neuen Verankerungs- und Stoßlängen definiert.
- Neue Betonfestigkeitsklassen.
- Neue Betondeckungen.
Inhaltsverzeichnis:
| Bauobjektansicht | ||
| 1. | Einleitung | 1 |
| 1.1 | Allgemeines | 1 |
| 1.2 | Wichtige Änderungen in der DIN 1045-1 | 2 |
| 2. | Erläuterungen zum Tragsystem und Hinweise für die Benutzung | 3 |
| 2.2 | Tragsystem | 3 |
| 2.1 | Hinweise für die Benutzung | 3 |
| 3. | Gegenüberstellung der Änderungen bei den verwendeten Berechnungsvorschriften | 4 |
| 3.1 | Begriffe und Formelzeichen | 4 |
| 3.2 | Baustoffe | 8 |
| 3.2.1 | Beton | 8 |
| 3.2.2 | Betonstahl | 10 |
| 3.3 | Sicherstellung der Dauerhaftigkeit | 12 |
| 3.4 | Das neue Sicherheitskonzept | 16 |
| 3.5 | Schnittgrößenermittlung | 22 |
| 3.6 | Querkraftnachweis/Schubnachweis | 23 |
| 3.6.1 | Bauteile ohne rechnerisch erforderliche Querkraftbewehrung | 24 |
| 3.6.2 | Bauteile mit rechnerisch erforderlicher Querkraftbewehrung | 25 |
| 3.7 | Stützenberechnung | 27 |
| 4. | Berechnung und Bemessung aller Positionen entsprechend der Positionspläne | 32 |
| 4.1 | Erläuterungen und Hinweise | 32 |
| 4.2 | Berechnungen aller Tragelemente | 33 |
| Pos. 41 Stahlbetonsturz/Dachgaube | 33 | |
| Pos. 42 bis Pos. 46 | 37 | |
| Pos. 47 Stahlstütze | 38 | |
| Pos. 48 Fenstersturz | 38 | |
| Pos. 49 bis Pos. 51 Fenstersturz/Giebelsturz | 39 | |
| Pos. 52 Decke über dem DG | 40 | |
| Pos. 53 Überzug (Decke DG) | 45 | |
| Pos. 54 Überzug (Decke DG) | 46 | |
| Pos. 55 Stahlstütze | 48 | |
| Pos. 56 bis Pos. 70 Mauerwerksnachweise | 48 | |
| Pos. 71 Treppenlauf | 49 | |
| Pos. 72 Decke über dem OG | 51 | |
| Pos. 72-1 DGL-Unterzug | 52 | |
| Pos. 72-2 bisPos. 72-4 | 52 | |
| Pos. 72-5 bisPos. 72-9 | 52 | |
| Pos. 73 Zwischenpodest | 53 | |
| Pos. 74 Unterzug | 53 | |
| Pos. 75 Stahlbetonüberzug | 54 | |
| Pos. 76 Stahlbetonüberzug | 55 | |
| Pos. 77 Stahlbetonüberzug | 55 | |
| Pos. 78 Stahlbetonüberzug | 55 | |
| Pos. 79 Stahlbetonstütze | 56 | |
| Pos. 80 Stahlstütze | 58 | |
| Pos. 81 Stahlbetonstütze | 58 | |
| Pos. 82 Stahlbetonstütze | 58 | |
| Pos. 83 UZ-Rähm (Bereich Treppenhaus) | 59 | |
| Pos. 84 UZ-Rähm | 59 | |
| Pos. 85 bis Pos. 100 | 59 | |
| Pos. 101 Treppenlauf | 59 | |
| Pos. 102 Decke über dem EG | 60 | |
| Pos. 102-1 bis 102-8 | 61 | |
| Pos. 102-9 DGL-Unterzug | 61 | |
| Pos. 102-10 Eckstütze (Bereich Balkon) | 62 | |
| Pos. 103 Randunterzug | 62 | |
| Pos. 105 Stahlbetonstütze | 63 | |
| Pos. 106 Stahlbetonstütze | 64 | |
| Pos. 107 Stahlbetonstütze | 64 | |
| Pos. 108 bis Pos. 120 | 64 | |
| Pos. 121 Treppenlauf | 65 | |
| Pos. 122 Treppenlauf | 65 | |
| Pos. 123 Treppenlauf | 66 | |
| Pos. 124 Decke über dem EG | 67 | |
| Pos. 125 Stahlbetonunterzug | 68 | |
| Pos. 126 Stahlbetonunterzug | 69 | |
| Pos. 127 Stahlbetonstütze | 70 | |
| Pos. 128 Stahlbetonunterzug/-Überzug | 70 | |
| Pos. 129 Stahlbetonstütze | 71 | |
| Pos. 130 Stahlbetonstütze | 71 | |
| Pos. 131 Stahlbetonunterzug | 72 | |
| Pos. 132 Stahlbetonunterzug | 73 | |
| Pos. 133 Kelleraußenwand | 73 | |
| Pos. 134 bis Pos. 150 | 76 | |
| Pos. 151 Bodenplatte | 80 | |
| 5. | Schlusswort | 79 |
| Anlagen | 82 | |
| Schalpläne/Positionspläne | ||
| Bewehrungspläne | ||
| Gleichungenverzeichnis | ||
| Literaturverzeichnis | ||
| EDV-Ausdrucke und Zulagen |
Es muss für die Stütze zunächst bestimmt werden ob sie nach Theorie I. Ordnung oder nach Theorie II. Ordnung zu bemessen ist. Stützen die nach Theorie I. Ordnung zu bemessen sind, werden wie gewohnt auf Normalkraft bzw. Biegung mit Normalkraft bemessen. Das Kriterium für die Bemessung nach I. Ordnung ist, das die Auswirkungen der Bauteilverformungen die Tragfähigkeit nicht mehr als 10% verringert. Diese wird für Einzeldruckglieder angenommen, wenn sie die so genannten Schlankheitsgrenzen nicht überschreiten. Die alte DIN 1045 arbeitete ebenso mit Schlankheitsgrenzen, bei deren Einhaltung man keine Knicksicherheitsnachweise durchführen brauchte. Sind die Schlankheitsgrenzen überschritten, muss der Nachweis unter BerücksichtiBerechnung und Bemessung eines mehrgeschossigen Wohnhauses nach DIN 1045-1 (07.01) und Gegenüberstellung der Ergebnisse mit Berechnungen nach DIN 1045 (07.88) [...]
Bewehrungsvergleich Aus mathematischen Zusammenhängen sowie Annahmen bezüglich Druckstrebenneigungen der neuen Norm und Schubbereiche der alten Norm wurden ungefähre Werte für die Unterschiede in den Querkraftbewehrungen beider Normen hergeleitet. Die einzelnen Schubbereiche der alten Norm wurden für die Feststellung der Unterschiede wie folgt in die neue Norm interpretiert: Schubbereich 1 => geringe Querkraftbeanspruchung (VRd,ct) Schubbereich 2 => mittlere Querkraftbeanspruchung (VRd,sy) Schubbereich 3 => hohe Querkraftbeanspruchung (VRd,max) Unterschiede für geringe Querkraftbeanspruchung Eine Einsparung in Höhe von ca. 77 %. Unterschiede für mittlere Querkraftbeanspruchung Eine Einsparung in Höhe von ca. 60 %. Unterschiede für hohe Querkraftbeanspruchung Eine Einsparung in Höhe von ca. 70 %. Die oben angegebenen Einsparungen beruhen auf Annahmen für spezielle Fälle und bedeuten keineswegs exakte Einsparungen für jede Belastung und jedes System. Bei der Ermittlung dieser Werte wurde z.B. die nach neuer Norm weiter entfernt liegende Nachweisstelle Abstand d (alt: h/2) nicht berücksichtigt. [...]
Nachweisführung für Tragfähigkeit eines Querschnittes ohne Querkraftbewehrung erfolgt meist für Platten, die in den meisten Fällen keine Querkraftbewehrung erfordern. Für Balken oder einachsig gespannte Platten mit b/h < 5, für die aufgrund einer geringen Querkraftbeanspruchung ebenfalls der Nachweis VEd werden. VRd,sy Bemessungswert der durch die Tragfähigkeit der Querkraftbewehrung begrenzte maximal aufnehmbaren Querkraft Für einen Balken, sei es auch mit einer sehr geringen Querkraftbeanspruchung, muss der Nachweis demzufolge (wegen Mindestquerkraftbewehrung) über VRd,sy erfolgen. VRd,max Bemessungswert der durch die Druckstrebenfestigkeit begrenzten maximal aufnehmbaren Querkraft Beim Querkraftnachweis für einen Balken mit sehr hohen Querkraftbeanspruchungen VEd ist dieser dem maximalen Bemessungswert VRd,max gegenüber zu stellen. Zur Ermittlung der einwirkenden Querkraft VEd Dieser darf in einem Abstand d vom Auflagerrand ermittelt werden, da infolge der direkten Lagerung die auflagernahen Teile der Last nicht über die Bügel sondern direkt in das Auflager übergehen. In der DIN 1045-alt war dieser Abstand h/2 vom Auflagerrand. 3.6.1 Bauteile ohne rechnerisch erforderliche Querkraftbewehrung VRd,ct ist die Querkraft, die der Querschnitt ohne Querkraftbewehrung aufnehmen kann. Somit ist für Bereiche in denen die Bedingung VEd = VRd,ct eingehalten ist keine Querkraftbewehrung erforderlich. VRd,ct = 0,1 . k . h1 . (100 . rl . fck) - 0,12 . scd . bw . d (Gl. 3-6) VRd,ct zutreffend wäre, muss dennoch eine Mindestquerkraftbewehrung eingelegt [...]
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Kayali, Cevdet März 2005: Berechnung und Bemessung eines mehrgeschossigen Wohnhauses nach DIN 1045-1 (07/01) und Gegenüberstellung der Ergebnisse mit Berechnungen nach DIN 1045 (07/88), Hamburg: Diplomica Verlag
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