Frilo.System.Next

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Frilo.System.Next
MAGAZIN 2012
FRIL
FRILO-Magazin 2012
Schwerpunkt Eurocode
Frilo.System.Next
„Welt der Verbindungen“, Böllhoff Gruppe, Bielefeld
Architekt:
Architekten
Wannenmacher + Möller GmbH
Lessingstraße 48a
33604 Bielefeld
www.wannenmacher-moeller.de
Tragwerksplanung:
Ingenieurbüro Grage
Gesellschaft für Tragwerksplanung mbH
Bielefelder Straße 9
32051 Herford
www.grage-ingenieure.de
In der „Welt der Verbindungen“ stellt die Böllhoff Gruppe, ein führender
Hersteller von Verbindungselementen, Montagetechnik und Verarbeitungssystemen, ihre Dienstleistungen und Technologien vor. Das mit der
Tragwerksplanung des zwischen 2008 und 2009 realisierten Projekts
beauftragte Ingenieurbüro Grage, Herford, setzt seit über 20 Jahren auf
die CAD-Lösungen von GLASER -isb cad-.
Der geradlinige, kubische Bau besteht aus drei Geschossen. Gemäß dem
architektonischen Entwurf kragt das zweite Obergeschoss ca. 3,00 m
nach Westen aus, während das erste Obergeschoss nach Süden auskragt.
Durch die verschiedenen Richtungen der auskragenden Geschosse wird
ein außergewöhnlicher Gesamteindruck erzielt.
Im Erdgeschoss befindet sich eine großzügige Kantine mit Neben- und
Lagerräumen. Das erste Obergeschoss, Herzstück des Baus, beherbergt
ein Foyer, ein innenliegendes Forum, umlaufende Präsentationsflächen
sowie weitere Besprechungs- und Konferenzräume. Das zweite Obergeschoss dient als Büroetage mit Arbeitsplätzen, Besprechungs- und
Nebenräumen. Die inneren Büroräume besitzen einen begrünten Lichthof.
An das erste Obergeschoss als Forum und Präsentationsetage wurden
hohe repräsentative Ansprüche mit entsprechenden Anforderungen an
die Gebäudetechnik, sowie eine sehr große Variabilität gestellt. Daher
wurde eine punktgestützte Flachdecke mit einem relativ großen Stützenraster von ca. 10,80 x 9,60 m gewählt. Aufgrund der Anforderungen
an die Gebäudetechnik
ergibt sich eine unterzugsfreie Konstruktion.
Die Decken wurden in
Ortbeton als Hohlkörperdecke mit Cobiax®Elementen in den Deckenfeldern erstellt.
Die Durchstanzbereiche
über den Stützen wurden
als Betonvollquerschnitte
mit Dübelleisten hergestellt. Erforderliche Deckenüberhöhungen, sowohl
im Feld als auch an den verschiedenen Kragarmen, wurden entsprechend
des finiten Verformungsbildes berücksichtigt. Die Deckenstärken betragen von 28 bis 40 cm. Die Cobiax®-Hohlkörper besitzen einen Durchmesser zwischen 18 und 27 cm.
-isb c
2012ad-
Ein echtes
Bauplanungswerkzeug
GLASER -isb cad- 2012
Mit durchdachten Detaillösungen hebt sich -isb cad- 2012 von
unspezifischen CAD-Programmen ab. Die leistungsstarke Kombination von Allgemeinem Konstruktions- und Bewehrungsprogramm enthält alle Funktionen zur Bearbeitung von Positions-,
Schal- und Bewehrungsplänen. Mit Hilfe der EnEV-Schnittstelle
sind Sie auch für neue Aufgaben gerüstet. Der Im- und Export
von DWG- und DXF-Daten (jeweils Stand 2012) erfüllt Ihre
Anforderungen im Datenaustausch.
Automatische Bewehrungsvorschläge helfen Ihnen dabei, Ihre
Flächenbauteile schnell zu bewehren – mit oder ohne Berücksichtigung von FEM-Ergebnissen aus Programmen von Frilo
oder anderen Herstellern.
Variantenprogramme
Wenn es noch schneller gehen soll, unterstützen Sie die Variantenprogramme von GLASER -isb cad- bei täglicher Routinearbeit.
Teilpläne werden durch wenige Eingaben innerhalb von Minuten
erzeugt. Ideal für die zeitsparende Bearbeitung von Fundamenten, Stützen, Unterzügen und anderen Standardbauteilen!
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Editorial
Cloud Computing
Cloud Computing weckt die Erwartung von neuem Geschäft und neuen Umsatzrekorden für die Anbieter und
auf der Nutzerseite die Vorstellung von weniger IT-Kosten
bei besserer Verfügbarkeit. Dabei ist der Begriff der Cloud
genauso nebulös wie die deutsche Übersetzung – in einer
Wolke kann man auch nicht weit sehen.
Schlagworte wie Skalierbarkeit, Komfort, Flexibilität begleiten diesen Begriff genauso wie die alles entscheidende
Frage, ob die Sicherheit der Daten gegen unbefugten
Zugriff gewährleistet ist.
Unter Cloud Computing wird alles zusammengefasst, was
mit Anwendungen verbunden ist, die nicht mehr lokal auf
dem eigenen Rechner installiert sind, sondern als ServiceLeistung von einem Anbieter über das Internet zur Verfügung gestellt werden. Maximale Leistung auf modernen
Computern, keine technischen Probleme mit Installation
und Bereitstellung, Nutzung auf beliebigen Endgeräten
an beliebigen Orten – das alles ist eine faszinierende
Vorstellung.
Natürlich sind auch alle Daten in der Cloud abgelegt und
damit theoretisch dem Zugriff für alle ausgesetzt. Genau
an dieser Stelle setzt die große Unsicherheit ein und die
alles entscheidende Frage ist: Kann man den Anbietern der
Cloud-Dienste vertrauen?
Das Thema Sicherheit muss von zwei Seiten beleuchtet
werden. Die physikalische Sicherheit der Daten und Programme gegen Verlust und die Sicherheit gegen Missbrauch. Für den ersten Punkt ist die Sicherheit bei einem
Cloud-Anbieter deutlich besser als bei jeder lokalen
Speicherung. Die großen Anbieter wie Google, Microsoft,
Apple, Amazon und auch andere investieren in die Datensicherheit sehr viel und haben die Daten redundant auf
verschiedenen Servern mit automatischen Spiegelungen
sehr sicher abgelegt.
In den Schutz gegen fremden Zugriff investieren diese
Anbieter sicherlich genauso viel, ist es doch die Geschäftsgrundlage für das Cloud Business. Kein Anbieter kann
es sich leisten, Lücken in der Sicherung gegen fremden
Zugriff zu haben, vor allem schon deswegen nicht, weil die
weltweite Gemeinde der Hacker eine solche Lücke schnell
aufzeigen und veröffentlichen würde.
Die Verfügbarkeit der Internet Verbindungen ist heute so
gut wie immer gewährleistet und ein Ausfall der Verbindungen hat eine niedrigere Wahrscheinlichkeit als ein
Ausfall des eigenen PC´s oder des eigenen Netzwerks.
Sicherheit und Verfügbarkeit sind also bei einer CloudLösung mindestens auf demselben Stand, wie bei einer
lokalen IT-Lösung, bei genauer Betrachtung sogar höher.
Es bleibt aber eine Unsicherheit, weil zumindest der Anbieter selbst den vollen Zugriff auf die Daten hat. Kann man
einem großen Anbieter vertrauen, wenn in regelmäßigen
Abständen in den Medien von Datenkraken berichtet wird,
die alles sammeln und verknüpfen, was an Daten im Internet zur Verfügung steht?
Bei dieser Betrachtung ist zu unterscheiden zwischen den
Daten, die im Rahmen von Anmeldungen oder besonderen Dienstleistungen dem Anbieter freiwillig übergeben
wurden und über die man keine Kontrolle hat, und den
Daten, die in ein persönliches Verzeichnis gelegt werden,
auf das nur der Besitzer oder von ihm autorisierte Personen Zugriff haben.
Sollte jemals öffentlich werden, dass ein Anbieter von
Cloud-Diensten die Daten seiner Anwender bewusst für
eigene Zwecke missbraucht, wäre es das Ende des Geschäftsmodells des Anbieters und ein schwerer Rückschlag
für das gesamte Cloud Computing. Es ist also davon auszugehen, dass die Sicherheit gegen fremden Zugriff einen
sehr hohen Stellenwert beim Anbieter hat und mit viel
Kompetenz und Einsatz auf dem bestmöglichen Stand
gehalten wird.
Technische Entwicklungen unterstützen den Prozess der
maximalen Sicherheit und es gibt heute schon Anbieter,
bei denen die Daten nicht mehr im Klartext vorliegen. Die
Daten werden vor der Ablage verschlüsselt, mit einem
Schlüssel, der nur dem Nutzer bekannt ist, und somit hat
auch der Anbieter keine Möglichkeit die persönlichen
Daten auszulesen.
Anwendungen in der Cloud werden unsere Zukunft dominieren, der Grad der Nutzung bleibt jedem selbst überlassen. Sie als Anwender werden entscheiden, wie sich diese
Entwicklung weiter fortsetzt und wie schnell.
Der Einstieg in das Cloud Computing wird nicht mit dem
CAD-Arbeitsplatz beginnen, sondern eher mit der Verlagerung von Mail- und Office-Anwendungen. Die zentrale
Ablage von Daten kann ein nächster Schritt sein, und für
große Systeme kann man sich maximale Rechenpower über
die Cloud verfügbar machen.
Auch nach mehr als 40 Jahren
stürmischer Entwicklung auf
dem IT-Sektor bleibt die Zukunft
spannend.
Hans Stegmüller
FRILO-Magazin 2012 3
Inhalt
Inhalt
Frilo-News
5
Fachartikel
Bemessung von Stützenfußkonstruktionen nach EC3 6
Eurocode
Umstellung von nationalen zu europäischen Normen
in Deutschland
Lastannahmen nach DIN EN 1990/NA:2010 und
DIN EN 1991/NA:2010
Stahlbetonbau nach DIN EN 1992:2011 und
DIN EN 1992/NA:2011
DIN EN 1993 – Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
Holzbau nach DIN EN 1995:2010 und DIN EN 1995/NA:2010
DIN EN 1996 – Bemessung und Konstruktion von
Mauerwerksbauten
DIN EN 1994 – Verbundtragwerke aus Stahl und Beton
DIN EN 1997 – Entwurf, Berechnung und Bemessung
in der Geotechnik
Zur Weiterentwicklung der Eurocodes
Eurocode mit deutschem NA in den Frilo-Programmen
14
18
31
34
38
46
50
51
52
55
Frilo-Software
Frilo.System.Next
Frilo.Control.Center
Frilo.Document.Designer Frilo und die Tablet Computer
FDC.NET - Weiterentwicklung der Benutzerführung
LWS - Neues Design beim Wind- und Schneelastprogramm
56
58
60
62
64
66
Programmübersicht
GEO - Das FRILO-Gebäudemodell ...
DLT - Durchlaufträger
Stahlbeton
Stahlbau
Holzbau und Hausdächer
Grundbau
Mauerwerk
Platten und Scheiben
Stabwerke ESK/RS/TRK
Verschiedenes
68
70
71
72
74
76
78
80
82
84
85
Produktinformationen
Grat + Kehlsparren mit SEMA und FRILO
Allplan für den guten Ton - BIM für einen optimalen und
nahtlosen Planungs- und Bauprozess
4 FRILO-Magazin 2012
86
88
Bild o/u: Derix Holzleimbau, www.derix.de
Impressum:
Das FRILO Magazin ist eine Kundenzeitschrift für Baustatiker und
Tragwerksplaner mit jährlicher Erscheinungsweise.
Herausgeber Friedrich + Lochner GmbH
Stuttgarter Straße 36
70469 Stuttgart
Tel: +49 711 810020
Fax: +49 711 858020
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Online: www.frilo.de
Redaktion, Layout, Anzeigen
Technische Dokumentation der Friedrich+Lochner GmbH
Dieter Ziegler
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DE 185 284 657
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Derix Holzleimbau: S. 4, 76
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Haftung übernehmen. Änderungen an den beschriebenen Produkten liegen in der Natur der Sache.
ISSN
1439-1015
FRILO-Service
Frilo-News
Programmentwicklung
Neue Programme
STS Stahlstütze EC 3
STT Einfeldträger Stahl EC 3
MWMMauerwerk mehrgeschossig EC6
Q2 Querschnittswerte von
Polygonflächen
FDD Frilo.Document.Designer
Das flexible Statikdokument
HTW Wandtafel - in Entwicklung 5/12
LWS Lastermittlung Wind- und
Schnee - in Entwicklung 5/2012
Eurocode-Entwicklung
Die Implementierung des Eurocode
in unsere Programme geht ständig
voran. Einen aktuellen Überblick über
den Stand der Implementierung erhalten Sie auf unserer Homepage unter
der Rubrik „Service - Eurocode“.
Siehe auch → Seite 53
statten geht. Dabei wird eine Datenbank für die Verwaltung der Projekte
und Positionen mit installiert – diese
Technik ermöglicht auch das sichere
Arbeiten mehrerer Beteiligter an einem
Projekt in einem größeren Netzwerk.
Studentenversionen / Demo
Für Studenten bieten wir gegen Vorlage der Studienbescheinigung eine
Studentenversion unserer Programme.
Auch eine Komplett-Demo kann von
unserer Homepage heruntergeladen
werden.
Frilo.System.Next lautet der Begriff für
die neue Frilo-Programmgeneration.
Diese aktuelle Frilo-Programmtechnik
wird geprägt durch den Einsatz einer
Datenbank, einer neuen Installation
sowie effizienten Verwaltungs- und
Dokumentations-Werkzeugen. Darüber hinaus sind bereits einige Programme mit der neuen modernen
FDC.Net-Eingabeoberfläche in der
Entwicklung (FD, B6, HTW) – lesen Sie
hierzu die Artikel ab → Seite 56.
Für alle SSV-Kunden, die ihre Updates
und Releaseversionen über die FriloHomepage herunterladen, wurde die
Handhabung deutlich einfacher: Ein
Update-Release-Button im Fenster
„Frilo.System.Next“ zeigt die Verfügbarkeit einer neuen Downloadversion
an. Nach einem Klick auf diesen Button
werden in einem Info-Fenster die
wesentlichen Änderungen in einer
Kurzdarstellung übersichtlich aufgeführt – der Anwender kann dann
entscheiden, ob er dieses Update
installieren will. Ein weiterer Mausklick
genügt und die installierten Programmversionen werden aktualisiert.
Neue Installation
FAQ - Frequently asked questions
Eurocode
Mit dem Release 2011 wurde erstmals
der neue Frilo-Installer mitgeliefert.
Die Vorteile der neuen Installation
zeigen sich vor allem in einem automatischen Ablauf einer Standardinstallation, die nahezu ohne zusätzliche
Eingaben seitens des Anwenders von
Mit der Rubrik „FAQ“ haben wir auf
unserer Homepage nun einen Bereich
angelegt, in dem wir Tipps zu den
häufigsten auftretenden Fragen und
Problemen bei der Bedienung und Installation von Frilo-Programmen geben.
www.frilo.de → Service - FAQ.
Auf unserer Homepage finden Sie
unter „Service - Publikationen“
Fachartikel, nützliche Informationen
und weiterführende Links. Wir wollen
diesen Bereich natürlich noch weiter
ausbauen - schauen Sie doch mal rein!
Frilo.System.Next
Hotline
Die telefonische Unterstützung bei
Anwender- und Softwareproblemen
wird von qualifizierten Ingenieuren
erbracht und ist im Rahmen eines
Software-Service-Vertrages kostenfrei.
Hotline-Zeiten: 8.30 Uhr bis 12.00 Uhr
und 13.00 Uhr bis 17.00 Uhr.
Veranstaltungen/Schulungen
Termine und Online-Anmeldung
finden Sie auf www.frilo.de
FRILO-Magazin 2012 5
Stützenfußkonstruktionen
Bemessung von Stützenfußkonstruktionen nach EC 3
Fabio Babler, Benno Cycha, Dominic Lorenz, Michael Palka, Christoph Steppan
Stützenfüße
Stützenfüße dienen zur Übertragung der Stützenlasten
auf das bewehrte oder unbewehrte Betonfundament und
haben dafür zu sorgen, dass die Pressungen in der Aufstandsfläche der Stütze die Grenzbeanspruchung nicht
überschreiten. Am Stützenfuß muss außerdem durch
Anordnung einer Vergussfuge von 3 bis 6 cm Solldicke oder
durch Einführung der Stütze in einen Köcher ein Ausgleich
von Höhen- und Lageungenauigkeiten des Fundaments und
von Unebenheiten der Fundamentoberfläche möglich sein.
Gelenkig gelagerte Stützen
Für gelenkig angeschlossene Stützen ergeben sich je nach
Größe der zu übertragenden Kräfte (N, V) folgende konstruktive Möglichkeiten (Abb. 2):
a)
unversteifte Fußplatte,
b)
versteifte Fußplatte,
c)
kippbare Lagerkonstruktion.
Zur horizontal unverschieblichen Festhaltung werden die
Fußkonstruktionen durch Ankerschrauben, Knaggen oder
Dübel mit dem Fundament verbunden.
Abb. 2: Gelenkige Stützenfußkonstruktionen
Der Anschluss Stütze – Fußplatte erfolgt auf Kontakt
(Sägeschnitt ohne weitere Bearbeitung). Die Querkraft
V, jedoch mindestens N/4, ist mittels Kehlnaht ringsum
anzuschließen.
Anschluss Fußplatte – Vergussfuge
Für die Nachweisführung der Fußplatte bzw. die Bestimmung der erforderlichen Plattendicke darf nach {EC3-1-8:
6.2.5} ein äquivalenter T-Stummel mit Druckbeanspruchung herangezogen werden. Diese T-Stummelflansche
befinden sich in jenen Bereichen der Stützenquerschnitte,
unter denen aus der Beanspruchung Druckspannungen
resultieren.
Die Grenzpressung in der Mörtelfuge ist
fj,d 
Abb. 1: Gelenkige Stützenfußkonstruktionen
I  FRdu
beff  leff β1
Lagerfugenbeiwert
β1 = 2/3 ,
wenn die Mörtelfestigkeit ≥ 0,2 mal der Betonfestigkeit
und die Mörteldicke ≤ 0,2 mal der kleineren Breite der
Fußplatte ist.
Mit FRdu aus {EC2-1-1 (6.63)}
FRdu = Ac 0 ⋅ fcd ⋅
fcd = α cc ⋅ fck / γ c
fcd
6 FRILO-Magazin 2012
(1)
A
A c1
mit c1 ≤ 9
Ac0
Ac0
{EC2 (3.15)} (2)
(3)
Bemessungswert der einaxialen Druckfestigkeit des
Betons
Bemessung nach EC3
fck
acc
C
charakteristische Zylinderdruckfestigkeit des Betons
nach 28 Tagen {EC2-Tab. 3.1}
Beiwert zur Berücksichtigung von Langzeitauswirkungen auf die Betondruckfestigkeit und von
ungünstigen Auswirkungen durch die Art der Beanspruchung. Empfohlener Wert: acc = 1,0
Teilsicherheitsbeiwert für Beton C = 1,5
Die Fläche Ac1 erhält man unter einem maximalen Ausbreitungswinkel von 2:1, begrenzt durch 3-fache Breite
bzw. Länge oder durch die seitliche Begrenzung des
Betondruckkörpers.
Ist die wirkliche Abmessung der Grundkomponente des
Anschlusses (der Fußplatte), welche durch den T-Stummel
abgebildet wird, kleiner als die Ausbreitungsbreite c, so ist
die wirksame Fläche nach (Abb. 4) anzusetzen. Ist die wirkliche Abmessung der Grundkomponente des Anschlusses
(der Fußplatte), welche durch den T-Stummel abgebildet
wird, größer als Ausbreitungsbreite c, so ist der den Wert
c übersteigende Anteil zu vernachlässigen, siehe {EC3-1-8:
Bild 6.4.}
Nachweis der Betonpressung
FEd ≤ FC ,Rd mit
(4)
FC ,Rd = fjd ⋅ beff ⋅ leff
FC ,Rd = βI ⋅ Ac 0 ⋅
FEd
A
und cc = 1,0 folgt
(5)
A c1
A
⋅ fck / γ c wobei c1 ≤ 9
Ac0
Ac0
(6)
ist jener Teil der Kraft, die der Fläche A zugehörig ist
Fläche jenes Teiles der Fußplatte im Bereich beff und
leff (Abb. 4)
Aus der geometrisch bedingten Überlagerung der Ausbreitungsbereiche (Abb. 4), ist zu prüfen, welche tatsächlich
gegebene Ausbreitungsfläche unter den gedrückten Querschnittsbereichen bei vorhandener Beton-(Fundament-)
dicke vorliegt.
Abb. 3: Druckfläche unter der Fußplatte {EC2-1-1, Bild 6.29}
Die Einleitung der Kräfte soll gleichmäßig über die Fußplatte verteilt angenommen werden, wobei rund um das
Profil ein Abstand c anzunehmen ist. Die Tragfähigkeit des
T-Stummels wird aus der Tragfähigkeit für die Kombination
folgender Grundkomponenten bestimmt:
Fußplatte mit Biegung aufgrund der Lagerpressung;
Beton und/oder Mörtelfüllung unter der Lagerpressung.
Abb. 5: Druckflächen unter T-Stummeln
Abb. 4: Fläche des äquivalenten T-Stummels {Bild 6.4}
Nachweis der Fußplatte
Für die Spannungsverteilung unter dem T-Stummel darf
eine gleichmäßige Verteilung angenommen werden. Die
Druckspannung auf der Auflagerfläche darf den Bemessungswert der Beton- oder Mörtelfestigkeit fjd unter
Lagerpressung nicht überschreiten, wenn die zusätzliche
FRILO-Magazin 2012 7
Stützenfußkonstruktionen
Ausbreitungsbreite c folgenden maximalen Wert annimmt:
Aus Widerstandsmoment mal Fließspannung
2
mRd =
tp fy
6γ M
(7)
fyb
A
As
M2
und Moment eines Kragarmes wird
v
c2
mEd ≤ fj,d ⋅
2
c2 =
(8)
2
tp ⋅ fy
2 ⋅ mRd
=
3 ⋅ fj,d ⋅ γ M
fj
c = tp
{(6.5)} (9)
fy
3 ⋅ fj,d, d ⋅ γ M
Streckgrenze der Ankerschraube, wobei
235 N/mm² ≤ fyb ≤ 640 N/mm².
Querschnittsfläche der Ankerschraube
Spannungsquerschnittsfläche der
Ankerschrauben
Teilsicherheitsbeiwert für Zugbeanspruchung
M2 =1,25
Beiwert für Abscherbeanspruchung nach
{EC3-1-8: Tab 3.4} v = 0,5 oder 0,6
Der Gesamtschubwiderstand der Fußplatte ist wie folgt zu
bestimmen:
Fv ,Rd = Ff ,Rd + n ⋅ F vb ,Rd
n
Nachweis Querkraft
Nach {EC3-1-8: 6.2.2} ist wie folgt vorzugehen:
Wenn für die Aufnahme der Querkräfte an Fußplatten
keine speziellen Schubelemente vorgesehen sind, wie z.B.
Blockanker oder Dübel, so ist in der Regel nachzuweisen,
dass die Querkräfte entweder durch den Gleitwiderstand
zwischen Fußplatte und Fundament, oder, falls die Schraubenlöcher nicht übergroß sind, durch die Abschertragfähigkeit der Ankerschrauben, übertragen werden können. Die
Lochleibungstragfähigkeit von Blockankern oder Dübeln im
Beton ist in der Regel nach EN 1992 zu überprüfen.
Der Gleitwiderstand zwischen Fußplatte und Mörtelschicht
ist wie folgt zu bestimmen:
Ff ,Rd = C f ,d ⋅ Nc ,Ed (14)
Anzahl der Ankerschrauben in der Fußplatte.
Nachweis Schweißnähte
Folgende Schweißnahtspannungen können auftreten:
┴ Normalspannung senkrecht zur Schweißnahtachse
 Normalspannung parallel zur Schweißnahtachse
┴ Schubspannung (in der Ebene der Nahtfläche) senkrecht zur Schweißnahtachse
 Schubspannung (in der Ebene der Nahtfläche) parallel
zur Schweißnahtachse
║
║
(10)
Cf,d
Reibbeiwert zwischen Fußplatte und Mörtelschicht.
Für Sand-Zement-Mörtel kann der Wert von
Cf,d = 0,20 verwendet werden.
Nc,Ed Bemessungswert der einwirkenden Druckkraft in
der Stütze.
Die Abschertragfähigkeit Fvb,Rd einer Ankerschraube ist
als Minimum der beiden Werte F1,vb,Rd und F2,vb,Rd zu
bestimmen:
F1,vb,Rd Abschertragfähigkeit der Ankerschraube, nach
{EC3-1-8: 3.6.1}
F2,vb,Rd Abschertragfähigkeit der Ankerschraube, nach
{EC3-1-8: 6.2.2}
F1,vb ,Rd
α ⋅f ⋅A
α ⋅f ⋅A
oder v ub S
= v ub
γ M2
γ M2
F2,vb ,Rd =
αb ⋅ fub ⋅ As
γ M2
αb = 0, 44 − 0, 0003fyb
8 FRILO-Magazin 2012
Abb. 6: Spannungen in Kehlnähten
Nach {EC3-1-8: 4.5} kann die Tragfähigkeit von Kehlnähten
mit Hilfe des richtungsbezogenen Verfahrens oder des
vereinfachten Verfahrens ermittelt werden.
σ w ,Ed = σ2⊥ ,Ed + 3 ⋅ (τ2 ⊥ ,Ed + τ2 //,Ed )
(15)
(11)
Die Tragfähigkeit einer Kehlnaht ist ausreichend, wenn die
folgenden beiden Bedingungen erfüllt sind:
(12)
σ w ,Ed ≤ fw ,Rd
(13)
fu
0, 9 ⋅ fu
und σ ⊥ ,Ed ≤
β ⋅ γ M2
γ M2
(16)
Bemessung nach EC3
M2 = 1,25 für Schweißverbindungen
f u
kleinste Zugfestigkeit der verbundenen Teile
S 235 fu = 360 N/mm2
S 355
fu = 510 N/mm2
w Korrelationsbeiwert nach { EC3-1-8, Tabelle 4.1}
Stahlgüte
S235
S275
S355
S420, S460
Tab. 1:
w
0,8
0,85
0,9
1,0
Korrelationsbeiwerte für Kehlnähte
Bei biegesteifen Stirnanschlüsse von Querschnitten kann
die Beanspruchung auf Biegung, Querkraft und Normalkraft erfolgen. Für die Nachweisführung werden die in
Abb. 7 dargestellten Nahtbereiche in Rechnung gestellt. Die
Nahtdicken an den Gurten und am Steg werden wegen der
unterschiedlichen Beanspruchungen meist unterschiedlich groß gewählt. Aus konstruktiven Gründen werden die
Nähte rundum geführt.
Beanspruchung der Gurtnähte:
σm,Ed =
m,Ed
A
I y
z m
NEd My ,Ed
±
⋅ zm
A
Iy
Abb. 7: (Biegesteifer) Anschluss mit Kehlnähten
Nachweis mit dem richtungsbezogenen Verfahren:
Für die Nähte am Gurt
(17)
einwirkende Normalspannung in Gurtmitte
Fläche des angeschlossenen Querschnitts
Trägheitsmoment des angeschlossenen Querschnitts
Schwerpunktsabstand der Gurtmitte des angeschlossenen Querschnitts
σ ⊥ ,Ed ≤
τII,Ed =
 II,Ed
tw
a2
Sy
Iy ⋅ 2 ⋅ a2
(18)
2 ⋅ a1 ⋅ 2
τ ⊥ ,Ed ≤
σm,Ed ⋅ t f
2 ⋅ a1 ⋅ 2
(19)
Für die Nähte am Steg
σ ⊥ ,Ed ≤
τ //,Ed ≤
Beanspruchung der Stegnähte:
VEd ⋅ S y
σm,Ed ⋅ t f
a1
a2
tf
σEd ⋅ tw
2 ⋅ a2 ⋅ 2
τ ⊥ ,Ed ≤
τ //,Ed ⋅ tw
2 ⋅ a2
σEd ⋅ tw
2 ⋅ a2 ⋅ 2
(20)
Dicke der Gurtnähte
Dicke der Stegnähte
Dicke des Gurtes
einwirkende Schubspannung am Steg
Dicke des Steges
Dicke der Stegnähte
statisches Moment des gedacht weg­
fallenden Querschnittsteils (Maximalwert im
Querschnittsschwerpunkt)
FRILO-Magazin 2012 9
Stützenfußkonstruktionen
Eingespannte Stützen
Nach {EC3-1-8: 6.2.8} kann bei Stützenfüßen mit kombinierter
Beanspruchung aus einwirkender Normalkraft und Biegemoment
in Abhängigkeit von der relativen Größe von Normalkraft und Biegemoment die folgende Verteilung der Kräfte zwischen Fußplatte
und dem Fundament angenommen werden:
Belastung
Hebelarm
Linke Seite mit
Zugbeanspruchung
Rechte Seite mit
Druckbeanspruchung
Linke Seite mit
Zugbeanspruchung
Rechte Seite mit
Zugbeanspruchung
z = zT,1 + zT,r
NED ≤ 0 und e ≤ zC,r
FT ,1,Rd z
zC ,r / e + 1
und
z = zC,1 + zT,r
NED > 0 und -zT,R < e ≤ 0
kleinster Wert von
kleinster Wert von
FT ,1,Rd z
und
FT ,r ,Rd z
FT ,1,Rd z
z T ,1 / e − 1
z T ,r / e + 1
kleinster Wert von
−FC ,1,Rd z
z T ,r / e + 1
NED ≤ 0 und 0 < e < -zC,1
kleinster Wert von
z = zC,1 + zC,r
−FC ,r ,Rd z
−FC ,1,Rd z
zC ,r / e + 1
und
FT ,r ,Rd z
NED ≤ 0 und -zC,r < e ≤ 0
kleinster Wert von
−FC ,r ,Rd z
−FC ,1,Rd z
zC ,1 / e − 1
zC ,r / e + 1
MEd MRd
=
NEd NRd
Abb. 8: Bestimmung des Hebelarms z bei Stützenfußverbindungen
10 FRILO-Magazin 2012
FT ,1,Rd z
z T ,1 / e − 1
zC ,1 / e − 1
Positive Momente MED > 0 im Uhrzeigersinn, positive Kräfte NED > 0 Zug
e=
und
NED ≤ 0 und e > zC,1
und
Abb. 9: Normalspannungen unter
exzentrischem Druck
z T ,1 / e − 1
NED > 0 und 0 < e < zT,1
NED > 0 und e ≤ -zT,r
Linke Seite mit
Druckbeanspruchung
Rechte Seite mit
Druckbeanspruchung
kleinster Wert von
z T ,r / e + 1
Linke Seite mit
Druckbeanspruchung
Rechte Seite mit
Zugbeanspruchung
Biegetragfähigkeit Mj,Rd
NED > 0 und e > zT,1
z = zT,1 + zC,r
Die resultierende Normalspannungsbeanspruchung für die Fußplatte
ergibt sich in Abhängigkeit der Lage
der (exzentrischen) Normalkraft zum
Stützenquerschnittsschwerpunkt.
und
−FC ,r ,Rd z
zC ,1 / e − 1
Konstruktiv kann die Einspannung der
Stütze nach zwei Arten erfolgen:
 durch Einsetzen und Vergießen der
Stütze in einem Köcher,
 durch Übertragung des Momentes
zusammen mit der Normalkraft auf
die Fußkonstruktion mit eventueller
Zugverankerung.
Bemessung nach EC3
Abb. 10: Eingespannte Stützenfußkonstruktionen
Für den Fall von resultierenden Zugbeanspruchungen in
der Fußplatte darf nach {EC3-1-8: 6.2.8} der im Zugbereich
befindliche Plattenteil ebenfalls mittels äquivalentem
T-Stummel bemessen werden.
Abb. 12: Beispiel gelenkiger Stützenfuß - Fußplatte
Beispiel Fußplatte auf Fundamentsockel
Gegeben: NEd = 2400 kN
Fundament: Gesucht: Stütze HE-B 300, S 235
VEd = 300 kN
Beton C25/30 , fck = 2,5 kN/cm2
Dicke der Fußplatte in S 235
Querschnittskennwerte – Profil HE-B 300:
A
= 149,1 cm2
tf = 19 mm
tw = 11 mm
r
= 27 mm
b
= 300 mm
h
= 300 mm
Iy = 25164 cm4
Sy = 934,3 cm3
Fußplatte: b
= 420 mm
l
= 450 mm
tp = 30 mm
Nähte: Kehlnähte a1-Gurt = 8 mm
a2-Steg = 5 mm
Anker: d
= 20 mm
fub = 400 N/mm2
Nachweis Grundprofil
NEd 2400

 16,10kN / cm²
A 149,1
fy
23, 5


 23, 5kN / cm²
 M0 1, 0
Ed 
Ed 
Abb. 11: Äquivalente Fläche der gesamten Fußplatte

VEd  S y
Iy  tw

fy
3   M0
300  934 , 3
 10,13kN / cm²
25164  1,1

5
23,5
 13, 6kN / cm²
3  1, 0
FRILO-Magazin 2012 11
Stützenfußkonstruktionen
Nachweis Nähte: Ober- und Untergurt
Die Schubspannungen in den Gurten sind derart gering,
dass sie praktisch vernachlässigbar sind. Das Fehlen des
kleinen Stückes Gurtschweißnaht bei der Berührung GurtSteg kann vernachlässigt werden, da in der Schweißnahtberechnung die zwei kleinen Schweißflächen an den Gurtaußenkanten nicht mitgerechnet werden.
σ ⊥ ,Ed = τ ⊥ ,Ed
σ ⊥ ,Ed = τ ⊥ ,Ed =
σ ⊥ ,Ed =
16,10 ⋅ 19
2⋅8⋅ 2
σm,Ed ⋅ t f
2 ⋅ a1 ⋅ 2
= 13, 5kN / cm²
fw ,Rd =
σ w ,Ed = 27, 0kN / cm²
fu
36, 0
=
= 36, 0kN / cm²
βw ⋅ γ M2 0, 8 ⋅ 1,25
σ w ,Ed ≤ f w ,Rd
Nachweis Betonpressung:
A c0 = 2 ⋅ (14 , 3 ⋅ 42, 0) + 13, 5 ⋅ 13, 8 = 1388cm²
A c1 = 80, 0 ⋅ 80, 0 = 6400cm²
A c1
6400
=
= 2,14 ≤ 3
Ac0
1388
fjd = βl ⋅
σ w ,Ed = σ2 ⊥ ,Ed +3 ⋅ τ2 ⊥ ,Ed
σ w ,Ed = 13, 5² + 3 ⋅ 13, 5²
Nachweis Platte
Es wird für die Ausbreitungsbreite c ein Maß von 62 mm
(nach Abb. 12, Seite 11) angenommen.
27, 0kN / cm² ≤ 36, 0kN / cm²
fEd =
NEd 2400
=
= 1, 73kN / cm²
A C 0 1388
≤ fjd = 2, 38kN / cm²
Nachweis Plattendicke:
fy
c=t
Steg: Der Steg wird sowohl durch Normalspannungen als
auch durch Schubspannungen beansprucht.
Für den Schwerpunkt gilt:
σEd =
N
2400
=
= 16,10kN / cm²
A 149,1
fck
Ac1 2 2, 50 6400
⋅
= ⋅
⋅
= 2, 38kN / cm²
γ C Ac 0 3 1, 5
1388
3 ⋅ fjd ⋅ γ M0
= 3, 0 ⋅
23, 5
≈ 5, 5cm
3 ⋅ 2, 38 ⋅ 1, 0
Es stellt sich heraus, dass die Annahme von c = 62 mm
zu groß war und mit der geringeren Dicke von 55 mm die
Betonpressung neuerlich nachzuweisen ist:
A c0 = 2 ⋅ (2 ⋅ 5, 5 + 30) ⋅ (2 ⋅ 5, 5 + 1, 9) +
(2 ⋅ 5, 5 + 1,1) ⋅ (30 − 2 ⋅ (1, 9 + 5, 5) = 1242cm²
τEd =
VEd ⋅ S y
Iy ⋅ tw
σ ⊥ ,Ed = τ ⊥ ,Ed =
σ ⊥ ,Ed = τ ⊥ ,Ed =
τII,Ed =
τEd =
300 ⋅ 934 , 3
= 10,13kN / cm²
25164 ⋅ 1,1
2 2, 50 6400
fjd = ⋅
⋅
= 2, 52kN / cm²
3 1, 5
1242
σEd ⋅ tw
2 ⋅ a2 ⋅ 2
16,10 ⋅ 11
2⋅ 5⋅ 2
f Ed =
= 12, 5kN / cm²
c = 3, 0 ⋅
τEd ⋅ tw
10,13 ⋅ 11
= 11,1kN / cm²
τII,Ed =
2 ⋅ a2
2⋅5
(
σ w ,Ed = σ2 ⊥ ,Ed +3 ⋅ τ2 II,Ed + τ2 ⊥ ,Ed
)
σ w ,Ed = 12, 5² + 3 ⋅ (12, 5² + 11,1² ) = 31, 6kN / cm²
σ w ,Ed ≤ f w ,Rd
12 FRILO-Magazin 2012
2400
= 1, 93kN / cm² ≤ fjd = 2, 52kN / cm²
1242
31, 6kN / cm² ≤ 36, 00kN / cm²
mRd =
23, 5
≈ 5, 3cm
3 ⋅ 2, 52 ⋅ 1, 0
tp2 fy
6 ⋅ γ M0
mEd = fEd ⋅
=
3, 0² ⋅ 23, 5
= 35, 3kNcm
6 ⋅ 1, 0
5, 3²
c2
= 1, 93 ⋅
= 29,2kNcm
2
2
mEd 29,2
=
= 0, 82 ≤ 1
mRd 35, 3
Bemessung nach EC3
Nachweis Querkraftübertragung – Anker / Platte
Für jenen Anteil in der Fuge Fundament/Platte, der durch
Reibung übertragen wird, darf angenommen werden:
Ff ,Rd = C fd ⋅ Nc ,Ed = 0,20 ⋅ 2400kN = 480kN
αb = 0, 44 − 0, 0003 fyb
αb = 0, 44 − 0, 0003 ⋅ 400 = 0, 32
Für die beiden aus konstruktiven Gründen angenommenen
Ankerschrauben gilt für deren Abscherkraft:
F1,vb ,Rd =
α v ⋅ fub ⋅ A s 0, 6 ⋅ 40, 0 ⋅ 2, 45
=
= 47, 0kN
1,25
γ M2
F2,vb ,Rd =
αb ⋅ fub ⋅ As 0, 32 ⋅ 40, 0 ⋅ 2, 45
=
= 25,1kN
γ M2
1,25
Der Nachweis auf Lochleibung für die Platte ist für Verbindungsmittel, die innen liegen bzw. bei großen Plattendicken
nicht maßgebend.
F
vb ,Rd = min(F1, vb ,Rd ; F´2 , vb ,Rd )
F
vb ,Rd = min(25,1
; 388, 8) = 25,1kN
Zusammenfassung
Stützenfüße können nach EN 1993-1-8 in übersichtlicher
Form nachgewiesen werden. Die Norm bietet Bemessungsmodelle und Endformeln an, die für die Komponenten von
Stützenfüßen anzuwenden sind. Für jene Stützenfüße, die
unter dominierenden Druckbeanspruchungen stehen (zentrisch gedrückte Stützen oder kleine Momentenanteile),
kann mit dem in diesem Artikel dargestellten Modell des
mitwirkenden T-Stummels vorgegangen werden. Für den
Fall von großen zu übertragenden Momenten kann für die
Bemessung im Druckbereich analog vorgegangen werden.
Für die Übertragung der hier auftretenden Zugkräfte ist das
in EN 1993-1-8 ebenfalls vorgestellte Modell des T-Stummels unter Zugbeanspruchung anwendbar.
Autoren:
Fabio Babler,
Benno Cycha,
Dominic Lorenz,
Michael Palka,
Christoph Steppan
Höhere Technische Lehranstalt Mödling
Abteilung Bautechnik
3937 Stahlbau
A-2340 Mödling
Grundlagen, Konstruktion, Bemessung
www.htl.moedling.at
Die Konstruktionsform des Stützenfußes entspricht also
Schülerbuch ISBN 978-3-7068-4165-8, € 22,67
[email protected]
Abb. 7, Seite 9.
Fv ,Rd = Ff ,Rd + F vb ,Rd ⋅ n = 480 + 25,1 ⋅ 2 = 530,2kN
» Autoren:Luza,Gerald;Palka,Michael;Schnaubelt,Stefan
» Inhalt: Detaillierte und mit vielen praktischen Hinweisen und Erläuterungen versehene Einführung in die
Bemessung nach den Eurocodes EN 1993 (Stahlbau) und EN 1994 (Verbundbau). Dargestellt werden
Grundlagen der Berechnung, Materialeigenschaften, Verarbeitungstechniken und Nachweise. Zahlreiche
durchgerechnete Beispiele zeigen die Berechnung für unterschiedliche Tragwerke und Details.
Grundlagen,
Konstruktion, Bemessung
ZahlreicheAbbildungenundTabellen,Normenverzeichnis,Literatur-undStichwortverzeichnis.
Für die Neuauflage 2011 wurde der Band durchgehend überarbeitet, korrigiert und aktualisiert.
Schülerbuch ISBN 978-3-7068-4165-8, € 22,67
3937 Stahlbau
Appr. für 4101
Auflage 2011, 244 Seiten
19 × 26 cm, 2-färbig
Appr. für 4101
Auflage 2011, 244 Seiten
19 × 26 cm, 2-färbig
» Autoren:Luza,Gerald;Palka,Michael;Schnaubelt,Stefan
» Inhalt: Detaillierte und mit vielen praktischen Hinweisen und Erläuterungen versehene Einführung in die
Bemessung nach den Eurocodes EN 1993 (Stahlbau) und EN 1994 (Verbundbau). Dargestellt werden
Grundlagen der Berechnung, Materialeigenschaften, Verarbeitungstechniken und Nachweise. Zahlreiche
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Für die Neuauflage 2011 wurde der Band durchgehend überarbeitet, korrigiert und aktualisiert.
140753 Stahlbau
Formeln und Tabellen
Schülerbuch ISBN 978-3-7068-4166-5, € 15,18
» Autoren:Luza,Gerald;Palka,Michael
» Inhalt:UmfassendeZusammenstellungallerwesentlichenFormelngemäßEurocode3sowiederfürdie
Bemessung notwendigen Tabellen und Profiltabellen mit Erläuterungen und exemplarischen Skizzen
FolgendeBereichewerdenerfasst:Grundlagen(Normen,Bezeichnungen)•Materialeigenschaften•Querschnittsnachweise•Verbindungsmittel•Stabilität•Querschnittswerte•QuerschnittswertevonProfilen
Formeln
und Tabellen
Der Band wurde für 2011 durchgehend überarbeitet.
140753 Stahlbau
Appr. für 4101
Auflage 2011, 132 Seiten
17 × 24 cm, 2-färbig
Appr. für 4101
Schülerbuch ISBN 978-3-7068-4166-5, € 15,18
» Autoren:Luza,Gerald;Palka,Michael
» Inhalt:UmfassendeZusammenstellungallerwesentlichenFormelngemäßEurocode3sowiederfürdie
Bemessung notwendigen Tabellen und Profiltabellen mit Erläuterungen und exemplarischen Skizzen
FRILO-Magazin
FolgendeBereichewerdenerfasst:Grundlagen(Normen,Bezeichnungen)•Materialeigenschaften•Querschnittsnachweise•Verbindungsmittel•Stabilität•Querschnittswerte•QuerschnittswertevonProfilen
Der Band wurde für 2011 durchgehend überarbeitet.
2012 13
Einführung der Euronormen
Umstellung von nationalen zu europäischen Normen in
Deutschland
Prof. Dr.-Ing. Kai Haase, Dipl.-Ing. Peter Fritz
Einführung
Im Jahre 1975 beschloss die Kommission der Europäischen
Gemeinschaften, für das Bauwesen ein Programm auf der
Grundlage des Artikels 95 der Römischen Verträge durchzuführen. Das Ziel des Programms war die Beseitigung
technischer Handelshemmnisse und die Harmonisierung
technischer Normen. Im Rahmen dieses Programms leitete
die Kommission die Bearbeitung von harmonisierten
technischen Regelwerken für die Tragwerksplanung von
Bauwerken ein, die im ersten Schritt als Alternative zu den
in den Mitgliedsländern geltenden Vorschriften dienen und
schließlich diese ersetzen sollten. [1]
15 Jahre lang leitete die Kommission mit Hilfe eines Steuerkomitees mit Repräsentanten der Mitgliedsländer die
Entwicklung des Eurocode-Programms, das zu der ersten
Eurocode-Generation in den 80er Jahren führte. Im Jahre
1989 entschieden sich die Kommission und die Mitgliedsländer der Europäischen Union und der EFTA, die Entwicklung und Veröffentlichung der Eurocodes über eine Reihe
von Mandaten an CEN (Comité Européen de Normalisation,
auf Deutsch: Europäisches Komitee für Normung) zu übertragen, damit diese den Status von Europäischen Normen
(EN) erhielten. [1]
als DIN EN zusammen mit dem zugehörigen Nationalen
Anhang erst im Dezember 2010.
Aufbau der Eurocode-Reihe
Das Eurocode-Programm umfasst zehn Normen (EN 1990
- EN 1999), die in der Regel aus mehreren Teilen bestehen.
Im Allgemeinen behandelt der Teil 1-1 die allgemeinen
Regeln für den Hochbau, der Teil 1-2 den Brandfall und der
Teil 2 die Brücken. Die nachfolgenden Tabellen zeigen die
Eurocodes und ihre Teile in der Übersicht, Abbildung 1 zeigt
die Verknüpfungen und Bezüge der einzelnen Eurocodes
untereinander.
EN 1990
Grundlagen der Tragwerksplanung
EN 1991
Allgemeine Einwirkungen auf Tragwerke
1-1
Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau
1-2
Brandeinwirkungen auf Tragwerke
1-3
Schneelasten
1-4
Windlasten
1-5
Temperatureinwirkungen
1-6
Einwirkungen während der Bauausführung
1-7
Außergewöhnliche Einwirkungen
2
Verkehrslasten auf Brücken
In den 1990er Jahren wurden für verschiedene Bereiche
des Bauwesens Vornormen der europäischen Normen als
ENV 199x veröffentlicht. Diese wurden in Deutschland auch
als DIN-Normen in der Form DIN V ENV 199x veröffentlicht
und waren in vielen Bereichen durch die Veröffentlichung
in der Musterliste der technischen Baubestimmungen
eingeführte technische Baubestimmungen, nach denen
gerechnet und konstruiert werden durfte.
3
Einwirkungen infolge von Kranen und Maschinen
4
Einwirkungen auf Silos und Flüssigkeitsbehälter
EN 1992
Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und
Spannbetontragwerken
1-1
Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den
Hochbau
1-2
Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den
Brandfall
2
Betonbrücken - Bemessungs- und Konstruktionsregeln
Seit Mitte der 2000er Jahre sind nun die endgültigen
Ausgaben der Eurocodes nach und nach erschienen. Das
Tempo der Einführung der ENs und der Veröffentlichung
der notwendigen Nationalen Anhänge war in den europäischen Ländern jedoch sehr unterschiedlich. Während
einige Länder wie Österreich, wo der Eurocode bereits seit
2009 eingeführt ist, auf eine schnelle Anwendung setzten,
wurde in Deutschland der von der EU gesetzte Stichtag
klar verpasst. Der Großteil der ENs erschien in Deutschland
3
Silos und Behälterbauwerke aus Beton
EN 1993
Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
1-1
Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den
Hochbau
1-2
Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den
Brandfall
1-3
Allgemeine Regeln - Ergänzende Regeln für kaltgeformte
dünnwandige Bauteile und Bleche
14 FRILO-Magazin 2012
Einführung der Euronormen
EN 1998
Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben
1
Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für
Hochbauten
Festigkeit und Stabilität von Schalen
2
Brücken
Plattenförmige Bauteile mit Querbelastung
3
Beurteilung und Ertüchtigung von Gebäuden
1-8
Bemessung von Anschlüssen
4
Silos, Tankbauwerke und Rohrleitungen
1-9
Ermüdung
5
Gründungen, Stützbauwerke und geotechnische Aspekte
1-10
Stahlsortenauswahl im Hinblick auf Bruchzähigkeit und
Eigenschaften in Dickenrichtung
6
Türme, Maste und Schornsteine
1-11
Bemessung und Konstruktion von Tragwerken mit Zuggliedern aus Stahl
EN 1999
Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken
1-1
Allgemeine Bemessungsregeln
1-2
Tragwerksbemessung für den Brandfall
1-3
Ermüdungsbeanspruchte Tragwerke
1-4
Kaltgeformte Profiltafeln
1-5
Schalentragwerke
1-4
Allgemeine Bemessungsregeln - Ergänzende Regeln zur
Anwendung von nichtrostenden Stählen
1-5
Plattenförmige Bauteile
1-6
1-7
1-12
Zusätzliche Regeln zur Erweiterung von EN 1993 auf
Stahlgüten bis S700
2
Stahlbrücken
3-1
Türme, Maste und Schornsteine - Türme und Maste
3-2
Türme, Maste und Schornsteine - Schornsteine
4-1
Silos, Tankbauwerke und Rohrleitungen – Silos
4-2
Tankbauwerke
4-3
Rohrleitungen
5
Pfähle und Spundwände
6
Kranbahnen
EN 1994
Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken
aus Stahl und Beton
1-1
Allgemeine Bemessungsregeln und Anwendungsregeln
für den Hochbau
1-2
Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den
Brandfall
2
Allgemeine Bemessungsregeln und Anwendungsregeln
für Brücken
EN 1995
Bemessung und Konstruktion von Holzbauten
1-1
Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den
Hochbau
1-2
Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den
Brandfall
2
Brücken
EN 1996
Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten
1-1
Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes
Mauerwerk
1-2
Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den
Brandfall
2
3
Abb. 1: Struktur der Eurocodes untereinander
Um die Arbeit mit den neuen Normen zusätzlich zu vereinfachen wurde im Teil 1-1 der Eurocodes EN 1992, EN 1993,
EN 1994, EN 1995 und EN 1996 eine durchgängige Kapitelstruktur eingeführt:
Kapitel
Inhalt
1
Allgemeines
2
Grundlagen der Tragwerksplanung
3
Baustoffe
Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von
Mauerwerk
4
Dauerhaftigkeit
5
Ermittlung der Schnittgrößen
Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte
Mauerwerksbauten
6
Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit (GZT)
7
Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit (GZG)
EN 1997
Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik
1
Allgemeine Regeln
2
Erkundung und Untersuchung des Baugrunds
Da sich die Nummern der europäischen Normen (1990 1999) nur in der letzten Stellen unterscheiden, hat es sich
inzwischen eingebürgert, den entsprechenden Eurocode
nur über diese letzte Stelle zu benennen:
Aus „EN 1990“ wird dann kurz „EN 0“.
FRILO-Magazin 2012 15
Einführung der Euronormen
Abb. 2: Aufbau der nationalen Fassung eines Eurocodes
Pilotprojekte
Im Auftrag des DIBt wurden für EN 1992, EN 1993, EN 1994
und EN 1995 verschiedene Pilotprojekte zur Anwendungserprobung der Eurocodes durchgeführt, für EN 1998 war
dies geplant. Das Ziel war eine weitestgehend unbedenkliche bauaufsichtliche Einführung der Normen durch Aufdeckung sicherheitsrelevanter Aspekte, Überprüfung der
Codes hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit und eines „Feintunings“ einzelner Parameter/Vorschriften des Nationalen
Anhangs. Friedrich+Lochner beteiligte sich an den Pilotprojekten zum EN 1992 und EN 1995.
Ingenieurbauten in dem Land, in dem sie erstellt werden.
Sie umfassen in erster Linie [1]:
 Zahlenwerte für Teilsicherheitsbeiwerte und/oder Klassen, wo die Eurocodes Alternativen eröffnen.
 Zahlenwerte, wo die Eurocodes nur Symbole angeben.
 Landesspezifische, geographische und klimatische
Daten, die nur für ein Mitgliedsland gelten, z.B.
Schneekarten.
 Vorgehensweisen, wenn die Eurocodes mehrere zur
Wahl anbieten.
Nationale Fassungen der Eurocodes
Zusätzlich darf der Nationale Anhang auch enthalten [1]:
 Vorschriften zur Verwendung der informativen Anhänge.
 Verweise zur Anwendung des Eurocodes, soweit diese
ergänzen und nicht widersprechen.
Den Aufbau der nationalen Fassung eines Eurocode zeigt
Abbildung 2: Sie enthält den vollständigen Text des Eurocodes (einschließlich aller Anhänge), so wie von CEN veröffentlicht, mit möglicherweise einer nationalen Titelseite
und einem nationalen Vorwort sowie einem Nationalen
Anhang.
Der Nationale Anhang darf eigentlich nur Hinweise zu den
Parametern geben, die im Eurocode für nationale Entscheidungen offen gelassen wurden. Diese „national festzulegenden Parameter“ (Nationally Determined Parameter,
NDP) gelten für die Tragwerksplanung von Hochbauten und
16 FRILO-Magazin 2012
Gerade der letzte Punkt wird jedoch von manchen Ländern inflationär missbraucht. Durch die Einführung vieler
solcher „nicht widersprechende Regelungen und Erläuterungen“ (Non-contradictory Complementary Information,
NCI) versuchen die einzelnen Länder, individuelle, in diesen
Ländern oftmals schon lange gebräuchliche Regelungen,
wieder einzuführen.
Einführung der Euronormen
Dies führt jedoch zu einem immensen Anwachsen des
Regelwerks im Nationalen Anhang und zu deutlich abweichenden Regeln in den europäischen Ländern – also genau
das Gegenteil von dem, was im Rahmen der EurocodeErstellung eigentlich erreicht werden sollte! So finden sich
alleine im Nationalen Anhang [2] zu Teil 1-1 des Eurocode 2
[3] 121 national festgelegte Parameter und 335 nicht
widersprechende Regelungen und Erläuterungen.
Fazit
Friedrich und Lochner wird sich auch in Zukunft bemühen, den Anwendern zeitnah in all seinen Produkten die
neueste Normengeneration zur Verfügung zu stellen. Der
zunehmende Umfang der ENs, die immer detaillierteren
länderspezifischen Regelungen in den NAs sowie die immer
schlechter publizierten Hintergründe zu vielen Vorschriften und Regeln machen jedoch auch Frilo zunehmend zu
schaffen.
Es gibt jedoch Überlegungen, in künftigen Generationen der Eurocodes nur noch Vorschriften für alltägliche
Bauvorhaben zu definieren und spezielle Bauwerke in
separaten Vorschriften zu behandeln. Ziel ist, den Umfang
der Normen zu reduzieren bzw. zumindest nicht weiter
anwachsen zu lassen. Inwieweit dieses Vorhaben umgesetzt werden wird, muss die Zukunft zeigen.
Literaturverzeichnis
[1] DIN EN 1990. Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung; Deutsche Fassung EN 1990:2002 + A1:2005 +
A1:2005/AC:2010. Dezember 2010.
[2] DIN EN 1992-1-1/NA. Nationaler Anhang - National
festgelegte Parameter - Eurocode 2: Bemessung und
Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und
Regeln für den Hochbau. Januar 2011.
[3] DIN EN 1992-1-1. Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für
den Hochbau. Januar 2011.
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. Kai Haase, Hochschule Deggendorf
Dipl.-Ing. Peter Fritz, Friedrich + Lochner GmbH
FRILO-Magazin 2012 17
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Lastannahmen nach DIN EN 1990/NA:2010 und
DIN EN 1991/NA:2010
Ein Vergleich der Grundlagen sowie der Schnee- und Windlasten mit DIN 1055
Prof. Dr.-Ing. Kai Haase, Msc Jens Hoffmann
Einführung
Das Eurocode-Programm umfasst zehn Normen (EN 1990
– EN 1999), die in der Regel aus mehreren Teilen bestehen.
Eine wichtige Grundlage bilden dabei EN 1990 (Grundlagen der Tragwerksplanung) und die verschiedene Teile
von EN 1991 (Einwirkung auf Tragwerke), da in ihnen das
Sicherheitskonzept sowie die Lastannahmen geregelt sind.
Im Folgenden sollen auszugsweise die für das Sicherheitskonzept, die Schnee- sowie die Windlasten zuständigen
Eurocodeteile vergleichend mit den entsprechenden nationalen DIN-Normen betrachtet werden.
Wird nachstehend der Begriff „in den drei Normen“ ver­
wendet, so sind jeweils die betrachtete DIN-Norm (DIN 1055xx), die vergleichbare europäische Norm (EN 199x) sowie der
zugehörige Nationale Anhang (DIN EN 199x/NA) gemeint.
Sicherheitskonzept
Vor Einführung von Normen auf Basis des semiprobabilistischen Sicherheitskonzeptes galt ein deterministisches
Sicherheitskonzept auf Basis eines globalen Sicherheitsfaktors, der oft nach der Methode „trial and error“
bestimmt wurde und für unterschiedliche Versagensarten
unterschiedliche Werte hatte. Die Größe dieses globalen
Sicherheitsbeiwertes war für den Anwender oftmals nicht
ersichtlich, da er meist in Form von „zulässigen Spannungen“ in den anzusetzenden Festigkeiten versteckt war.
Das semiprobabilistische Sicherheitskonzept dagegen
basiert auf operativen Versagenswahrscheinlichkeiten und
dem Einhalten eines gewünschten Sicherheitsniveaus. Dies
wird durch die Einführung unterschiedlicher Teilsicherheitsbeiwerte realisiert, die einerseits auf der Widerstandseite
die unterschiedlichen Streuungen von Kennwerten und
unterschiedliche Versagensarten beschreiben. Andererseits wird nun aber auch auf der Einwirkungsseite die
unterschiedliche Streuung der Lasten mit unterschiedlichen
Teilsicherheitsbeiwerten berücksichtigt. Zusätzlich wird die
Tatsache, dass veränderliche Lasten mit unterschiedlicher
Wahrscheinlichkeit gemeinsam auftreten, bei den Lastkombinationen mit Hilfe von Kombinationsbeiwerten gewürdigt,
was zu den bekannten Kombinationsvorschriften führt.
18 FRILO-Magazin 2012
Im Ingenieuralltag stehen stets die bauartspezifischen
Bemessungsnormen im Vordergrund. Ein Rückgriff auf
eine Grundlagennorm wie DIN 1055-100 [1] erfolgt primär
in Bezug auf die Umrechnung der charakteristischen
Werte in die Bemessungswerte. Doch schon DIN 1055-100
beinhaltet wesentlich mehr als die bloße Kombinatorik
der Einwirkungen. Sie definiert bauartübergreifend das
Sicherheitskonzept, auf dem sich das gesamte Nachweisgebäude aus Lastannahmen und Tragfähigkeitsberechnungen gründet, und formuliert es aus. DIN EN 1990 [2] (in
Deutschland in Verbindung mit dem Nationalen Anhang
DIN EN 1990/NA [3]) übernimmt genau die gleiche Funktion, jedoch für die Anwendung der Bemessungsnormen
der Eurocodes.
Neben den praktisch tätigen Ingenieuren zählen zum
Anwenderkreis der EN 1990 an erster Stelle die Arbeitsgruppen und Ausschüsse, die an der Erarbeitung der
anderen Bemessungs-, Produkt- und Prüfnormen für die
Verwendung innerhalb der Eurocodes beteiligt sind. Dies
mag als Erklärung für die Inhalte von EN 1990 dienen, die
sehr theoretischer Natur sind und im Ingenieuralltag nur
in Ausnahmefällen von Bedeutung sind (z.B. Anhang C
– Grundlagen des Teilsicherheitskonzepts und der Zuverlässigkeitstheorie). Gleichfalls sollte nicht vergessen
werden, dass die Eurocodes auch in gewissem Umfang die
nationalen Besonderheiten der Mitgliedsstaaten bei der
Bemessung unterstützen müssen, die hierzulande kaum
eine Bedeutung haben (z.B. Anhang D – Versuchsgestützte
Bemessung).
Für den in Deutschland tätigen Ingenieur zahlt sich aus,
dass DIN 1055-100 seinerzeit keine Überarbeitung einer
bereits bestehenden Norm war, sondern komplett neu auf
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Grenzzustand
Charakterisierung
EQU
(Lagesicherheit)
Verlust der Lagesicherheit, wobei Festigkeiten keinen
Einfluss haben; Starrkörperbewegung des Tragwerks
bzw. eines Bauteils (z.B. Umkippen)
STR
(Bauteilversagen)
Tragfähigkeit von Baustoffen und Bauteilen bzw. übermäßige Verformungen (z.B. Querschnittstragfähigkeit,
Stabilität)
GEO
(Baugrundversagen)
Versagen oder übermäßige Verformung des Baugrundes
(z.B. Grundbruch, Setzung)
FAT
(Ermüdung)
Ermüdungsversagen/Betriebsfestigkeit
EN 1992 bis EN 1997
UPL
(Aufschwimmen)
Verlust der Lagesicherheit durch Hebung infolge Wasserkraft oder sonstiger vertikale Einwirkungen von Baukörpern im Erdreich) EN 1997
HYD
(Hydraulischer Grundbruch)
Hydraulisches Heben/Senken aufgrund von hydraulischen Gradienten (z.B. Baugrubensole) EN 1997
Tabelle 1: Grenzzustände der Tragfähigkeit
dem aktuellen Stand des Wissens aufbauen konnte. Dieser
wiederum lag in den Europäischen Vornormen, also den
Entwurfsfassungen der aktuellen Eurocodes, vor. Für den
gewöhnlichen Hochbau sind die Regelungen und ingenieurmäßig verwertbaren Resultate („Bemessungswerte“) somit
weitestgehend identisch, wenngleich die neue Grundlagennorm an manchen Stellen feiner differenziert und generell
auch auf die Anwendung im Brückenbau ausgelegt ist.
Die Lektüre von DIN EN 1990 erfordert freilich einiges an
Konzentration, da der Text vielfach Regeln in sehr allgemeingültiger Form aufstellt und dabei auf voran gestellte,
präzise formulierte Definitionen zurück greift, wobei
sämtliche verwendete Abkürzungen und Symbole der englischen Sprache entstammen. Parallel dazu ist stets auch
der Nationale Anhang zu beachten, der die Aussagen des
Grundtextes punktuell ergänzt oder modifiziert.
jedoch vom betrachteten Versagensmodus abhängt, sind
für jeden dieser Grenzzustände auch unterschiedliche Sätze
von Teilsicherheitsbeiwerten auf der Einwirkungsseite
notwendig. Anschaulich wird das z.B. beim Grenzzustand
der Lagesicherheit EQU, auf den eine Abminderung der
Festigkeit per Definition keine Auswirkung hat.
Die Differenzierung in DIN EN 1990 umfasst sechs Grenzzustände der Tragfähigkeit, wobei jedoch nur für die Lagesicherheit (EQU), Bauteilversagen (STR) und Baugrundversagen (GEO) weitere Ausführungen enthalten sind. Inhaltlich
zwar identisch, war diese Differenzierung in DIN 1055-100
erst bei der Festlegung der Teilsicherheitsbeiwerte im
Anhang A getroffen worden.
Die verbleibenden Versagensformen sind wesentlich
baustoffspezifischer, so dass die Regelung den jeweiligen
Bemessungsnormen überlassen wird.
Grenzzustände der Tragfähigkeit
Jeder dieser Grenzzustände ist – sofern zutreffend und je
nach vorhandenen Einwirkungen – in den vier bekannten
Bemessungssituationen
 ständige Bemessungssituation
 vorübergehende Bemessungssituation
 außergewöhnliche Bemessungssituation
 Erdbeben
nachzuweisen, für die jeweils eigene Kombinationsvorschriften für die Einwirkungen gelten. Wie schon in
DIN 1055-100 ist in den drei erstgenannten Bemessungs-
Neu gegenüber DIN 1055-100 ist die deutlichere Unterscheidung zwischen den verschiedenen Grenzzuständen
der Tragfähigkeit, d.h. den prinzipiell unterschiedlichen
Versagensmodi eines Bauwerks bzw. Bauteils (Tabelle 1).
Da sich im Teilsicherheitskonzept der erforderliche Sicherheitsabstand zwischen Einwirkung und Widerständen
(als Maß der Zuverlässigkeit, siehe z.B. [4]) aus eben zwei
Anteilen ergibt (Einwirkungsseite und Widerstandsseite),
der Einfluss der Widerstandsseite in den Versagenskriterien
FRILO-Magazin 2012 19
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
situationen immer eine der gewöhnlichen veränderlichen
Einwirkungen als Leiteinwirkung festzulegen, wodurch sich
im Regelfall die Anzahl der zu untersuchenden Einwirkungskombinationen vervielfacht, da die maßgebende dieser
Einwirkungen nicht immer vorab eindeutig bestimmbar
ist. Immerhin sorgt der Nationale Anhang für Deutschland
dafür, dass die Kombinationsregeln über weite Strecken
identisch mit denen nach DIN 1055-100 sind. Einzelne Hinweise auf Vereinfachungen finden sich im weiteren Verlauf
dieses Artikels.
Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit
Bei den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit werden
Kombinationsvorschriften für die drei bekannten Bemessungssituationen (siehe Tabelle 2) angegeben, die das
Beanspruchungsniveau entsprechend der Konsequenzen
beim Eintritt des Grenzzustandes festlegen. Umso schwerwiegender das mögliche Schadensbild ist, desto geringer
sollte die Eintrittswahrscheinlichkeit und somit das anzusetzende Beanspruchungsniveau höher sein.
Bemessungssituation
Anwendung
charakteristische
für nicht umkehrbare
Auswirkungen
häufige
für umkehrbare Auswirkungen
quasi-ständige
für Langzeitauswirkungen
Tabelle 2: Bemessungssituationen
Die tatsächliche Festlegung, welche Bemessungssituation
im Einzelfall anzuwenden ist, delegiert DIN EN 1990 wie
gewohnt an die Bauherren und Anwender oder es finden
sich in den jeweiligen Bemessungsnormen entsprechende
Regelungen oder Empfehlungen.
Differenzierung der Zuverlässigkeit
Den bislang wenig verfolgten Ansatz der Anpassung der
anzustrebenden Versagenswahrscheinlichkeit eines Tragwerks an seinen Nutzungszweck präsentiert Anhang B zu
DIN EN 1990, der vom Nationalen Anhang für Deutschland
als „informativ“ übernommen, also zur Anwendung freigestellt wird. Als Einstufungskriterium dient dabei in erster
Linie die Unversehrtheit des menschlichen Lebens während der Nutzungsphase des Bauwerks, nachfolgend dann
wirtschaftliche und ökologische Aspekte. So ist bei geringer
Nutzungsintensität durch Menschen ein Tragwerksversagen als weniger folgenreich einstufbar als ein Tragwerk in
öffentlichen Gebäuden, und das Belastungsniveau für den
Standfestigkeitsnachweis kann somit abgesenkt werden.
DIN EN 1990 definiert für eine derartige Einstufung die drei
Zuverlässigkeitsklassen RC1 - RC3 (Reliability Classes) mit
jeweils einem zugeordneten Zielsicherheitsindex, wobei
20 FRILO-Magazin 2012
RC2 unserem gewohnten Sicherheitsniveau entspricht.
Rechnet man diese angestrebten Sicherheitsindizes in
theoretische Versagenswahrscheinlichkeiten um (Zuverlässigkeitstheorie 1. Ordnung (FORM), näheres siehe z.B.
DIN EN 1990, Anhang C oder [4]), so ergibt sich mit jedem
Klassenschritt eine Verringerung der Versagenswahrscheinlichkeit um etwa eine Größenordnung.
Um diesen probabilistischen Ansatz (Nachweis basierend auf Versagenswahrscheinlichkeiten) im Rahmen des
semiprobabilistischen Teilsicherheitskonzepts (Nachweis
basierend auf Sicherheitsabstand, der an Versagenswahrscheinlichkeiten kalibriert worden ist) anwenden
zu können, stellt DIN EN 1990 drei Schadensfolgeklassen
CC1 - CC3 (Consequence Classes) bereit (im NA Deutschland zutreffender in Versagensfolgeklassen umbenannt),
die 1:1 mit den Zuverlässigkeitsklassen verknüpft werden
können. Für jede diese Klassen sind wiederum Modifikationsbeiwerte für die Teilsicherheiten der Einwirkungen im
Grenzzustand der Tragfähigkeit definiert (siehe Tabelle 3).
Der Grund für die relativ kleinen Änderungen der Teilsicherheitsbeiwerte (±10% für gewöhnliche veränderliche
Einwirkungen) im Vergleich mit den Änderungen bei den
Zielzuverlässigkeiten erklärt sich aus den sehr flach auslaufenden Ästen der Häufigkeitsverteilungen der in die
Bemessung einfließenden Zufallsvariablen (Lasten, Festigkeiten etc.), siehe z.B. [4].
Zusätzlich sind die Zuverlässigkeitsklassen mit Planungsklassen DSL1 - DSL3 (Design Subvision Level) und Überwachungsklassen IL1 - IL3 (Inspection Level) verknüpft,
in denen unterschiedliche Überwachungsmaßnahmen in
Planung und Ausführung vorgeschrieben werden. Allgemein gilt in Deutschland zurzeit die Schadensfolgeklasse
CC2, der die Zuverlässigkeitsklasse RC2 mit einem Wert
KFI = 1,0 zugeordnet ist, so dass es zu keinen Änderungen
der Teilsicherheitsbeiwerte kommt. Abweichungen kann
die Bausaufsicht festlegen.
Eine weitere Möglichkeit zur Optimierung der Bemessung könnte zukünftig die nun empfohlene Festlegung der
Nutzungsdauer eines Bauwerks/Bauteils bieten. Ziel ist es,
Bauwerke schon derart zu konzipieren, dass über die Dauer
der geplanten Nutzung die Nutzungseigenschaften mit
einem angemessenen Instandhaltungsaufwand gewährleistet sind. Darüber hinaus könnten die Teilsicherheitsbeiwerte in Abhängigkeit der geplanten Nutzungsdauer bei
gleichem Zuverlässigkeitsniveau angepasst werden. Dies
ist allerdings auch nach EN 1990 momentan noch nicht
vorgesehen. Einen theoretischen Ansatz für die Änderung
des Teilsicherheitsbeiwertes für veränderliche Lasten in
Abhängigkeit von Zuverlässigkeitsklassen und Nutzungsdauer zeigt Abbildung 1.
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Versagensfolgeklasse
Erläuterung
Zuverlässigkeitsindex , Bezugszeit 50 Jahre
(Zuverlässigkeitsklasse)
Theoretische
Versagenswahrscheinlichkeit Pf
Modifikationsfaktor KFI für
Teilsicherheiten
CC1 (RC1)
Niedrige Folgen für Menschenleben
und kleine oder vernachlässigbare
wirtschaftliche, soziale oder umweltbeeinträchtigende Folgen ( Landwirtschaftliche Gebäude ohne regelmäßigen Personenverkehr, z. B. Scheunen,
Gewächshäuser)
3,3
0,5∙10-3
0,9
CC2 (RC2)
Mittlere Folgen für Menschenleben,
beträchtliche wirtschaftliche, soziale
oder umweltbeeinträchtigende Folgen
( Wohn- und Bürogebäude, öffentliche
Gebäude mit mittleren Versagensfolgen)
3,8
1∙10-4
1,0
CC3 (RC3)
Hohe Folgen für Menschenleben oder
sehr große wirtschaftliche, soziale oder
umweltbeeinträchtigende Folgen (Tribünen, öffentliche Gebäude mit hohen
Versagensfolgen, z.B. Konzerthallen)
4,3
1∙10-5
1,1
Tabelle 3: Schadensfolgeklassen
Einwirkungskombinationen
In DIN 1055-100 findet sich als Einwirkungskombination für
ständige und vorübergehende Bemessungssituationen für
den Nachweis des Grenzzustandes der Tragfähigkeit, wenn
sie sich nicht auf Materialermüdung bezieht:
∑ ξ j ⋅ γ G, j ⋅ Gk , j ⊕ γ p ⋅ P ⊕ γ Q ,1 ⋅ Qk ,1 ⊕ ∑ γ Q ,i ⋅ ψ 0,i ⋅ Qk ,i
j≥1
i>1
EN 1990 (6.10b)
  G, j  Gk , j   p  Pk   Q ,1  Qk ,1    Q ,i   0,i  Qk ,i
j1
i1
DIN 1055-100 (14)
EN 1990 definiert in Gleichung (6.10) die gleiche Kombinationsvorschrift, gibt jedoch mit den Gleichungen (6.10a)
und (6.10b) eine Alternative, bei der entweder die veränderliche Leiteinwirkung mit ψ0,1 oder die ständigen Lasten
mit ξj = 0,85 multipliziert werden, was zu
ξ j ⋅ γ G, j,sup = 0, 85 ⋅ 1, 35 = 1,15
führt:
∑ γ G, j ⋅ Gk , j ⊕ γ p ⋅ P ⊕ γ Q ,1 ⋅ Qk ,1 ⊕ ∑ γ Q ,i ⋅ ψ 0,i ⋅ Qk ,i
j≥1
i>1
EN 1990 (6.10)
∑ γ G, j ⋅ Gk , j ⊕ γ p ⋅ P ⊕ γ Q ,1 ⋅ ψ 0,1 ⋅ Qk ,1 ⊕ ∑ γ Q ,i ⋅ ψ 0,i ⋅ Qk ,i
j≥1
i>1
EN 1990 (6.10a)
Abb. 1: Theoretischer Ansatz für den Teilsicherheitsbeiwert von veränderlichen Lasten in Abhängigkeit
von Nutzungsdauer und Zuverlässigkeitsklasse
(aus [5])
FRILO-Magazin 2012 21
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
DIN EN 1990/NA stellt in NCI zu 6.4.3.2(3) für Deutschland
jedoch klar, dass die Verwendung der Gleichung (6.10a)
und Gleichung (6.10b) nicht zulässig ist.
Als Kombination für eine außergewöhnliche Bemessungssituation gilt nach DIN 1055-100 bzw. EN 1990:
∑ γ GA , j ⋅ Gk , j ⊕ γ pA ⋅ Pk ⊕ Ad ⊕ ψ1,1 ⋅ Qk ,1 ⊕ ∑ ψ 2,i ⋅ Qk ,i
j≥1
i>1
DIN 1055 (15)
 Gk ,j  P  Ad  1,1 oder  2,1   Qk ,1    2,i  Qk ,i
j1
i1
EN 1990 (6.11b)
Die Wahl zwischen ψ1,1∙Qk,1 oder ψ2,1∙Qk,1 hängt gemäß
EN 1990 von der maßgebenden außergewöhnlichen
Bemessungssituation ab (Anprall, Brandbelastung oder
Überleben nach einem außergewöhnlichen Ereignis). In
den maßgebenden Teilen von EN 1991 bis EN 1999 sind
dann jeweils Hilfestellungen enthalten.
In DIN EN 1990/NA findet sich in NCI zu 6.4.3.3(3)
jedoch die Klarstellung für Deutschland, dass im Allgemeinen der häufige Wert der vorherrschenden veränderlichen
Einwirkung ψ1,1 ∙ Qk,1 in den Nachweisen verwendet wird,
so dass sich eine zu DIN 1055-100 analoge Kombination
ergibt.
Die Einwirkungskombination für den Nachweis
von Einwirkungen infolge Erdbeben bleibt gegenüber
DIN 1055-100 unverändert.
Für die Nachweise der Gebrauchstauglichkeit sind die
Regeln in allen drei Normen identisch. Es werden wieder
drei verschiedene Kombinationen unterschieden:
- charakteristische (seltene),
∑ Gk , j ⊕ P ⊕ Qk ,1 ⊕ ∑ ψ 0,i ⋅ Qk ,i
j≥1
i>1
EN 1990 (6.14b)
- häufige,
∑ Gk , j ⊕ P ⊕ ψ1,1 ⋅ Qk ,1 ⊕ ∑ ψ 2,i ⋅ Qk ,i
j≥1
i>1
EN 1990 (6.15b)
- quasi-ständige
∑ Gk , j ⊕ P ⊕ ∑ ψ 2,i ⋅ Qk ,i
j≥1
i≥1
Einwirkungskombination.
22 FRILO-Magazin 2012
EN 1990 (6.16b)
Teilsicherheitsbeiwerte
Die für die Nachweise der Tragfähigkeit benötigten Teilsicherheitsbeiwerte für ständige und veränderliche Lasten
sind in den drei Normen gleich und in Tabelle 4 gezeigt. Bei
den Nachweisen der Lagesicherheit ist zu beachten, dass
DIN EN 1990/NA die Tabelle für Teilsicherheitsbeiwerte um
zusätzliche Teilsicherheitsbeiwerte für einen gesonderten
Nachweis der Verankerung ergänzt (Tabelle 5).
Kombinationsbeiwerte
Die für die Einwirkungskombinationen ebenfalls benötigten
Kombinationsbeiwerte sind in den drei Normen nahezu
identisch, EN 1990 und DIN EN 1990/NA weichen nur beim
Wert von y1 der Windlast von DIN 1055-100 ab, welcher
von 0,5 auf 0,2 herabgesetzt wurde (Tabelle 6).
Einwirkungen, die aus physikalischen oder betrieblichen
Gründen nicht gleichzeitig auftreten können, brauchen in
der Einwirkungskombination nicht gemeinsam berücksichtigt zu werden. Da die Anzahl der möglichen Kombinationen aber weiterhin sehr groß sein kann, schränkt EN 1990
im Anhang A für Hochbauten diese ein:
Die Einwirkungskombination darf im Hochbau für
bestimmte Nutzungsarten, Gebäudeformen oder Standorte
auf maximal zwei veränderliche Lasten beschränkt bleiben.
DIN EN 1990/NA spezifiziert dies genauer:
„Treten Schnee und Wind als Begleiteinwirkungen neben
einer nichtklimatischen Leiteinwirkung auf, braucht bei
Orten bis NN + 1 000 m nur eine der beiden klimatischen
Einwirkungen als Begleiteinwirkung in den Kombinationsregeln für Einwirkungen nach 6.4.3 und 6.5.3 angesetzt zu
werden. Tritt jedoch eine der klimatischen Einwirkungen
(Wind oder Schnee) als Leiteinwirkung auf, ist die andere
als Begleiteinwirkung zu berücksichtigen.
In den Windzonen III und IV darf bei der Kombination
Wind/Schnee mit Wind als Leiteinwirkung auf die Kombination mit Schnee als Begleiteinwirkung verzichtet werden.
Hingegen ist bei der Kombination Wind/Schnee mit Normalschnee als Leiteinwirkung der Wind als Begleiteinwirkung immer zu berücksichtigen. Bei dem Kombinationsfall
mit Schnee als außergewöhnlicher Leiteinwirkung darf
auf Wind als Begleiteinwirkung verzichtet werden. Davon
unbenommen sind die Auswirkungen möglicher Schneeverwehungen auch für diesen Kombinationsfall zu prüfen.“ [3]
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Tabelle 4: Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen (STR/GEO) (aus [3])
Tabelle 5: Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen (EQU) (aus [3])
Tabelle 6: Kombinationsbeiwerte im Hochbau nach EN 1990 (aus [3])
FRILO-Magazin 2012 23
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Dachlasten (Kategorie H) in Kombination mit
Schnee/Wind
Eine interessante Diskussion gibt es bei der Kombination
von Dachlasten der Kategorie H (also für nicht begehbare
Dächer, außer für übliche Erhaltungsmaßnahmen und
Reparaturen). Schon in DIN 1055-3 findet sich im Abschnitt
6.2 (6) in Bezug auf die Tabelle 2, die die Nutzlasten für
Dächer der Kategorie H enthält, der Hinweis:
„Eine Überlagerung der Einwirkungen nach Tabelle 2 mit
den Schneelasten ist nicht erforderlich.“ [6]
In DIN EN 1991-1-1 [7], also der deutschen Ausgabe von
EN 1991-1-1, findet sich in Abschnitt 3.3.2 (1) der Satz:
“Auf Dächern (insbesondere auf Dächern der Kategorie H)
müssen Nutzlasten nicht in Kombination mit Schneelasten
und/oder Windeinwirkung angesetzt werden.“ [7]
Dies ist aufgrund der Aussage „in Kombination mit Schneelasten und/oder Windeinwirkung“ schwer zu interpretieren. Hier hilft ein Blick in den englischen (Original-) Text,
der sich zum Beispiel in BS EN 1991-1-1 [8] findet:
„On roofs (particularly for category H roofs), imposed
loads, need not be applied in combination with either
snow loads and/or wind actions.” [8]
Für Österreich findet sich daher auch eine Klarstellung in
Abschnitt 4.4.4 der ÖNORM B 1991-1-1 [9], dem österreichischen Nationalen Anhang zu EN 1991-1-1:
„Gemäß englischer Originalfassung der ÖNORM EN 1991-11:2003 gilt unter Abschnitt 3.3.2 (1): Auf Dächern müssen
Nutzlasten nicht als gleichzeitig wirkend mit Schneelasten
oder Windlasten angesetzt werden.“ [9]
Schneelasten
Die Schneelasten sind bislang in DIN 1055-5 [10]
beschrieben. Für die Anwendung von Eurocodes gilt
EN 1991-1-3 [11] sowie zusätzlich für Deutschland der Nationale Anhang DIN EN 1991-1-3/NA [12].
Für alle beschriebenen Normen gilt, dass diese für
Bauten bis zu einer Höhenlage von 1500 m über NN
anwendbar sind. Die angegebenen Lasten gelten ausschließlich für natürliche Schneelastverteilungen, falls
mit künstlichen Anhäufungen (z.B. durch Abräumen oder
Umverteilen) zu rechnen ist, sind diese gesondert zu
berücksichtigen.
Des Weiteren stellt die Schneelast auf dem Boden eine
charakteristische Größe mit einer jährlichen Überschreitenswahrscheinlichkeit von 0,02 (Wiederkehrperiode von
50 Jahren) dar, wobei außergewöhnliche Schneelasten
ausgenommen sind.
DIN 1055-5 kennt Schnee primär in ständigen oder vorübergehenden Bemessungssituationen; auf außergewöhn-
24 FRILO-Magazin 2012
liche Situationen wird nur am Rande im Zusammenhang
mit dem norddeutschen Tiefland hingewiesen, eine direkte
Festlegung aber vermieden:
„Im norddeutschen Tiefland wurden in seltenen Fällen
Schneelasten bis zum mehrfachen der rechnerischen
Werte gemessen. Die zuständige Behörde kann in den
betroffenen Regionen die Rechenwerte festlegen, die dann
zusätzlich nach DIN 1055-100 als außergewöhnliche Einwirkungen zu berücksichtigen sind.“ [10]
EN 1991-1-3 dagegen kennt vier verschiedene
Bemessungssituationen:
 Fall A: Keine außergewöhnlichen Schneefälle,
keine außergewöhnliche Verwehung
 Fall B1: Außergewöhnliche Schneefälle,
keine außergewöhnliche Verwehung
 Fall B2: Keine außergewöhnlichen Schneefälle,
außergewöhnliche Verwehung
 Fall B3: Außergewöhnliche Schneefälle,
außergewöhnliche Verwehung
DIN EN 1991-1-3/NA ordnet nun den Fall des norddeutschen Tieflandes in Fall B1 ein und delegiert die Festlegung
von Rechenwerten an die zuständige Behörde in den
betroffenen Regionen. Für die Fälle B2 und B3 trifft sie
keine Regelungen, da diese in Deutschland nicht auftreten,
und stellt klar, dass Schneeverwehungen gemäß des Nationalen Anhangs keine außergewöhnlichen Einwirkungen
sind.
Bodenschneelast
Die Werte für die Schneelast auf dem Boden werden in
EN 1991-1-3 nach einem europaweit gleichen Berechnungsschema beschrieben. DIN EN 1991-1-3/NA weicht
hier nun vollständig ab und führt die aus DIN 1055-5
bekannten Schneezonen und die zugehörige Berechnung
der Bodenschneelast wieder ein. Dies kann dazu führen,
dass an Ländergrenzen (z.B. Deutschland/Österreich)
benachbarte Orte deutlich unterschiedliche Schneelasten
bekommen können, da diese aufgrund abweichender
nationaler Regelungen nach sehr unterschiedlichen Berechnungsarten ermittelt werden.
Betrachtet man z.B. die beiden sich am Inn gegenüberliegenden Orte Neuhaus/Inn (Deutschland) und Schärding
(Österreich) (beide 313 m ü.N.N.), so ergeben sich folgende
Schneelasten: Für Neuhaus/Inn ist nach DIN 1055-5 eine
Bodenschneelast von
2
 313 + 140 
= 1, 34 kN/m2
sk = 0, 31 + 2, 91 ⋅ 
 760 
anzusetzen.
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Nach EN 1991-1-3 würde sich
  313  2 
sk = (0,264 ⋅ 2 − 0, 002) ⋅ 1 + 
 = 1, 31 kN/m2



256 

ergeben, da Deutschland dem Gebiet „Zentral Ost“ und
Neuhaus/Inn der Zone 2 zuzuordnen wäre. Diese Werte
sind sehr ähnlich, obwohl sie auf sehr unterschiedliche
Weise berechnet wurden. Bei anderen, vor allem höher
gelegenen Regionen, ergeben sich jedoch deutliche Abweichungen zwischen DIN 1055-5 und EN 1991-1-3.
Betrachtet man nun Schärding auf der österreichischen
Seite, das im Gebiet „Alpine Region“, Zone 2 liegt, so ergibt
sich nach EN 1991-1-3 eine Bodenschneelast von
  313  2 
2
sk  0, 642  2  0, 009  1  
   1, 53 kN/m

728


oder gerundet sk = 1,55 kN/m2 nach Tabelle A.1 der
ÖNORM B 1991-1-3.
Man sieht, dass die „grenzüberschreitenden“ Abweichungen aufgrund der Einführung von unterschiedlichen
Gebieten mit unterschiedlichen Beiwerten (Zonen) auch
innerhalb des EN 1991-1-3 nicht vermieden wurden.
Dachschneelast
Die aus der Bodenschneelast resultierende Schneelast auf
den Dächern ist nach EN 1991-1-3 durch
s  i  Ce  C t  sk
EN 1991-1-3 (5.1)
beschrieben, wobei Ce den Umgebungskoeffizienten und
Ct den Temperaturkoeffizienten darstellt. Der Umgebungskoeffizient beschreibt die Geländegegebenheiten (windig/
üblich/abgeschirmt) und der Temperaturbeiwert Ct sollte
verwendet werden, um die Verminderung von Schneelasten auf Dächern mit höherem Wärmedurchgang zu berücksichtigen – besonders für glasgedeckte Dächer, bei denen
Abschmelzen infolge Wärmedurchgang auftritt.
DIN EN 1991-1-3/NA definiert beide Werte nun zu 1,0,
so dass die aus DIN 1055-5 bekannte Formel
s  i  sk
In der „Liste der Technischen Baubestimmungen“ der einzelnen Bundesländer bzw. in deren Vorlage, der „MusterListe der Technischen Baubestimmungen“ des DIBt [11],
findet sich dann in Anlage 1.1/2 der zugehörige Hinweis:
„In Gemeinden, die in der Tabelle „Zuordnung der Schneelastzonen nach Verwaltungsgrenzen“ mit Fußnote ...
gekennzeichnet sind oder ..., ist für alle Gebäude in den
Schneelastzonen 1 und 2 zusätzlich zu den ständigen und
vorübergehenden Bemessungssituationen auch die Bemessungssituation mit Schnee als einer außergewöhnlichen
Einwirkung zu überprüfen. Dabei ist der Bemessungswert
der Schneelast mit si = 2,3 μi ∙ sk anzunehmen.“ [13]
Auch EN 1991-1-3 lässt zu, außergewöhnliche Schneelasten
als außergewöhnliche Einwirkung zu betrachten
s Ad  Cesl  sk
EN 1991-1-3 (4.1)
und empfiehlt für den „Beiwert für außergewöhnliche
Schneelasten“ Cesl den Wert 2,0.
Obwohl der Beiwert Cesl durch den Nationalen Anhang
festgelegt werden darf, verzichtet DIN EN 1991-1-3/NA auf
eine geänderte Festlegung, definiert aber dazu in Analogie
zu DIN 1055-5 wiederum das norddeutsche Tiefland als ein
betroffenes Gebiet und ermächtigt die zuständige Behörde
in den betroffenen Regionen die Rechenwerte festzulegen.
Der empfohlene Wert wird somit voraussichtlich wieder
in den Anlagen zur „Liste der Technischen Baubestimmungen“ veröffentlicht werden.
Formbeiwert Pultdach/Satteldach
Die Formbeiwerte von Pultdächern und Satteldächern sind
in DIN 1055-5 und EN 1991-1-3 identisch und werden in
DIN EN 1991-1-3/NA auch nicht geändert (Abbildung 2): In
Abhängigkeit der Dachneigung rutscht ein Teil des Schnees
ab, sofern dies nicht durch Schneefanggitter o.ä. verhindert wird (Beiwert μ1), oder sammelt sich in Kehlen o.ä. an
(Beiwert μ2).
DIN 1055-5 (4)
folgt.
Außergewöhnliche Schneelast
DIN 1055-5 weist in Abschnitt 4.1 darauf hin, dass im norddeutschen Tiefland in seltenen Fällen Schneelasten bis zum
mehrfachen der rechnerischen Werte gemessen wurden
und daher die zuständige Behörde in den betroffenen Regionen die Rechenwerte festlegen kann, die dann zusätzlich
nach DIN 1055-100 als außergewöhnliche Einwirkungen zu
berücksichtigen sind.
Abb. 2: Formbeiwert der Schneelast (aus [11])
FRILO-Magazin 2012 25
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Formbeiwert gereihte Satteldächer
Bei den Formbeiwerten für gereihte Satteldächer unterscheiden die Normen jeweils zwei unterschiedliche
Schneelastanordnungen: nicht verwehten und verwehten
Schnee. Während die Lastbilder für den unverwehten
Schnee identisch sind (Abbildung 3, Fall i) und denen von
Pult- bzw. Satteldächern entsprechen, schlägt EN 1991-1-3
für verwehten Schnee (Abbildung 3, Fall ii) einen steten
Lastübergang am First vor. DIN EN 1991-1-3/NA zeigt hier
jedoch einen Lastsprung am First (Abbildung 4, Fall b1) und
entspricht damit DIN 1055-5.
Eine solche Dachform sollte sich aus einem gereihten
Satteldach mit α2 = 90° herleiten lassen. Vergleicht man
in DIN EN 1991-1-3/NA die Lastanordnung eines gereihten Satteldaches mit α1 = 30° und α2 knapp unter 90°
(Lastanordnung a und b1 in Abbildung 4) mit der eines
Sheddaches gleicher Geometrie (Lastanordnung b2 in
Abbildung 5 mit α1 = 30° und α2 = 90°), so erhält man folgende Gesamtlast für einen Dachabschnitt der Länge l und
a =(30°+90°)/2=60°:
Ga  1 (1 )  sk  l  1 (30 )  sk  l  0.8  sk  l
 2 (60 )  1 (60 ) 
  ()  1 () 



Gb1   2
s
l
 k

  sk  l

2
2


 1.6  0.0 

  sk  l  0.8  sk  l

2
  (30 )  1 (30 ) 
  ()  1 () 
 sk  l   2
Gb2   2

  sk  l


2
2


Abb. 3: Lastanordnung für gereihte Satteldächer nach
EN 1991-1-3 (aus [11])
 1.6  0.8 

  sk  l  1.2  sk  l

2
Unabhängig von der Lastanordnung ergibt sich beim Satteldach eine Gesamtlast von G = 0,8 ⋅ sk ⋅ l. Betrachtet man
das gereihte Satteldach nun als Sheddach, so ergibt sich
plötzlich eine 50% größere Last. Auf diese (unsinnige) Tatsache haben nach der Einführung der DIN 1055-5 im Jahre
2007 schon andere Autoren (z.B.[14]) hingewiesen, umso
bedauerlicher ist es, dass dies in DIN EN 1991-1-3/NA nun
wieder auftaucht.
Formbeiwert Tonnendächer
Abb. 4: Lastanordnung für gereihte Satteldächer nach
DIN EN 1991-1-3/NA (aus [12])
Formbeiwert Sheddächer
Unschön ist allerdings, dass DIN EN 1991-1-3/NA in Analogie zu DIN 1055-5 wieder eine eigene Lastanordnung für
Sheddächer einführt (Abbildung 5).
Abb. 5: Lastanordnung für Sheddächer nach
DIN EN 1991-1-3/NA (aus [12])
26 FRILO-Magazin 2012
Die Lastansätze und Formbeiwerte für Tonnendächer
(Abbildung 6) sind in allen drei Normen identisch, wobei
sich der notwendige Formbeiwert μ3 wie folgt ergibt:
h
 3  0,2  10   2, 0
b
Auch in diesem Fall wurden zu den Regelungen der
DIN 1055-5 kritische Anmerkungen veröffentlicht (z.B.
in [14]), die leider keinen Eingang in EN 1991-1-3 oder
DIN EN 1991-1-3/NA fanden. Bezüglich der unverwehten Lastanordnung stellt sich nämlich die Frage, warum
der Schnee in Analogie zum Pult- oder Satteldach nicht
einmal ansatzweise in dem Bereich abrutscht, in dem die
Dachneigung 30° überschreitet? Und bei der verwehten
Lastanordnung treten in Gebieten mit hohen Schneelasten
(Schneelastzone 3) so große Schneelasten auf, dass deren
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Aufgrund der Tatsache, dass diese zusätzlichen Schneelasten erhebliche Lastwerte bekommen konnten, wurde der
entstehende Schneekeil in der Musterliste der technischen
Baubestimmungen [13] von maximal 4-fachen auf 2-fache
Werte der Bodenschneelast beschränkt.
In EN 1991-3 findet sich die gleiche Vorgehensweise,
nur dass bei der Beschränkung von μW der abrutschende
Schnee keine Berücksichtigung findet:
w 
Abb. 6: Lastanordnung bei Tonnendächern (aus [11])
dreiecksmäßige Verteilung über die halbe Dachspannweite
zu irrational großen „Schüttwinkeln“ des Schnees führen
kann.
Formbeiwert Höhensprünge
In DIN 1055-5 finden sich für Höhensprünge recht komplizierte Regelungen, um die zusätzlichen Lasten aus „Abrutschen“ und „Verwehung“ zu bestimmen:
Übersteigt die Dachneigung des höher liegenden Daches
15°, so soll davon ausgegangen werden, dass 50 % der
größten resultierenden Gesamtlast der zugewandten Dachseite dieses Daches abrutscht und sich dreiecksförmig auf
der tiefer liegenden Dachfläche über eine Länge lS verteilt.
Der zugehörige Beiwert μS berechnet dann die Höhe des
Schneekeils.
b1  b2   h

sk
2 h
EN 1991-1-3 (5.8)
DIN EN 1991-1-3/NA orientiert sich aber wieder an
DIN 1055-5
b b
 h
DIN EN 1991-1-3/NA (NA.4)
 s
w  1 2 
sk
2 h
und begrenzt die Summe aus abrutschendem und verwehtem Schnee nun nicht mehr einheitlich auf 4,0 oder 2,0 ,
sondern sehr differenziert für unterschiedliche Situationen.
Bei der Anordnung von Schneefanggittern o.ä. auf dem
höher liegenden Dach darf nun auch auf den Ansatz von μS
verzichtet werden.
Formbeiwert Verwehung an Aufbauten
Zusätzlich finden sich in allen drei Schneelastnormen
Angaben für „Verwehung an Wänden und Aufbauten“
(Abbildung 8):
μ1 = 0,8 2 
  h   0, 8

sk   2, 0
EN 1991-1-3 (6.1)
EN 1991-1-3 (6.2)
Abb. 7: Formbeiwerte an Höhensprüngen (aus [11])
Abb. 8: Formbeiwerte an Wänden und Aufbauten (aus [11])
Der Formbeiwert aus Verwehung soll über
Dieser Ansatz weicht aber in Grenzsituationen von dem aus
„Höhensprüngen“ ab:
Betrachtet man einen Aufbau mit Flachdach, z.B. eine
Fahrstuhlnachfahrt, so mag der abrutschende Lastanteil
des Abschnitts „Höhensprünge“ wegfallen, der verwehte
Anteil aber bleibt bestehen – und ist deutlich aufwändiger
zu berechnen als die gleiche Situation in Betrachtung als
Verwehung an Aufbauten.
w 
b1  b2   h

 s
sk
2 h
bestimmt werden, wobei die Summe aus abrutschendem
und verwehtem Schnee beschränkt wird:
0, 8   w   s  4 , 0 DIN 1055-5 (5)+(6)
FRILO-Magazin 2012 27
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Schneeüberhang an der Traufe
Eine der (zumindest in den schneereichen Zonen Deutschlands) umstrittensten Regelungen in DIN 1055-5 war die
neu eingeführte Regelung des „Schneeüberhang an der
Traufe“.
Abb. 9: Schneeüberhang an Dachtraufen (aus [9])
Die ursprüngliche Formel
s2
Se  i mit   3 kN/m3 
DIN 1055-5 (7)
führte in Regionen mit hohen Werten von si zu unsinnig
großen zusätzlichen Trauflasten. Die MLTB [13] reduzierte
den anzusetzenden Wert daher schnell mit einem zusätzlichen Faktor 0,4 in Gleichung (7) auf 40%:
si2
MLTB, Anlage 1.1/2

Sofern über die Dachfläche verteilt Schneefanggitter oder
vergleichbare Einrichtungen angeordnet werden, die das
Abgleiten von Schnee wirksam verhindern und für die Aufnahme dieser Lasten auch bemessen sind, darf auf diesen
Lastansatz ganz verzichtet werden.
Se  0 , 4 
EN 1991-5 stellt diese Trauflast nun gleich variabel dar
Se  k 
si2
 EN 1991-1-3 (6.4)
empfiehlt zusätzlich für k jedoch die folgende Abhängigkeit
von der Dicke der Schneedecke auf dem Dach (Abb. 9):
3
k   d 
d
DIN EN 1991-1-3/NA legt aber k = 0,4 fest und erzeugt
damit wieder die von der MLTB überarbeitete Variante der
DIN 1055-5.
Windlasten
Die zurzeit gültige nationale Windlastnorm ist DIN 1055-4
[15]. Das europäische Pendant ist EN 1991-1-4 [16] mit
dem für Deutschland zugehörigen Nationalen Anhang
DIN EN 1991-1-4/NA [17].
Allen drei Normen gemein ist, dass sich die anzusetzenden Winddrücke we bzw. Windkräfte FW aus einem gebietsund höhenabhängigen (Böen-)geschwindigkeitsdruck qp
und den formabhängigen Druckbeiwerten cp bzw. Kraftbeiwerten cf zusammensetzen:
EN 1991-1-4 (5.1)
we  qp (ze )  cpe
EN 1991-1-4 (5.3)
Fw  cs cd  c f  qp (ze )  Aref
28 FRILO-Magazin 2012
Neu ist bei den Windkräften die Berücksichtigung eines
Strukturbeiwertes cscd. Dieser berücksichtigt, dass Spitzenwinddrücke nicht gleichzeitig auf der gesamten Oberfläche
auftreten können (cs), sowie die dynamische Überhöhung
durch resonanzartige Bauwerksschwingungen infolge Windturbulenz (cd). Da DIN 1055-4 die Windrücke/Windkräfte
mit o.g. Gleichungen nur für nicht schwingungsanfällige
Bauwerke/Bauteile erlaubt, ist in diesem Falle cscd = 1,0.
Bei Gebäuden bis zu einer Höhe von 15 m, bei Fassaden
und Dachelementen mit einer Eigenfrequenz größer als
5 Hz, bei Gebäuden in Skelettbauweise mit aussteifenden
Wänden, die niedriger als 100 m sind und deren Höhe
kleiner als das Vierfache der Gebäudetiefe ist, sowie bei
Schornsteinen mit kreisförmigem Querschnitt und einer
Höhe kleiner als 60 m oder einer Höhe kleiner als dem 6,5fachen des Durchmessers ist auch in EN 1991-1-4 cscd = 1,0.
In anderen Fällen ist in EN 1991-1-4 ein aufwändiges
Verfahren zur Ermittlung des Strukturbeiwertes unter
Berücksichtigung der Turbulenzintensität, des Böengrundanteils als quasi statischer Anteil der Böenreaktion sowie
des Resonanz-Anteils der Böenreaktion angegeben.
DIN EN 1991-1-4/NA macht im Anhang NA.C eigene Angaben zur Ermittlung des Strukturbeiwertes cscd.
Böengeschwindigkeitsdruck
In DIN 1055-4 finden sich drei verschiedene, immer
detaillierter werdende Verfahren zur Bestimmung des
Böengeschwindigkeitsdruckes:
 das vereinfachte Verfahren (mit q(z)= const in Abhängigkeit der Windzone und Gebäudehöhe),
 das Verfahren im Regelfall (mit q(z)=fak ⋅ qref ⋅ (z/10)exp
in Abhängigkeit von Regelprofil und betrachteter
Höhenordinate) und
 das genauere Verfahren nach Anhang B
(mit q(z)=fak ⋅ qref ⋅ (z/10)exp in Abhängigkeit von
Geländekategorie und betrachteter Höhenordinate).
EN 1991-1-4 schreibt nun vor:
1
2
EN 1991-1-4 (4.8)
qp (z)  1  7  Iv (z)     vm
(z) 2
wobei IV die Turbulenzintensität und vm die mittlere Windgeschwindigkeit darstellt. Die Turbulenzintensität muss
dafür über Topografiebeiwerte und Rauhigkeitslängen,
die mittlere Windgeschwindigkeit über Topografie- und
Rauhigkeitsbeiwerte sowie die Basiswindgeschwindigkeit
ermittelt werden.
DIN EN 1991-1-4/NA stellt in „NDP zu 4.5 (1), Anmerkung 1“
jedoch klar:
„Gleichung 4.8 ist aufgrund der Berücksichtigung des in
Deutschland gültigen Windprofils nicht anwendbar. Die
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Tabelle 7: Außendruckbeiwerte für Pultdächer nach DIN 1055-4 (aus [15]
Tabelle 8: Außendruckbeiwerte für Pultdächer nach EN 1991-1-4 (aus [16]
Turbulenzintensität und der Böengeschwindigkeitsdruck
sind nach Anhang NA.B, Tabellen NA.B.2 und NA.B.4, zu
berechnen.“ [17]
Im Anhang NA.B von DIN EN 1991-1-4/NA werden dann
wieder die aus DIN 1055-4 bekannten Verfahren mit
identischen Formeln und Werten angegeben: In NA.B.1 das
Verfahren mit Hilfe von Geländekategorien, in NA.B.2.3 das
vereinfachte Verfahren und in NA.B.3.3 der Regelfall.
Aerodynamische Beiwerte
Alle drei Normen kennen sowohl Innendruck- als auch
Außendruckbeiwerte. DIN 1055-4 legt fest, dass Fenster, Türen und Tore im Hinblick auf den Innendruck als
geschlossen angesehen werden dürfen, sofern sie nicht
betriebsbedingt bei Sturm geöffnet werden müssen.
Diese Regelung findet sich auch in EN 1991-1-4 und
DIN EN 1991-1-4/NA, zusätzlich wird aber empfohlen, in
anderen Fällen die Bemessungssituation mit geöffneten
Fenstern oder Türen als außergewöhnlichen Lastfall nach
EN 1990 zu betrachten.
Die Druckbeiwerte in EN 1991-1-4 für die verschiedenen Bauteil- bzw. Gebäudegeometrien sind denen aus
DIN 1055-4 sehr ähnlich, einzelne Werte weichen ab.
DIN EN 1991-1-4/NA ändert wiederum einzelne Werte
gegenüber EN 1991-1-4, so dass teilweise wieder die Werte
der DIN 1055-4 entstehen. Tabelle 7 und Tabelle 8 zeigen
beispielhaft die Außendruckbeiwerte eines Pultdaches.
FRILO-Magazin 2012 29
Lastannahmen nach EN 1990 und EN 1991
Bei mehreren Dachformen waren auch schon in DIN 1055-4
für bestimmte Dachneigungen sowohl Sog- als auch
Druckbeiwerte zu untersuchen. Dabei wurde in der Praxis
oftmals diskutiert, ob auch unterhalb des angegebenen
Grenzwinkels (bei Pultdächern z.B. 15°) Druckbeiwerte
anzusetzen sind, die über eine lineare Interpolation zwischen 0,0 für 0° bzw. den vorhergehenden Neigungswinkel
und dem ersten angegebenen Druckbeiwert zu ermitteln
sind. EN 1991-1-4 klärt diese Frage nun eindeutig, in dem
(im Gegensatz zu DIN 1055-4) auch der Wert „+0,0“ als
untere Grenze (beim Pultdach bei 5°) angegeben ist. Damit
ist nun klargestellt, dass für DIN EN 1991-1-4/NA auch
unterhalb von 15° noch Druckbeanspruchungen anzusetzen sind.
Fazit
Für den in Deutschland bereits tätigen Ingenieur ergeben
sich aus der Umstellung von DIN 1055-100 auf DIN EN 1990
in der Alltagspraxis keine wirklich relevanten Unterschiede.
Eine tiefgehende Einarbeitung in eine neue Norm ist nicht
zwingend notwendig, wobei ein Blick in das neue Normenwerk aufgrund des offen dargelegten, bauartübergreifenden Sicherheitskonzepts durchaus lohnenswert ist.
Mit der Einführung der geänderten DIN-Lastannahmen
(größtenteils im Jahre 2007) wurde ein Großteil der nun
beim Umstieg auf die Normenreihe EN 1991 auftretenden Änderungen vorweggenommen. Während in einigen
Bereichen die Kritikpunkte an DIN 1055 in den Nationalen
Anhang eingearbeitet wurden, wurden andere Bereiche
leider kritiklos aus DIN 1055 oder EN 1991 übernommen.
Literaturverzeichnis
[1] DIN 1055-100. Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 100:
Grundlagen der Tragwerksplanung, Sicherheitskonzept
und Bemessungsregeln. März 2001.
[2] DIN EN 1990. Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung; Deutsche Fassung EN 1990:2002 + A1:2005 +
A1:2005/AC:2010. Dezember 2010.
[3] DIN EN 1990/NA. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung. Dezember 2010.
[4] Quast, Ulrich. Ist das Konzept mit Teilsicherheitsbeiwerten überflüssig? FRILO-Magazin. 2002. Download
bei www.frilo.de.
[5] Graubner, C.-A., Schmidt, H. und Heimann, M. Eurocode 0 - Grundlagen der Tragwerksplanung. Bauingenieur. Juli/August 2011, Bd. 86, S. 307-314.
[6] DIN 1055-3. Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 3:
Eigen- und Nutzlasten für Hochbauten. März 2006.
30 FRILO-Magazin 2012
[7] DIN EN 1991-1-1. Eurocode 1: Einwirkungen auf
Tragwerke - Teil 1-1: Allgemeine Einwirkungen auf
Tragwerke - Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten
im Hochbau; Deutsche Fassung EN 1991-1-1:2002 +
AC:2009. Dezember 2010.
[8] BS EN 1991-1-1. Eurocode 1: Actions on structures Part 1-1: General actions - Densities, self-weight,
imposed loads for buildings. 2010.
[9] ÖNORM B 1991-1-1. Eurocode 1: Einwirkungen
auf Tragwerke - Teil 1-1: Allgemeine Einwirkungen
auf Tragwerke - Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau; Nationale Festlegungen zu
ÖNORM EN 1991-1-1 und nationale Ergänzungen.
Januar 2006.
[10] DIN 1055-5. Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 5:
Schnee- und Eislasten. Juli 2005.
[11] DIN EN 1991-1-3. Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-3: Allgemeine Einwirkungen, Schneelasten; Deutsche Fassung EN 1991-1-3:2003 + AC:2009.
Dezember 2010.
[12] DIN EN 1991-1-3/NA. Nationaler Anhang - National
festgelegte Parameter - Eurocode 1: Einwirkungen
auf Tragwerke - Teil 1-3: Allgemeine Einwirkungen Schneelasten. Dezember 2010.
[13] Muster-Liste der technischen Baubestimmungen.
Deutsches Institut für Bautechnik.
[14] Schwind, Wolfgang. Die neue Schneelastnorm
DIN 1055-5, kritisch hinterfragt. Bautechnik. 2009,
Bd. 86, Heft 10.
[15] DIN 1055-4. Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 4:
Windlasten. März 2005.
[16] DIN EN 1991-1-4. Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten; Deutsche Fassung EN 1991-1-4:2005 + A1:2010 +
AC:2010. Dezember 2010.
[17] DIN EN 1991-1-4/NA. Nationaler Anhang - National
festgelegte Parameter - Eurocode 1: Einwirkungen auf
Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten. Dezember 2010.
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. Kai Haase (Hochschule Deggendorf)
Msc Jens Hoffmann (Friedrich und Lochner GmbH)
EN 1992
Stahlbetonbau nach DIN EN 1992:2011 und
DIN EN 1992/NA:2011
Dipl.-Ing. Peter Fritz
Einführung
Die Einführung der DIN 1045-1 im Jahr 2001 [1] war ein
großer Schritt in der Geschichte der Stahlbetonnormen.
Dies hatte vor allem zwei Gründe. Zum einen wurden
in dieser Norm die Bemessungsnorm für den Stahlbeton DIN 1045 [2] und die Norm für den Spannbeton
DIN 4227 [3] in einer Norm DIN 1045-1 zusammengefasst.
Zum anderen erfolgte die Umstellung vom Sicherheitskonzept mit pauschalem Sicherheitsbeiwert zum semiprobabilistischen Sicherheitskonzept mit getrennten Teilsicherheitsbeiwerten auf Einwirkungs- und Materialseite. Im Jahr
2008 erschien dann eine überarbeitete DIN 1045-1 [4], in
der außer Druckfehlerberichtigungen und zusätzlichen Klarstellungen auch schon mit dem Eurocode 2 abgestimmte
Regeln enthalten waren, der bereits parallel entwickelt
wurde. Dieser Eurocode 2 erschien nun Anfang 2011 als
DIN EN 1992.
Um die Einführung des Eurocode im Stahlbetonbau für
den praktisch tätigen Ingenieur möglichst reibungslos zu
gestalten, wurde vom Deutschen Institut für Bautechnik
(DIBt) ein Forschungsvorhaben „EC2-Pilotprojekte“ ins
Leben gerufen. Beteiligt daran waren zwölf Ingenieurbüros
unterschiedlicher Größe und zehn Softwarehäuser, darunter auch Nemetschek Frilo. Als Pilotprojekte wurden dabei
typische, bereits realisierte Bauvorhaben unterschiedlicher
Größe, die nach DIN 1045-1 gerechnet worden waren,
noch einmal nach Eurocode bemessen. Dabei wurden
einerseits die Bemessungsergebnisse verglichen, andererseits aber auch Auslegungsfragen beantwortet und die
praktische Handhabbarkeit des Eurocode verbessert.
Nicht zuletzt aufgrund der Ergebnisse des Pilotprojekts
wurden im Nationalen Anhang des Eurocode 2, Teil 1-1
zahlreiche Festlegungen getroffen, die entweder als „national festlegbare Parameter“ (NDP) oder als „nicht widersprechende Regelungen und Erläuterungen“ (NCI) in den
NA aufgenommen wurden.
Der „Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken“ besteht aus 4 Teilen
(in Klammer ist jeweils das Ausgabedatum angegeben):
 Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für
den Hochbau (2011-01) [5]
 Teil 1-2 Allgemeine Regeln – Tragwerksbemessung für
den Brandfall (2010-12) [6]
 Teil 2 Betonbrücken – Bemessungs- und Konstruktionsregeln (2010-12) [7]
 Teil 3 Silos und Behälterbauwerke aus Beton (2011-01) [8]
Es ist dabei zu beachten, dass die Teile 2 und 3 nur noch
spezifisch abweichende oder zusätzliche Regeln ihrer
Bauart enthalten und deshalb nur in Verbindung mit dem
Grundlagenteil verwendet werden können.
Zu jedem Teil wird es einen zugehörigen nationalen
Anhang geben, wobei in der Musterliste der technischen
Baubestimmungen vom Dezember 2011 lediglich folgende
Teile aufgeführt sind:
 Teil 1-1/NA
 Teil 1-2/NA
 Teil 3/NA
Nationaler Anhang zu
DIN EN 1992-1-1 (2011-01) [9]
Nationaler Anhang zu
DIN EN 1992-1-2 (2010-12) [10]
Nationaler Anhang zu DIN EN 1992-3 [11]
Deshalb ist davon auszugehen, dass zum Stichtag 1.7.2012
auch nur diese Teile des Eurocodes 2 einschließlich der
nationalen Anhänge bauaufsichtlich eingeführt werden.
Um den Anwendern die Arbeit mit der neuen Norm zu
erleichtern, wurde zum EN 1992-1-1 eine kommentierte
Fassung [12] veröffentlicht, in der der Eurocode 2 und der
nationale Anhang zusammengeführt wurden. Zusätzlich
wird vom deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) ein
Heft 600 [13] (Nachfolger des Heft 525 [14]) mit zusätzlichen Erläuterungen herausgegeben werden.
In den folgenden Abschnitten soll nun auf einige Unterschiede zwischen dem Eurocode 2 mit nationalem Anhang
und der DIN 1045-1 näher eingegangen werden.
Ermittlung der effektiven Stützweite
(EN 1992-1-1 + NA, 5.3.2.2)
Die effektive Stützweite ermittelt sich auch nach
Eurocode 2 aus der Summe der lichten Weite zwischen
den Lagern und den effektiven Auflagerbreiten. Neu ist,
dass für die effektive Auflagerbreite der kleinere Wert aus
halber Auflagerbreite und halber Bauteildicke verwendet
werden soll. Dies kann bei dünnen Bauteilen (z.B. Platten)
und breiten Innenauflagern dazu führen, dass sich zwar
die effektive Stützweite reduziert, jedoch am Innenlager
FRILO-Magazin 2012 31
EN 1992
Es ist zu erkennen, dass hier die Biegeschlankheit einerseits von der Betondruckfestigkeit und andererseits vom
vorhandenen Biegebewehrungsgrad abhängt. Dabei wird
die zulässige Biegeschlankheit bei höherem Längsbewehrungsgrad und damit höherer Belastung kleiner (die erforderliche statische Nutzhöhe wird also größer), bei höherer
Betondruckfestigkeit tritt der umgekehrte Effekt ein. Diese
Zusammenhänge waren in den Formeln nach DIN nicht
berücksichtigt.
Abb.: 1
rechnerisch zwei Auflagerlinien entstehen. Diese Lösung
scheint wenig praxisgerecht zu sein. Deshalb wird empfohlen, weiterhin die Auflagermitte für die Ermittlung der
Stützweite heranzuziehen.
Nachweis der Begrenzung der Verformungen
ohne direkte Berechnung
(Begrenzung der Biegeschlankheit, EN 1992-1-1 + NA, 7.4.2)
In DIN 1045-1:2008, 11.3.2 wurden bei der Begrenzung
der Biegeschlankheit zwischen dem allgemeinen Fall und
höheren Anforderungen unterschieden. Diese Regelung
wurde als zusätzliche Bedingung in den nationalen Anhang
zum EN 1992-1-1 übernommen. Dort werden folgende
Fälle unterschieden:
Allgemeiner Fall: leff/d ≤ K∙35
Höhere Anforderung:
leff/d ≤ K2∙150/leff
Dabei ist K ein Faktor zur Berücksichtigung des statischen
Systems aus Tabelle 7.4N.
Im EN 1992-1-1 werden für die Berechnung der Biegeschlankheit zwei Formeln angegeben:
Für gering und mäßig bewehrte Bauteile:


l

 K  11  1, 5 fck  0  3,2  fck

d

3
 0  2 
   1  (7.16a),
 

 wenn   0
Für hochbewehrte Bauteile (evtl. mit Druckbewehrung)



l
1
 K  11  1, 5 fck  0   fck
,
d
12



´
Druckbewehrung
mit 0  10 3  fck
32 FRILO-Magazin 2012
1
 ,  2 
    (7.16b),
 0  
 wenn  > 0
In Abbildung 1 ist die Abhängigkeit von effektiver
Stützweite und statischer Nutzhöhe grafisch dargestellt.
Dabei werden unterschiedliche Bewehrungsgrade und
Betondruckfestigkeiten den Regelungen aus dem nationalen Anhang gegenübergestellt.
Es ist zu erkennen, dass die der DIN 1045-1 entsprechende Regelung für normale Anforderung lediglich bei
sehr kleinen Bewehrungsgraden maßgebend wird.
Der Nachweis der Biegeschlankheit ist somit nach Eurocode 2 aufwändiger als der in der DIN 1045-1 enthaltene
Nachweis, erfasst jedoch die Randbedingungen genauer. Es
ist zu beachten, dass gegebenenfalls die statische Nutzhöhe und daraus resultierend der Bewehrungsgrad iterativ
angepasst werden müssen.
Durchstanzen
Die Regelungen zum Durchstanzen unterscheiden
sich in EN 1992-1-1 + NA teilweise deutlich von der
DIN 1045-1:2008. In den folgenden Abschnitten soll auf
einige Unterschiede hingewiesen werden.
Ermittlung der maßgebenden Einwirkung
Im Eurocode 2 wird die maßgebenden Einwirkung nach der
Formel vEd 
  VEd
ui  d
in eine Querkraft je Flächeneinheit umgerechnet, während
in der DIN 1045-1 die maßgebende Einwirkung pro laufendem Meter Rundschnitt ermittelt wurde.  ist auch hier
ein Faktor mit dem eine ausmittige Beanspruchung berücksichtigt wird. Für eine genaue Berechnung des Wertes 
sind in EN 1992-1-1 Formeln angegeben. Für unverschiebliche Systeme mit Stützweitenverhältnissen zwischen
0,8  l1/l 2  1,25 sind auch im Eurocode konstante Werte
für  angegeben. Dabei ist jedoch zu beachten, dass das 
für Innenstützen gegenüber der DIN 1045-1:2008 (Faktor
1,05) auf 1,1 angehoben wurde. Die Faktoren für die übrigen Stützensituationen blieben unverändert.
EN 1992
In die Bemessungsformel der Durchstanzbewehrung nach
EN 1992-1-1 geht im Gegensatz zu der nach DIN 1045-1 die
Länge des kritischen Rundschnittes ein.
Fundament
Bei Fundamenten bilden sich aufgrund der im Vergleich
zu Flachdecken geringeren Schlankheit und des entlastenden Sohldrucks deutlich steilere Risse aus. Deshalb muss
bei gedrungenen Fundamenten bzw. Bodenplatten mit
 = a/d ≤ 2,0 die Lage des kritischen Rundschnitts iterativ
ermittelt werden. Dabei ist a der kürzeste Abstand zwischen der Lasteinleitungsfläche und dem Fundamentrand
bzw. dem Momentennullpunkt. Bei Bodenplatten und
schlanken Fundamenten mit  = a/d > 2,0 darf zur Vereinfachung mit einem konstanten Rundschnitt im Abstand
1,0⋅d gerechnet werden.
Flachdecke
Der kritische Rundschnitt nach Eurocode 2 wird in einem
Abstand von 2,0⋅d (DIN 1045-1:2008: 1,5⋅d) um die Lasteinleitungsfläche geführt. Anders als in DIN 1045-1 wird die
erforderliche Bewehrungsmenge nach EN 1992-1-1 in
diesem Rundschnitt ermittelt und in jeder weiteren erforderlichen Bewehrungsreihe eingelegt, bis der Nachweis
ohne Durchstanzbewehrung erfüllt ist. Die Überprüfung
dieses Ansatzes durch Versuche ergab jedoch, dass die so
ermittelte Durchstanzbewehrung nach deutscher Auffassung in den ersten beiden Rundschnitten zu gering ist.
Deshalb wurde in EN 1992-1-1/NA festgelegt, dass die
Bewehrungsmenge im ersten Rundschnitt (Abstand zwischen 0,3⋅d bis 0,5⋅d vom Rand der Lasteinleitungsfläche)
mit dem Faktor 2,5 und im zweiten Rundschnitt (Abstand
0,75⋅d zum ersten) mit dem Faktor 1,4 multipliziert werden
muss. In allen weiteren erforderlichen Bewehrungsschnitten ist dann die berechnete Bewehrungsmenge einzubauen.
Fazit
Im Stahlbetonbereich ist in vielen Bereichen die Übereinstimmung zwischen EN 1992-1-1 und DIN 1045-1:2008 im
Hinblick auf die Auswirkungen auf die Bemessung relativ
groß. Dieser Artikel versucht, drei signifikant abweichende
Punkte herauszuarbeiten. Eine umfassende Darstellung der
Unterschiede beider Normen ist jedoch in diesem Rahmen
nicht möglich. Für weitere Details wird auf die zur Verfügung stehende Fachliteratur und die von Frilo angebotenen
Seminare verwiesen.
Literaturverzeichnis
[1] DIN 1045-1. Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und
Spannbeton. Juli 2001.
[2] DIN 1045. Beton und Stahlbeton – Bemessung und
Ausführung. Juli 1988.
[3] DIN 4227. Spannbeton; Bauteile aus Normalbeton mit
beschränkter oder voller Vorspannung. Juli 1988.
[4] DIN 1045-1. Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und
Spannbeton. August 2008.[5].
[5] DIN EN 1992-1-1. Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken –
Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für
den Hochbau. Januar 2011.
[6] DIN EN 1992-1-2. Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken
- Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für
den Brandfall. Dezember 2010.
[7] DIN EN 1992-2. Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil
2: Betonbrücken - Bemessungs- und Konstruktionsregeln. Dezember 2010.
[8] DIN EN 1992-3. Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil
3: Silos und Behälterbauwerke aus Beton. Januar 2011.
[9] DIN EN 1992-1-1/NA. Nationaler Anhang - National
festgelegte Parameter - Eurocode 2: Bemessung und
Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und
Regeln für den Hochbau. Januar 2011.
[10] DIN EN 1992-1-2/NA. Nationaler Anhang - National
festgelegte Parameter - Eurocode 2: Bemessung und
Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall. Dezember 2010.
[11] DIN EN 1992-3/NA. Nationaler Anhang - National
festgelegte Parameter - Eurocode 2: Bemessung und
Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 3: Silos und Behälterbauwerke aus Beton.
Januar 2011.
[12] Fingerloos, Hegger, Zilch. Eurocode 2 für Deutschland:
DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von
Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang, kommentierte Fassung.
Beuth-Verlag/Ernst und Sohn. Dezember 2011.
[13] DAfStb-Heft 600. Erläuterungen zu Eurocode 2. BeuthVerlag. In Vorbereitung.
[14] DAfStb-Heft 525. Erläuterungen zu DIN 1045-1. BeuthVerlag. 2010.
Autor:
Dipl.-Ing. Peter Fritz, Friedrich + Lochner GmbH
FRILO-Magazin 2012 33
EN 1993
DIN EN 1993 – Bemessung
und Konstruktion von
Stahlbauten
Dipl.-Ing. Matthias Friedrich
Überblick
Die EN Eurocodes werden in Deutschland im Sommer 2012
verbindlich eingeführt. Der Eurocode 3[1] Bemessung und
Konstruktion von Stahlbauten besteht aus 6 Teilen. Der
EN 1993 Teil 1-1 enthält die Regelungen für den Hochbau
einschließlich der verschiedenen Stabilitätsuntersuchungen, der erforderlichen Nachweise für die Grenzzustände
der Tragfähigkeit und Gebrauchsfähigkeit von Stäben, Verbindungen und Anschlüssen. Allgemein für den Stahlbau
gelten die weiteren Teile EN 1993-1-2 bis EN 1993-1-12 mit
Regelungen für besondere Bemessungssituationen (Ermüdung und Brand), Stabilitätsuntersuchungen von Platten
und Schalen, Bemessung von Anschlüssen und spezielle
Anforderungen an Werkstoffe.
Die Teile EN 1993-2 bis EN 1993-6 ergänzen die allgemeinen Regelungen der Teile EN 1993-1-2 bis EN 1993-1-12
durch besondere Regelungen für Brücken, Türme, Maste
und Schornsteine, Behälter, Rohrleitungen, Pfähle, Spundwände und Kranbahnen.
Aus der Fülle des Normenwerkes mit 20 Teilen und über
1400 Seiten ohne NAs ergibt sich für die wirtschaftliche
Arbeit des Ingenieurs die Notwendigkeit der Anwendung
einfacher und nachvollziehbarer Software.
Sicherheitskonzept
Die EN 1990 [2] (Grundlagen der Tragwerksplanung) ist
über die Bemessungseurocodes EN 1991 bis EN 1999
gestellt und regelt allgemeine Dinge wie Bemessung
nach Grenzzuständen, Anforderungen zur Tragsicherheit,
Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit. Wesentliche
Teile dazu sind dem Stahlbauplaner bereits aus den Bemessungskonzepten der deutschen Stahlbaunormen bzw. aus
DIN 1055-100[3] geläufig.
Die Designwerte der Beanspruchungen Gd (ständige Einwirkungen) und Qd (veränderliche Einwirkungen) bestimmt
man durch Multiplikation der charakteristischen Werte
(Gk, Pk) mit den zugehörigen Teilsicherheitsbeiwerten. Die
Teilsicherheitsbeiwerte der Einwirkungen sind in EN 1990,
Tabelle A.1.2 zu finden. Diese sind gegenüber DIN 18800[4]
unverändert.
34 FRILO-Magazin 2012
Für die Aufstellung der Lastkombinationen werden vom
EN 1990 Kombinationsbeiwerte ψ0, ψ1 und ψ2 angegeben,
die die Wahrscheinlichkeit des gleichzeitigen Auftretens
der charakteristischen Werte voneinander unabhängiger veränderlicher Einwirkungen berücksichtigen. Das ist
gegenüber DIN 18800, in der es nur einen Kombinationsbeiwert gab, stärker differenzierend. Diese Art der Kombinatorik ist dem Ingenieur aus DIN 1055-100 bekannt.
Nachweisführung nach EN 1993-1-1
Der Inhalt von EN 1993-1-1 regelt, ausgenommen die Verbindungen, in etwa den Bereich des Stahlbaus, der bisher
durch DIN 18800 Teil 1 und Teil 2 bestimmt wurde.
Klassifizierung
Zu Beginn eines Nachweises wird in der Regel die Querschnittsklasse ermittelt, da sie das wichtigste Kriterium bei
der Wahl der Nachweisverfahren ist. Damit soll die Begrenzung der Beanspruchbarkeit und Rotationskapazität durch
lokales Beulen von Querschnittsteilen festgestellt werden.
Gemäß ihrer Momenten-Rotations-Beziehung unterteilt
der Eurocode Querschnitte in vier Klassen.

Querschnitte der Klasse 1 (plastische Querschnitte)
können plastische Gelenke oder Fließzonen mit ausreichendem Verformungsvermögen bei plastischer Berechnung bilden.
EN 1993

Querschnitte der Klasse 2 (kompakte Querschnitte)
können die plastische Momententragfähigkeit entwickeln, haben aber aufgrund örtlichen Beulens nur eine
begrenzte Rotationskapazität.

Querschnitte der Klasse 3 (halbkompakte Querschnitte)
erreichen für eine elastische Spannungsverteilung die
Streckgrenze in der ungünstigsten Querschnittsfaser,
können aber wegen örtlichen Beulens die plastische
Momententragfähigkeit nicht entwickeln.

Querschnitte der Klasse 4 (elastische Querschnitte) sind
solche, bei denen örtliches Beulen vor Erreichen der
Streckgrenze in einem oder mehreren Teilen des Querschnitts auftritt. Dies bedeutet in der Nachweispraxis,
dass durch „Wegschneiden“ von Querschnittsteilen die
Querschnittsfläche reduziert und so eine Abminderung
vorgenommen wird. Alle für den Nachweis erforderlichen Querschnittswerte werden dann am Nettoquerschnitt ermittelt. Die Nulllinie kann sich dabei verschieben, wodurch die Normalkraft eine Vergrößerung des
Momentes bewirken kann.
Da es sich hierbei um einen wesentlichen Bestandteil der
Nachweisführung handelt, ermitteln unsere Programme
die c/t-Verhältnisse der druckbeanspruchten Querschnittsteile und nehmen die Klassifizierung automatisch vor.
Querschnittsnachweise
Die Wahl des zulässigen Bemessungsverfahrens wird durch
die Querschnittsklasse bedingt. Der plastische Nachweis
liefert wirtschaftlichere Querschnitte als der elastische
Nachweis und ist somit das Standardverfahren im Eurocode, soweit es sich um Querschnitte der Klassen 1 oder 2
handelt.
Verfahren
Querschnittsklassen
Elastisch-Elastisch
1, 2, 3, 4 (eff. Querschnitt)
Elastisch-Plastisch
1, 2
Plastisch-Plastisch
1
Der elastische Querschnittsnachweis auf Spannungsebene
nach Gleichung 6.1 wird im kritischen Querschnittspunkt
geführt.
(
x,Ed
z ,Ed
x,Ed z ,Ed
Ed
)²  (
)²  (
)(
)  3((
)²  1
fy /M0
fy /M0
fy /M0 f y /M0
fy /M0
Der Querschnittsnachweis auf Schnittgrößenebene erfolgt
nach Gleichung 6.2 mit plastischen Widerständen Querschnittsklasse 1 und 2, mit elastischen Widerständen
Querschnittsklasse 3 sowie mit elastischen, effektiven
Widerständen Querschnittsklasse 4.
NEd My ,Ed Mz ,Ed


 1
NRd My ,Rd Mz ,Rd
Hierbei werden die Widerstände bei gleichzeitigem Auftreten mehrerer Schnittgrößen über Interaktionen bestimmt.
Stabilitätsnachweise für Stäbe
Je nach Umfang der Berücksichtigung von Imperfektionen
und Tragwerksverformungen unter Belastung werden in
EN 1993-1-1 vier Methoden unterschieden, die wahlweise
eingesetzt werden können:
1. Räumliche Tragwerksberechnung Theorie II. Ordnung
mit Ansatz von Systemschiefstellungen, Stabvorkrümmungen und Stabverdrillungen durch Querschnittsnachweis mit Schnittgrößen Theorie II. Ordnung
2. Tragwerksberechnung Theorie II. Ordnung in der Tragwerksebene mit Ansatz von Systemschiefstellungen und
Stabvorkrümmungen durch Querschnittsnachweis mit
Schnittgrößen Theorie II. Ordnung, Biegeknicknachweis
um die z-Achse und Biegedrillknicknachweis
3. Tragwerksberechnung Theorie II. Ordnung in der Tragwerksebene mit Ansatz von Systemschiefstellungen
und Stabvorkrümmungen – Nachweis der Stabilität
am aus dem System herausgeschnittenen Ersatzstab
mit Stabendschnittgrößen Theorie II. Ordnung durch
Biegeknicknachweis um die y-und z-Achse sowie
Biegedrillknicknachweis
4. Tragwerksberechnung Theorie I. Ordnung in der Tragwerksebene ohne Ansatz von Imperfektionen – Nachweis der Stabilität am aus dem System herausgeschnittenen Ersatzstab mit Stabendschnittgrößen Theorie
I. Ordnung durch Biegeknicknachweis um die y-und
z-Achse sowie Biegedrillknicknachweis mit Stabendschnittgrößen Theorie II. Ordnung
Die Ersatzstabnachweise erfolgen allgemein nach
EN 1993-1-1 Abschnitt 6.3.3 für auf Biegung und Druck
beanspruchte gleichförmige Bauteile.
My ,Ed  My ,Ed
Mz ,Ed  Mz ,Ed
NEd
 k yy 
 k yz 
1
 y  NRk
LT  My ,Rk
Mz ,Rk
 M1
 M1
 M1
My ,Ed  My ,Ed
Mz ,Ed  Mz ,Ed
NEd
 kzy 
 kzz 
1
z  NRk
LT  My ,Rk
Mz ,Rk
 M1
 M1
 M1
χy und χz χLT
Abminderungsbeiwerte für Biegeknicken
Abminderungsbeiwert für
Biegedrillknicken
kyy, kyz, kzy, kzz Interaktionsfaktoren nach Anhang A oder
Anhang B
FRILO-Magazin 2012 35
EN 1993
Der Anhang A ist ein aus Frankreich stammendes Verfahren. Es werden für die Bestimmung der Interaktionsfaktoren komplexe Formeln angeboten.
Der Anhang B wurde in Österreich entwickelt und stellt
für die Bestimmung der Interaktionsbeiwerte einfachere
Formeln bereit, die mit vertretbarem Aufwand auch eine
Handrechnung erlauben.
Beide Anhänge sind nach dem Nationalen Anwendungsdokument in Deutschland zulässig.
Gebrauchstauglichkeit
Verformungen und Schwingungen sind die maßgeblichen
Größen für die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit.
Die maximalen Horizontal- bzw. Vertikalverformungen
sowie die maximale dynamische Belastung sind in EN 1990
geregelt.
Nachweisführung nach EN 1993-1-5
EN 1993-1-5 stellt für den Nachweis der Beulsicherheit
zwei grundsätzliche Verfahren zur Verfügung, die sich
hinsichtlich ihrer Anwendungsgrenzen, ihrer Berechnungsergebnisse und ihrem Berechnungsaufwand erheblich
unterscheiden.
damit in die Querschnittsklasse 3 eingeordnet werden.
Für zusammengesetzte Querschnitte bzw. für versteifte
Gesamtbeulfelder können somit keine Spannungsumlagerungen berücksichtigt werden. Der schwächste
Querschnittsteil bestimmt die Tragfähigkeit des Gesamtquerschnittes. Vorteile dieses Verfahrens sind eine allgemeingültige Formulierung und die Eignung für eine numerische Berechnung.
Nachweisführung nach EN 1993-1-8
Schraubverbindungen
Kategorien von Schraubenverbindungen:
A) Scher-/Lochleibungsverbindungen
B) Gleitfeste Verbindung im Grenzzustand der
Gebrauchstauglichkeit
C) Gleitfeste Verbindung im Grenzzustand der
Tragfähigkeit
D) Nichtvorgespannte Verbindungen unter
Zugbeanspruchung
E) Vorgespannte Verbindungen unter Zugbeanspruchung
Die Nachweise gegen Abscheren und Lochleibung sind in
ihrer Form ähnlich DIN 18800 Teil 1.
Methode der wirksamen Breiten
Bei dieser Methode handelt es sich um ein Nachweisverfahren für beulgefährdete Querschnitte der Klasse 4, bei
dem das Phänomen des lokalen Beulens durch eine einfache Wegnahme bestimmter Querschnittsflächen behandelt
wird. Dabei mutieren einfache, einteilige Querschnitte zu
zum Teil sehr komplexen mehrteiligen, nicht beulgefährdeten Restquerschnitten. Die so verbleibenden Querschnitte
sind dann unter Berücksichtigung der Verschiebung der
Achsensysteme nach Elastizitätstheorie zu berechnen und
auf Grundlage elastischer Spannungen nachzuweisen. Das
einwirkende Spannungsfeld aus Normal- und Schubspannungen wird in Beulfälle für Längsnormal-, Schub- und
Quernormalspannungen zerlegt und es werden die Beulnachweise geführt. Damit wird überkritisches Tragverhalten systematisch erfasst, da Spannungsumverteilungen
in geringer beanspruchte Querschnittsteile berücksichtigt
werden. Die Einzelnachweise werden anschließend über
einen Interaktionsnachweis zusammengeführt.
Schweißverbindungen
Schweißnahtarten:

Stumpfnähte

Kehlnähte

Schlitznähte

Lochschweißungen

Hohlkehlnähte
Methode der reduzierten Spannungen
Im Gegensatz zu der vorangestellten Methodik werden bei
diesem Verfahren die einwirkenden Spannungen auf die
kritische Beulspannung begrenzt. Alle Querschnittsteile
sind bis zum Erreichen dieser durch einen Abminderungsfaktor reduzierten Streckgrenze voll tragfähig und können
Anschlüsse mit H- oder I-Querschnitten
mit Komponentenmodell - äquivalenter T-Stummel
Mit dem Komponentenmodell wird eine neue Berechnungsart für eine Vielzahl von Anschlüssen mit I- und
H-Profilen eingeführt. Dabei wird ein Anschluss in Komponenten zerlegt, deren Tragfähigkeit und Steifigkeit im
36 FRILO-Magazin 2012
Der Nachweis der Schweißnaht erfolgt durch:
- Richtungsbezogenes Verfahren
Dieses Verfahren ist ein Vergleichsspannungsnachweis,
wobei die Spannungen auf eine Bezugsfläche, die in der
Winkelhalbierenden der Naht liegt, zu beziehen sind.
- Vereinfachtes Verfahren
Unabhängig von der Orientierung der wirksamen Kehlnahtfläche wird die Resultierende aller auf die wirksame
Kehlnahtfläche einwirkenden Kräfte je Längeneinheit mit
der Grenzkraft der Kehlnaht je Längeneinheit zur einwirkenden Kraft verglichen.
EN 1993
Einzelnen bestimmt wird. Durch Zusammensetzen dieser
Komponenten unter Berücksichtigung der Verteilung der
angreifenden Kräfte ergibt sich die Tragfähigkeit und Verformbarkeit des Anschlusses.
Aus den Kennwerten der beteiligten Grundkomponenten lässt sich die Charakteristik des Gesamtanschlusses
ermitteln. Anhand der Tragfähigkeit wird der Anschluss als
gelenkig, teil- oder volltragfähig und anhand der Steifigkeit
als gelenkig, verformbar oder starr klassifiziert. Damit ist
es möglich, die Zusammenwirkung der Bauteile detailliert
zu berechnen und den Einfluss ihrer Verbindungen auf die
Schnittgrößenverteilung im Tragwerk zu berücksichtigen.
Es werden insgesamt 20 einzelne Grundkomponenten
aufgeführt. Einige dieser Komponenten können durch
Geometrie und statisches Modell als T-Stummel betrachtet
werden. In biegetragfähigen Anschlüssen werden etwa
die Stirnplatte oder der Stützenflansch als äquivalenter
T-Stummel unter Zugbeanspruchung modelliert. Diesen
T-Stummeln liegt ein einheitliches Modell möglicher Versagensmechanismen zugrunde, wie Schraubenversagen,
vollständiges Flanschfließen oder idealerweise gleichzeitiges Schraubenversagen und Flanschfließen.
Ausführung
Die Ausführung von Stahlkonstruktionen, die nach Eurocode dimensioniert wurden, ist in der DIN EN 1090 (Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerke)
Teil 1 und 2 geregelt.
Geschweißte Stahlbauten werden in vier verschiedene
Ausführungsklassen EXC1 bis EXC4 eingeteilt.
Die Wahl der Ausführungsklasse ist abhängig von der Schadensfolgeklasse CC (siehe [1], Anhang B), der Beanspruchungskategorie SC und der Herstellungskategorie PC.
Von diesen Ausführungsklassen hängen die Anforderungen
für die Betriebe und das Aufsichtspersonal maßgeblich ab.
Literaturverzeichnis
[1] DIN EN 1990 (12/2010) – Eurocode:
Grundlagen der Tragwerksplanung.
[2] DIN EN 1993(12/2010) – Eurocode:
Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
[3] DIN 1055-100 (03/2001) – Einwirkungen auf Tragwerke. Teil 100: Grundlagen der Tragwerksplanung,
Sicherheitskonzept und Bemessungsregeln.
[4] DIN 18800 Stahlbauten – Teil 1:
Bemessung und Konstruktion (09/2008)
Autor:
Dipl.-Ing. Matthias Friedrich
Friedrich + Lochner GmbH
FRILO-Magazin 2012 37
EN 1995
Holzbau nach DIN EN 1995:2010 und DIN EN 1995/NA:2010
Prof. Dr.-Ing. Kai Haase
Einführung
Dem im Holzbau tätigen Ingenieur wurde in den letzten Jahren die Arbeit mit Normen nicht gerade einfach
gemacht. Die im Jahre 1988 erschienene DIN 1052 [1] [2]
wurde im Jahre 1996 durch die Einführung von Sortierklassen nur unwesentlich ergänzt [3] [4]. Der Umbruch kam mit
der Veröffentlichung der neuen DIN 1052 im Jahre 2004
[5]. Die Einführung des semiprobabilistischen Sicherheitskonzeptes und die damit verbundene Harmonisierung der
Sicherheitskonzepte war sicher zu begrüßen. Und einzelne
(wie bei den Verbindungsmitteln auch drastisch) geänderte
Nachweisverfahren konnten bei genauer Betrachtung dem
geneigten Ingenieur mit einer stärkeren Aussagekraft der
Ergebnisse helfen. Jahrelange Diskussion um die Einführungsfristen, fehlende Bemessungshilfen, Warnvermerke in
den Jahren 2005 und 2007 sowie eine geänderte Fassung
der DIN 1052 im Jahre 2008 [6] verunsicherten und verwirrten jedoch viele Anwender.
Parallel musste auch die Bemessung im Brandfall auf das
neue Sicherheitskonzept angepasst werden. Dazu wurde
DIN 4102-4 [7] bzw. die ebenfalls infolge der Sortierklassen eingeführte DIN 4102-4/A1 [8] durch DIN 4102-22 [9]
ergänzt. Da dieser Teil 22 aber keine konsolidierte Fassung,
also keinen vollen neuen Normtext des Teil 4 enthielt,
sondern immer nur die Änderungen, war eine Anwendung
stets sehr mühselig.
Im Rahmen der Umstellung der deutschen Normenlandschaft von nationalen zu europäischen Normen, die voraussichtlich am 1. Juli 2012 per Stichtag durchgeführt wird,
hält nun auch der für den Holzbau zuständige Eurocode 5
in Form der DIN EN 1995 Einzug in deutsche Ingenieurbüros. Hierbei ist allerdings erwähnenswert, dass die
europäische Vorgängernorm ENV 1995 seit den 1990er
Jahren als DIN V ENV 1995 [10] [11] in der Musterliste
der technischen Baubestimmungen als eingeführte und
damit (zusammen mit „NAD zu DIN ENV 1995“ [12] [13] )
anwendbare Baubestimmung geführt wurde – man also
danach hätte rechnen und konstruieren dürfen.
Wie in allen Eurocodes besteht der „Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten“ aus mehreren
Teilen:
38 FRILO-Magazin 2012
 DIN EN 1995-1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und
Regeln für den Hochbau [14]
 DIN EN 1995-1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall [15]
 DIN EN 1995-2: Brücken [16]
Zusätzlich gibt es zu jedem Teil den notwendigen Nationalen Anhang, in welchem die NDPs (Nationally Determined
Parameter, national festzulegende Parameter) und NCIs
(Non-contradictory Complementary Information, nicht
widersprechende Regelungen und Erläuterungen) festgelegt sind:
 DIN EN 1995-1-1/NA:
Nationaler Anhang zu DIN EN 1995-1-1 [17]
 DIN EN 1995-1-2/NA:
Nationaler Anhang zu DIN EN 1995-1-2 [18]
 DIN EN 1995-2/NA:
Nationaler Anhang zu DIN EN 1995-2 [19]
Im Folgenden sollen nun einige wichtige Änderungen der
DIN EN 1995 bzw. des zugehörigen Nationalen Anhangs
DIN EN 1995/NA gegenüber der letzten Ausgabe der
DIN 1052 aus dem Jahre 2008 dargestellt werden.
Anzumerken ist allerdings, dass es seit Februar 2012 schon
den Entwurf zu DIN EN 1995-1-1/NA/A1, also den ersten
Änderungen des nationalen Anhangs, gibt [20]. Da die Einspruchsfrist Anfang Juni 2012 endet, ist damit zu rechnen,
dass diese Änderungen zum Stichtag am 1. Juli 2012 noch
eingeführt werden. Eine endgültige Aussage war zu Drucklegung dieses Artikels aber noch nicht möglich.
Materialien und Festigkeiten
In DIN 1052 waren für Vollholz, Brettschichtholz, Balkenschichtholz, Furnierschichtholz, Brettsperrholz, Sperrholz,
OSB, kunstharzgebundene und zementgebundene Spanplatten, Faserplatten sowie Gipskartonplatten die zuständigen Materialnormen beschrieben und die zugehörigen
charakteristischen Werte der Festigkeiten im Anhang F
angegeben.
In EN 1995 sind nur noch Vollholz, Brettschichtholz, Furnierschichtholz, Sperrholz, OSB, kunstharzgebundene Spanplatten und Faserplatten erwähnt, die charakteristischen
Werte der Festigkeiten sind generell nicht mehr enthalten.
EN 1995
Die DIN EN 1995/NA ergänzt nun für Deutschland die
fehlenden Holzwerkstoffe: Balkenschichtholz, Brettsperrholz, Massivholzplatten, zementgebundene Spanplatten
und Gipsplatten/Gipsfaserplatten, gibt für diese aber auch
keine Festigkeitswerte mehr an.
Diese Festigkeitswerte findet man nun in den zugehörigen
„Produktnormen“ oder Zulassungen. Für Vollholz ist dies
zum Beispiel EN 338 [21], für Brettschichtholz EN 1194 [22]
oder der neue Entwurf von EN 14080 [23]. Für Produkte,
die über nationale Zulassungen geregelt sind, gibt es europäische Zulassungen (European Technical Approval, ETA).
Somit sind die charakteristischen Festigkeiten eigentlich
europaweit gleich geregelt, wenn die einzelnen Länder dies
nicht durch eigene oder geänderte Regeln umgehen oder
allgemeine Regeln gar missbräuchlich anwenden.
Festigkeitserhöhung Vollholz und
Brettschichtholz
So kennt man schon aus der Fußnote b der Tabelle F.9
der DIN 1052 die Erhöhung der Biegefestigkeit von Brettschichtholz mit einer Querschnittshöhe von weniger als
600 mm. EN 1995 erweitert diese Festigkeitserhöhung
„kleiner“ Querschnitte nun auf die Zug- und Biegefestigkeit
von Vollholz und Brettschichtholz.
Für Vollholz mit Rechteckquerschnitt und einer charakteristischen Rohdichte von weniger als 700 kg/m3 dürfen die
charakteristischen Werte für fm,k und ft,0,k mit dem Beiwert
kh erhöht werden, wenn die Querschnittshöhe bei Biegung
oder die Querschnittsbreite bei Zug weniger als 150 mm
betragen:
 150 
kh  
 h 
0 ,2
 1, 3
Für Brettschichtholz gilt eine ähnliche Regelung für Rechteckquerschnitte mit einer Querschnittshöhe bei Biegung
oder einer Querschnittsbreite bei Zug von weniger als
600 mm:
 600 
kh  
 h 
0 ,1
 1,1
In Analogie zu DIN 1052 darf auch nach DIN EN 1995-1-1/NA
bei einer Hochkant-Biegebeanspruchung der Lamellen
(z.B. bei in Richtung der Klebefugen wirkenden Lasten) der
charakteristische Wert der Biegefestigkeit von homogenem
Brettschichtholz mit mindestens vier Lamellen um 20 %
vergrößert werden.
Teilsicherheitsbeiwerte und Modifikationsbeiwert
Die Änderungen in den Teilsicherheitsbeiwerten zeigt
Tabelle 1. In Deutschland ist nun in nahezu allen Fällen im
Holzbau mit einem Teilsicherheitsbeiwert von 1,3 zu rechnen. Eine wichtige Abweichung findet sich jedoch bei der
Anwendung des vereinfachten Verfahrens zur Berechnung
der Tragfähigkeit von stiftförmigen Verbindungsmitteln
(siehe später).
DIN 1052 EN 1995-1-1 DIN EN
1995-1-1/NA
Vollholz
1,3
1,3
1,3
Brettschichtholz
1,3
1,25
1,3
Auf Biegung beanspruchte
stiftförmige Verbindungsmittel aus Stahl
1,1
1,3
1,3
Tabelle 1: Teilsicherheitsbeiwerte
Die Modifikationsbeiwerte bleiben dagegen mit Ausnahme
der Werte einzelner Holzwerkstoffe nahezu unverändert.
Die Ermittlung des Modifikationsbeiwertes findet weiterhin
auf Basis einer Nutzungsklasse sowie der Lasteinwirkungsdauer statt. Bei letzterer ist allerdings erwähnenswert, dass
der deutsche NA Windlasten entgegen der Regelungen der
DIN 1052 und EN 1995 nicht in die Klasse der Lasteinwirkungsdauer „kurz“ einordnet, sondern „kurz / sehr kurz“
angibt. In der Fußnote b findet sich dann der Hinweis: „Bei
Wind darf für kmod das Mittel aus kurz und sehr kurz verwendet werden“. Damit wird quasi eine weitere, sechste
Klasse der Lasteinwirkungsdauer „ziemlich sehr kurz“
eingeführt, was der Anwendung und der europäischen
Vergleichbarkeit deutlich abträglich ist.
Nachweise der Tragfähigkeit
Bei den Nachweisen der Tragfähigkeit von Bauteilen
werden weiterhin Bemessungswerte der Spannungen den
Bemessungswerten der Festigkeiten gegenübergestellt.
Vorsicht ist bei der Benennung der in diesen Nachweisen
verwendeten Beiwerte geboten: Tabelle 2 zeigt, dass km
nicht mehr den Kippbeiwert bezeichnet (dieser heißt nun
kcrit), sondern den Reduktionsbeiwert bei Doppelbiegung
(ehemals kred).
Beiwert
Name nach DIN 1052
Name nach EN 1995
kred
km
Knickbeiwert
kc
kc
Kippbeiwert
km
kcrit
Reduktionbeiwert
Tabelle 2: Nomenklatur ausgewählter Beiwerte
FRILO-Magazin 2012 39
EN 1995
Die Spannungsnachweise, also die Nachweise der Querschnittstragfähigkeit, auf Normalkraft, Biegung und deren
Kombinationen sind unverändert geblieben. Mit Hilfe des
bereits erwähnten Reduktionsbeiwertes kred ließ sich im
Falle der Doppelbiegung von Rechteckquerschnitten der
geringere Biegeauslastungsanteil auf 70% abmindern.
Die in den Augen des Autors sinnvolle Begrenzung dieser
Regelung auf gedrungene Querschnitte mit h/b ≤ 4 entfällt
in EN 1995 allerdings.
Die Stabilitätsnachweise, also die Nachweise für Stäbe
nach dem Ersatzstabverfahren, haben sich jedoch deutlich
geändert. DIN 1052 schaffte die klare Trennung in „Druckstäbe mit planmäßig mittigem Druck“ sowie „Biegestäbe
ohne Druckkraft“. Kombinationen von Biegung und Längskraft wurden dann sinnvoll aus diesen beiden Nachweisen
abgeleitet. EN 1995 führt nun jedoch ein „Biegeknicken
von Druckstäben“
 m , y ,d
 c , 0 ,d
 m ,z , d

 km 
1
EN 1995-1-1 (6.23)
kc ,y  fc ,0 ,d fm,y ,d
fm,z ,d
m,y,d m,z,d
 c ,0 ,d
EN 1995-1-1 (6.24)
 km 

1
fm,z,d
kc ,z  fc ,0 ,d
ffm,y,d
und ein „Biegedrillknicken von Biegestäben“ ein.
2
 c , 0 ,d
kc ,z  fc ,0 ,d
  m ,d 

 1
 kcrit  fm,d 
EN 1995-1-1 (6.35)
Da letzteres im Gegensatz zu DIN 1052 den Fall der Doppelbiegung nicht erfasst, ergänzt DIN EN 1995-1-1/NA dies
durch
 c , 0 ,d
kc ,y  fc ,0 ,d

2
m,y ,d
kcrit  fm,y ,d
 m,z ,d 

  1 EN 1995-1-1/NA (NA.58)
 fm,z ,d 
2
 c , 0 ,d
kc ,z  fc ,0 ,d
  m , y ,d 
 m ,z , d

 1 EN 1995-1-1/NA (NA.59)
 
k
f
fm,z ,d

 crit m,y ,d 
Da im Vorfeld häufig nicht ersichtlich sein wird, welcher
Nachweis maßgebend wird, ist ein deutlich höherer
Rechenaufwand erforderlich.
Die für diese Stabilitätsnachweise nach dem Ersatzstabverfahren notwendigen Knick- bzw. Kippbeiwerte sind nahezu
unverändert geblieben: Beim Knickbeiwert findet sich jetzt
die Klarstellung, dass für bezogene Knickschlankheiten
λrel,c ≤ 0,3 kein Stabilitätsnachweis zu führen ist. Der Kippbeiwert errechnet sich für Rechteckquerschnitte nach einer
etwas vereinfachten Formel, die aber nahezu identische
Ergebnisse liefert, solange E0,05/G05 ≈ 16 ist:
rel,m 
lef  h
2
 b

40 FRILO-Magazin 2012
fm,k
E0 ,05  G05
DIN 1052 (70)
rel,m 
lef  h
2
b

fm,k
0, 78  E0 ,05
EN 1995-1-1 (6.32)
Aufpassen muss man allerdings bei Anwendung der aus
DIN 1052 bekannten Regelung, dass bei Biegestäben aus
Brettschichtholz zur Berechnung des bezogenen Kippschlankheitsgrades λrel,m das Produkt der 5%-Quantilen
der Steifigkeitskennwerte mit dem Faktor 1,4 multipliziert
werden darf. Diese Regelung wurde nahezu wortwörtlich
nach DIN EN 1995-1-1/NA übernommen, obwohl in der
Gleichung für λrel,m nach EN 1995 gar kein Produkt der
Steifigkeitskennwerte auftritt. Die Anwendung dieser
Sonderregel für Biegestäbe aus Brettschichtholz führt
daher zu folgendem bezogenen Kippschlankheitsgrad nach
DIN EN 1995-1-1/NA:
rel,m 
lef  h
2
b

fm,k
0, 78  1, 4  E0 ,05
Bei den Schubspannungsnachweisen gibt es eine bedeutende Änderung in EN 1995: Um die Rissbildung und
die damit geringere effektiv zur Verfügung stehende
Querschnittsbreite zu berücksichtigen, wird eine „wirksame Breite“ bef = kcr ⋅ b eingeführt. Für kcr wird in
DIN EN 1995-1-1 für Vollholz und Brettschichtholz der Wert
0,67 empfohlen. Vor diesem Hintergrund werden auch die
im Rahmen der DIN 1052 aus dem Jahre 2004 veröffentlichten bzw. die in EN 338 zu findenden höheren Schubfestigkeiten verständlicher, da durch die geringere anzusetzende Breite auch höhere Schubspannungen berechnet
werden.
DIN EN 1995-1-1/NA wendet für den Ansatz von kcr in
„NDP Zu 6.1.7(2)“ jedoch einen Kunstgriff an, indem definiert wird:
kcr =
2, 0
fv ,k
für Vollholz aus Nadelholz
kcr =
2, 5
fv ,k
für Brettscchichtholz
Damit wird erreicht, dass die in Deutschland anzusetzenden Schubfestigkeiten für Vollholz aus Nadelholz bzw.
Brettschichtholz unabhängig von den Regelungen der
EN 338 bzw. EN 1194 auf 2,0 N/mm2 bzw. 2.5 N/mm2
festgelegt sind, da sich der Wert fv,k aus dem Nachweis
herauskürzt.
Daher wird auch die aus DIN 1052 bekannte Regelung, dass
die Schubfestigkeit an Orten, die mindestens 1,50 m vom
Hirnholzende des Holzes entfernt liegen, um 30 % erhöht
werden dürfen, in DIN EN 1995-1-1/NA, NDP Zu 6.1.7(2)
auf den Wert kcr übertragen.
EN 1995
Seit DIN 1052:2008 darf für Biegeträger mit Auflagerung
am unteren Trägerrand und Lastangriff am oberen Trägerrand der Nachweis der Schubspannungen im Bereich von
End- und Zwischenauflagern, wenn dort keine Ausklinkungen und Durchbrüche sind, mit der maßgebenden Querkraft geführt werden. Als maßgebend darf die Querkraft im
Abstand h vom Auflagerrand angenommen werden, wobei
h die Trägerhöhe über Auflagermitte darstellt. Träger mit
auflagernahen Einzelasten, das waren Lasten im Abstand
bis zu 2,5 h, durften mit einer reduzierten Querkraft nachgewiesen werden.
EN 1995 erlaubt nun bei unausgeklinkten Auflagern, dass
der Anteil an der gesamten Querkraft einer Einzellast F, die
auf der Oberseite des Biegestabes innerhalb eines Abstandes h vom Auflagerrand wirkt, unberücksichtigt bleiben
darf. Der deutsche NA ergänzt dies um die oben genannte
Regelung der DIN 1052 über die maßgebene Querkraft.
Schub aus Torsion
Während in DIN 1052:1988 noch unterschiedliche zulässige Schubspannungen für Schub aus Querkraft und Schub
aus Torsion festgelegt wurden, gibt es seit 2004 nur noch
eine Schubfestigkeit für beide Spannungsarten. Einerseits
führen jedoch Querkraft und Torsion zu sehr unterschiedlichen Schubspannungsverteilungen, andererseits ist die
Schubspannungsverteilung bei Torsion stark von der Geometrie abhängig. Daher findet sich in EN 1995 ein geänderter Nachweis bei Schub aus Torsion:
 tor ,d
1
EN 1995-1-1 (6.14)
kshape  fv ,d
runder Querschnitt
1,2

kshape  
h
1  0,15  b  2, 0 rechteckiger Quersschnitt
EN 1995-1-1 (6.15)
Druck unter einem Winkel α
Für Holz sind im Allgemeinen die Festigkeiten parallel und
senkrecht zur Faser untersucht und festgelegt. Bei einem
Lastangriff unter einem Winkel zur Faserrichtung muss nun
eine „interpolierte“ Festigkeit festgelegt werden, deren
Interpolationsformel in EN 1995 von der aus DIN 1052
abweicht:
fc ,0 ,d
EN 1995-1-1 (6.16)
fc , ,d 
fc ,0 ,d
2
2
 sin   cos 
kc ,90  fc ,90 ,d
Die leicht positiven Auswirkungen zeigt Abbildung 1.
Abb. 1: Abminderung der Druckfestigkeit in Abhängigkeit
des Winkels α
Schwingungsnachweis
DIN 1052 empfiehlt im Abschnitt 9.3 bei Decken unter
Wohnräumen, um Unbehagen verursachende Schwingungen zu vermeiden, die am ideellen Einfeldträger ermittelten Durchbiegungen aus ständiger und quasi-ständiger
Einwirkung auf 6 mm zu begrenzen.
Hintergrund dieser Regelung ist es, eine Eigenfrequenz der
Decke von mehr als 8 Hz einzuhalten. Löst man die Formel
für die erste Eigenfrequenz eines Einfeldträgers der Länge l
und Masse m
E I
E  I  9, 81


EN 1995-1-1 (7.5)
f1  2 
 2
m
q
2 l
2 l
nach der Belastung q auf, so erhält man folgende Beziehung zwischen Last und Eigenfrequenz:
q
2 9, 81  E  I

f12
4  l4
Berechnet man mit dieser Gleichlast q nun die Durchbiegung des Einfeldträgers, so ergibt sich eine Beziehung
zwischen der Durchbiegung w und der Eigenfrequenz f:
w
5 q  l4
5 2 9, 81  E  I l4
0, 315






384 E  I 384 4  l4
E I
f12
f12
Für die gewünschte Eigenfrequenz von 8 Hz ergibt sich
damit eine Durchbiegung von 5 mm, die geforderten 6 mm
erlauben eine Absenkung bis auf 7,2 Hz.
Nach EN 1995 sind nun zwei andere Nachweise zu führen.
Der erste begrenzt wieder die Durchbiegung:
w
≤ a [mm/kN]
F
EN 1995-1-1 (7.3)
w ist dabei die größte vertikale Anfangsdurchbiegung
infolge einer konzentrierten vertikalen statischen Einzellast
F, an beliebiger Stelle wirkend und unter Berücksichtigung
FRILO-Magazin 2012 41
EN 1995
der Lastverteilung ermittelt. a stellt den weiter unten
angegebenen Grenzwert der Durchbiegung dar, der in
Abhängigkeit des Parameters b für den zweiten Nachweis
zu bestimmen ist – nicht zu verwechseln mit der an anderer Stelle benötigten Breite b!
Dieser zweite Nachweis begrenzt die vertikale Schwingung:
f  1
EN 1995-1-1 (7.4)
v  b 1  [m/(Ns2 )] Dabei ist v ist die Einheitsimpulsgeschwindigkeitsreaktion,
d.h. der maximale Anfangswert der vertikalen Schwingungsgeschwindigkeitsamplitude der Decke (in m/s) infolge
eines an derjenigen Stelle der Decke aufgebrachten idealen Einheitsimpulses (1 Ns), der die größte Eigenfrequenz
erzeugt – hierbei dürfen Anteile über 40 Hz vernachlässigt
werden. ζ ist der modale Dämpfungsgrad (der empfohlene
Wert liegt bei 0,01) und f1 die erste Eigenfrequenz.
Die Einheitsimpulsgeschwindigkeitsreaktion v berechnet
sich wie folgt:
v
4  0, 4  0, 6  n40 
m  b  l  200
EN 1995-1-1 (7.6)
Dazu benötigt man die Schwingungsanzahl 1. Ordnung mit
der Resonanzfrequenz bis zu 40 Hz:
n40
4
   2 

40
 b  EIl 
      1    
   f1 
  l  EIb 


0 ,25
EN 1995-1-1 (7.7)
(EI)l stellt dabei die äquivalente Plattenbiegesteifigkeit der
Decke um eine Achse rechtwinklig zur Balkenrichtung und
(EI)b die äquivalente Plattenbiegesteifigkeit der Decke um
eine Achse in Richtung der Balken jeweils in Nm2/m dar.
b und l sind hierbei die geometrischen Abmessungen der
Decke.
Die Durchbiegung a ist auf 0,5 ≤ a ≤ 4,0 beschränkt, der
Parameter b berechnet sich dann in Abhängigkeit der
Durchbiegung a:
180  60  a für a  1 mm
b
160  40  a für a  1 mm
Diese Nachweise entsprechen denjenigen, die auch
schon im Zusammenhang mit den Erläuterungen der
„6 mm-Regel“ nach DIN 1052, 9.3 in der Literatur behandelt wurden (z.B. in [24], [25] oder [26])
Brandschutz
Im Brandfall erlaubt EN 1995-1-2 die Anwendung von zwei
Verfahren: Die Methode mit reduziertem Querschnitt oder
die Methode mit reduzierten Eigenschaften. Diese Methoden entsprechen den beiden aus DIN 4102-22 bekannten
Verfahren: Dem vereinfachten Verfahren der Bemessung
42 FRILO-Magazin 2012
mit ideellen Restquerschnitten bzw. dem genaueren
Verfahren der Bemessung mit reduzierter Festigkeit und
Steifigkeit.
EN 1995-1-2 empfiehlt jedoch eindeutig die Anwendung
der Methode mit reduziertem Querschnitt. Hintergrund
dürfte sein, dass mit diesem Verfahren nahezu alle Spannungs- und Stabilitätsnachweise geführt werden dürfen,
während die Methode mit reduzierten Eigenschaften
nur für Nachweise angewendet werden kann, für die die
Temperaturabhängigkeit der Materialkennwerte bekannt
ist. DIN EN 1995-1-2/NA erlaubt jedoch ausdrücklich die
Anwendung beider Berechnungsmethoden in Deutschland.
Die Regelungen nach EN 1995-1-2 erlauben – abweichend
von DIN 4102 – eine günstigere Betrachtung des Abbrandes
sowie des Einflusses der Temperatur auf die Materialkennwerte bei einer Brandbeanspruchung von weniger als 20
Minuten. Da die meisten Nachweise aber wohl für mindestens 30 Minuten Brandbeanspruchung geführt werden,
dürften diese Regelungen für den praktischen Einsatz von
geringer Bedeutung sein.
Positiv anzumerken ist, dass es für Verbindungsmittel nun
neben den konstruktiven Möglichkeiten durch Abdeckungen mit einzuhaltenden Mindestdicken auch ein Verfahren
zur Berechnung der Tragfähigkeitsabminderung im Brandfall gibt, das zum Verfahren von Johansen passt.
Stiftförmige Verbindungsmittel
Die Berechnung der Tragfähigkeit von stiftförmigen Verbindungsmitteln war eine der größten Änderungen in
DIN 1052:2004. Das verwendete Verfahren basiert auf den
von Johansen [27] bestimmten Versagensarten ein- und
zweischnittiger Holz-Holz- und Stahlblech-Holz-Verbindungen. Für eine zweischnittige Holz-Holz-Verbindung ergeben
sich zum Beispiel die folgenden Tragfähigkeiten bei den
unterschiedlichen Versagensarten, wobei die unterschiedlichen Teilsicherheitsbeiwerte aufgrund der unterschiedlichen Materialien zu beachten sind:
Rk1  fh,1,k  t1  d
 M  1, 3 Holzversagen
Rk2  0, 5  fh,1,k  t2  d  
 M  1, 3 Holzversagen
Rk 3 
Rk 4 
fh,1,k  t1  d
2
     
 M  1,2 Mischversagen
2
 2  My ,k  fh,1,k  d  M  1,1 Verbindungs 
1
mittelversagen
mittelversa gen
EN 1995 verwendet nun die gleichen theoretischen
Grundlagen, benutzt jedoch einheitlich den Teilsicherheitsbeiwert für Holz. Daher müssen die Johansen-Formeln
beim Misch- und Verbindungsmittelversagen Vorfaktoren
EN 1995
bekommen, um zu ähnlichen Ergebnissen zu kommen:
Holzversagen:
Fv,Rk1 = fh,1,k ⋅ t1 ⋅ d
gM = 1,3
Holzversagen:
Fv,Rk 2 = 0, 5 ⋅ fh,1,k ⋅ t 2 ⋅ d ⋅ β
gM = 1,3
Mischversagen:
f h,1,k ⋅ t1 ⋅ d
⋅   − β 
Fv,Rk 3 = 1, 05 ⋅
2+β
gM = 1,3
gM = 1,3
Vergleicht man nun die Bemessungswerte der Tragfähigkeiten von EN 1995 und DIN 1052, so stellt man beim Mischversagen sowie beim (anzustrebenden) Verbindungsmittelversagen eine Abweichung von ungefähr 3% zu Ungunsten
des EN 1995 fest:
Mischversagen:
Rd
k mod
k mod
⋅ Fv,Rk,EC
⋅ 1, 05 ⋅ Rk,DIN
1, 3
1, 3
=
=
= 0, 969
k mod
k mod
⋅ Rk,DIN
⋅ Rk,DIN
1, 2
1, 2
(
(
)
)
Verbindungsmittelversagen:
Fv,Rd
Rd
k mod
k mod
⋅ Fv,Rk,EC
, ⋅ Rk,DIN
⋅ 115
1, 3
1, 3
=
=
= 0, 973
k mod
k mod
⋅ Rk,DIN
⋅ Rk,DIN
11
,
,
11
(
)
(
Fv ,Rd 
kmod
2
 2  My ,k  fh,1,k  d
 1,15 
1
1,3
Bei Anwendung des vereinfachten Verfahrens des NA:
Verbindungsmittelversagen:
2⋅β
⋅ 2 ⋅ My,k ⋅ fh,1,k ⋅ d
Fv,Rk 4 = 115
, ⋅
1+ β
Fv,Rd
Dieses „vereinfachte Verfahren“ wird nun in DIN EN 19951-1/NA auch eingeführt. Hierbei wird jedoch in NA 8.2 der
in DIN 1052 verwendete, aber für EN 1995 völlig unbekannte Teilsicherheitsbeiwert von γM = 1,1 eingeführt.
Dadurch müssen die Bemessungswerte der Tragfähigkeiten
nun auf zwei unterschiedliche Weisen berechnet werden:
Bei Anwendung von EN 1995-1-1:
)
Diese Abweichung ist einzig und allein den geänderten
Teilsicherheitsbeiwerten und den damit erforderlichen
Vorfaktoren der Johansen-Formeln geschuldet – die theoretischen Ansätze sind in EN 1995 und DIN 1052 identisch!
Änderungen bei Johansen
Da das genaue Verfahren nach Johansen in Deutschland zu
aufwändig erschien, wurde es in DIN 1052 in den Anhang
G verbannt und durch ein „vereinfachtes Verfahren“ nach
Abschnitt 12 ergänzt. Hierbei ist eine Mindestholzdicke zu
bestimmen, bei deren Einhaltung garantiert ein Verbindungsmittelversagen auftritt, so dass die Tragfähigkeit über
diese eine Formel des Verbindungsmittelversagens nach
Johansen ermittelt werden kann. Wird die Mindestholzdicke nicht eingehalten, so ist die Tragfähigkeit linear abzumindern, wodurch die Tragfähigkeit der Verbindungsmittel
aber deutlich unterschätzt wird, da die Tragfähigkeiten der
anderen Versagensarten nicht berücksichtigt werden.
Fv ,Rd 
kmod
2
 2  My ,k  fh,1,k  d

1,1
1
Während jedoch in DIN 1052 beim Verbindungsmittelversagen die gleiche Tragfähigkeit nach dem vereinfachten Verfahren und nach Johansen auftrat, da identische Formeln
und identische Teilsicherheitsbeiwerte verwendet wurden,
ist dies bei Anwendung des deutschen NA nun leider nicht
mehr der Fall. Aufgrund der abweichenden Berechnungsformel für die Tragfähigkeit und dem aus dem Rahmen fallenden Teilsicherheitsbeiwert wird nach dem vereinfachten
Verfahren gemäß DIN EN 1995-1-1/NA nun eine stets rund
3% höhere Tragfähigkeit erzielt – hier ist das Verfahren des
NA einfach nicht sauber in die Methoden von EN 1995-1-1
integriert worden, sondern eine Regelung der DIN 1052
blind übernommen worden.
Diese Abweichung sollte beachtet werden, wenn Tragfähigkeiten, die nach NA „vereinfacht“ ermittelt werden, mit
den Ergebnissen der Frilo-Programme (z.B. HO13) verglichen werden, da die Programme stets nach dem genauen
Verfahren rechnen, um genaue Aussagen zu den Versagensarten zuzulassen.
Nomenklatur Mindestabstände und Winkel
Kleine Änderungen gibt es bei der Benennung der Mindestabstände zum Rand, die statt a1,t/c und a2,t/c nun a3,t/c und
a4,t/c heißen. Außerdem wird der Winkel zwischen Kraft
und Faserrichtung nun nicht mehr nur auf 90°, sondern
auf 360° bezogen. Dies vereinfacht die Aussage, ob die
Verbindungsmittelkraft zum Hirnholzende oder davon weg
gerichtet ist (Abbildung 2).
Abb. 2: Bezeichnung von Randabständen und des Winkels 
FRILO-Magazin 2012 43
EN 1995
Stabdübel: Lochleibungsfestigkeit, wirksame
Anzahl, Mindestabstände
Kleine Änderungen gibt es bei den Stabdübeln bei der
Berechnung der Lochleibungsfestigkeit und der wirksamen
Anzahl. Bei der Berechnung der Lochleibungsfestigkeit
fh,0 ,k
fh,k 
EN 1995-1-1 (8.31)
2
k90  sin   cos2 
EN 1995-1-1 (8.32)
k90  1, 35  0, 015  d (für NH)
entfällt der Zusatz, dass für Stabdübel bis 8 mm der Einfluss des Winkels zwischen Kraft-und Faserrichtung des
Holzes durch den Faktor k90 vernachlässigt werden darf.
Dadurch sinkt deren Bemessungswert der Tragfähigkeit um
bis zu 10%.
Bei der effektiven Anzahl für mehrere in Faserrichtung
hintereinander angeordnete Stabdübel wird der Bezugsabstand von 10 d auf 13 d vergrößert:
nef  n0 ,9  4
a1
n
13  d
EN 1995-1-1 (8.34)
Nägel: wirksame Anzahl
Die wirksame Anzahl von n in Faserrichtung hintereinander
angeordneten Nägeln ist völlig neu definiert: Wenn die
Nägel in dieser Reihe rechtwinklig zur Faserrichtung nicht
um mindestens 1d gegeneinander versetzt angeordnet
sind, gilt:
nef = nkef
EN 1995-1-1 (8.17)
Vor allem die in der Fußnote genannte Möglichkeit der
linearen Interpolation von Zwischenwerten ist für die
schnelle praktische Anwendung eher hinderlich.
Nagelabstand a)
a)
kef
nicht vorgebohrt
vorgebohrt
a1 ≥ 14d
1,0
1,0
a1 = 10d
0,85
0,85
a1 = 7d
0,7
0,7
a1 = 4d
-
0,5
Für Zwischenwerte der Nagelabstände ist eine lineare Interpolation für kef zulässig.
Tabelle 3: Werte für kef (aus [14])
Queranschluss
Queranschlüsse, die bislang nach recht aufwändigen
Gleichungen nachgewiesen werden mussten, haben nun
eine deutlich einfachere, aber genauso unverständliche
Nachweisform. Ebenso wenig nachvollziehbar ist, dass der
44 FRILO-Magazin 2012
bisherige gute konstruktive Grundsatz, die Lasten höher als
70% der Trägerhöhe zu befestigen, nicht mehr unterstützt
wird und der Nachweis immer zu führen ist. Im Entwurf der
Änderungen des NA [20] wird aber die aus DIN 1052 [6]
bekannte Regelung wieder eingeführt.
Zusammenfassung
Die Einführung der DIN 1052 im Jahre 2004 hat eine große
Anzahl an Änderungen bei der Bemessung und den Nachweisen von Holzbauteilen und Verbindungsmitteln mit
sich gebracht. Da diese Norm sich schon in den meisten
Bereichen eng am Eurocode 5 orientierte, fallen die Veränderungen zur DIN EN 1995 nun entsprechend kleiner aus.
Einzig einige mit wenig Augenmerk aus der DIN 1052 in
den Nationalen Anhang übertragene Regelungen irritieren
hier unsinnigerweise.
Es bleibt zu hoffen, dass die nächsten Änderungen der
Eurocodes ganz generell wieder zu einfacheren und vor
allem wirklich „europäischen einheitlichen“ Werken
führen. Nationale Anhänge, die teilweise mehr Seiten
als der Eurocode enthalten, sind sicher der falsche Weg.
Glücklicherweise zeigt so manche im Rahmen der Einführung der Eurocodes geführte Diskussion solche Einsicht
auch bei Vertretern der entscheidenden Gremien.
Literaturverzeichnis
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Holzbauwerken - Allgemeine Bemessungsregeln und
Bemessungsregeln für den Hochbau. August 2004.
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EN 1995
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[13] NAD DIN V ENV 1995-1-2. Richtlinie zur Anwendung
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Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil
1-2: Allgemeine Regeln; Tragwerksbemessung für den
Brandfall. 2000.
[14] DIN EN 1995-1-1. Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau. Dez. 2010.
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[17] DIN EN 1995-1-1/NA. Nationaler Anhang - National
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Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines
- Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau.
Dezember 2010.
[18] DIN EN 1995-1-2/NA. Nationaler Anhang - National
festgelegte Parameter - Eurocode 5: Bemessung und
Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-2: Allgemeine
Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall.
Dezember 2010.
[19] DIN EN 1995-2/NA. Nationaler Anhang - National
festgelegte Parameter - Eurocode 5: Bemessung und
Konstruktion von Holzbauten - Teil 2: Brücken. Dezember 2011.
[20] E-DIN EN 1995-1-1/NA/A1. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 5: Bemessung
und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau;
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[21] DIN EN 338. Bauholz für tragende Zwecke - Festigkeitsklassen. Februar 2010.
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Balkenschichtholz - Anforderungen (Norm-Entwurf).
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s.l. : Bruderverlag, März 2005.
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Richter, Antje. Leinfelden-Echterdingen : Landesbeirat
Holz Baden-Württemberg e.V., Stuttgart, 26. November 2009. Fachtagungen Holzbau 2009. S. 1529.
[26] Mohr, Bernhard. Schwingungen von Wohnungsdecken
aus Holz, Stahl und Beton. Ingenieurholzbau Karlsruher Tage. 2001.
[27] Johansen, K.W. Theory of Timber Connections. s.l.:
International Association of Bridge and Structural
Engineering, 1949. S. 249-262. 9.
Autor:
Prof. Dr.-Ing. Kai Haase
Hochschule Deggendorf
FRILO-Magazin 2012 45
EN 1996
DIN EN 1996 – Bemessung und Konstruktion von
Mauerwerksbauten
Msc Jens Hoffmann
Überblick
Als letzter Eurocode für die Bemessung von Tragwerken
soll ab Juli 2012 auch der Eurocode 6, also die Bemessung
und Konstruktion von Mauerwerksbauten, in Deutschland
zur Anwendung freigegeben und voraussichtlich ab Januar
2013 die bislang gültigen deutschen Mauerwerksnormen
DIN 1053-1 und DIN 1053-100 vollständig ablösen. Aufgrund der im europäischen Vergleich langen Tradition der
ingenieurmäßigen Bemessung von Mauerwerk in Deutschland tat man sich schwer, die entsprechenden Nationalen
Anhänge zu entwerfen und anschließend im Konsens
zwischen den drei beteiligten Interessengruppen Wissenschaft, Bauaufsicht und Industrie zu verabschieden. Die im
Januar 2012 als Weißdruck erschienenen Fassungen für die
Kaltbemessung und Ausführung von Mauerwerk transformieren – nicht überraschend – den EC6 für Deutschland
praktisch in eine aktualisierte und erweiterte Fassung von
DIN 1053-100. Das ursprüngliche Ziel der geistigen Väter
der Eurocodes, nämlich die europäische Harmonisierung,
ist damit vorerst noch nicht mustergültig erreicht.
Regelungsumfang
Anders als DIN 1055-100, die ausschließlich den Übergang
der Bemessung auf das Teilsicherheitskonzept beinhaltet,
wird DIN EN 1996 die derzeit immer noch bauaufsichtlich
eingeführte DIN 1053 (mit ihren Teilen 1, 3 und 4) gänzlich ersetzen. Sie regelt die Bemessung und Ausführung
von bewehrtem und unbewehrtem Mauerwerk während
der gewöhnlichen Nutzungsphase der Gebäude sowie im
Brandfall. Für DIN EN 1996-2, welche die Heißbemessung
regelt, liegt bislang aber noch keine öffentliche Fassung des
Nationalen Anhangs vor.
DIN EN 1996-1-1 regelt neben konstruktiven Gesichtspunkten die Bemessung mit einem Verfahren, das dem
genaueren Nachweisverfahren nach DIN 1053 entspricht.
Eine dem vereinfachten Verfahren nach DIN 1053 entsprechende Vorgehensweise wird von DIN 1053-3
bereitgestellt. Der Teil 1-2 behandelt die Ausführung von
Mauerwerk.
Gleichfalls konnten bezüglich des in Deutschland nur
ein Nischendasein fristendes bewehrten Mauerwerks nicht
alle Sicherheitsbedenken seitens der Bauaufsicht ausgeräumt werden. Im Nationalen Anhang zu DIN EN 1996-1-1
schlägt sich das in einem Teilsicherheitsbeiwert auf der
46 FRILO-Magazin 2012
Widerstandsseite von 10,0 für bewehrtes Mauerwerk und
Bewehrungsstahl nieder, wodurch die Anwendung dieser
Konstruktionsweise auch weiterhin der Ausnahmefall
bleiben wird. Geringere Teilsicherheitsbeiwerte können
im Einzelfall mit der Bauaufsichtsbehörde ausgehandelt
werden.
Erweiterungen gegenüber DIN 1053
Die Originalfassung von EN 1996 enthält gegenüber der
bisher gültigen deutschen Mauerwerksnorm einige interessante Erweitungen, z.B. einen Ansatz zur besseren rechnerischen Erfassung des plattenartigen Tragverhaltens von
Wänden unter Horizontallasten wie Wind und Erddruck
(EN 1996-1-1, Anhang I), die von Nationalen Anhängen oftmals wieder relativiert oder gänzlich von der Anwendung
ausgeschlossen werden.
Gegenüber DIN 1053 haben durch die Nationalen
Anhänge jedoch drei Punkte Berücksichtigung gefunden,
welche der Veränderung der typischen Anwendungsformen von unbewehrtem Mauerwerk Rechnung tragen.
Diese Punkte umfassen die Festigkeitskennwerte von
Rezeptmauerwerk, teilaufgelagerte Deckenplatten und die
Verwendung von Mauerwerk aus großformatigen Mauersteinen (Elementmauerwerk).
Nachdem bislang die Angabe von Steinfestigkeitsklasse
und Mörtelgruppe ausreichten, um die ansetzbare Druckfestigkeit von Rezeptmauerwerk zu bestimmen, ist jetzt
auch die Festlegung auf ein bestimmtes Steinmaterial und
die Steinsorte („Lochbild“) notwendig. Ebenso ist es von
Bedeutung, ob die Wand als Einstein- oder Verbandsmauerwerk ausgeführt werden soll. Dieser Entwicklungsschritt
sorgt für ein einheitlicheres Sicherheitsniveau, indem
mauerwerksspezifische Tragreserven nutzbar gemacht und
Überbewertungen vermieden werden. Rezeptmauerwerk
mit Dünnbettmörtel ist weiterhin nur für Mauerwerk aus
Kalksand- und Porenbetonsteinen geregelt. Für derartiges
Ziegel- und Leichtbetonmauerwerk muss wie gewohnt auf
zulassungsgeregelte Bauprodukte zurückgegriffen werden.
Abhängig vom gewählten Steinmaterial sind auf Außenwänden nur teilweise aufliegende Deckenplatten heute
der Standardfall (z.B. Ziegel-, Leicht- und Porenbetonmauerwerk). DIN 1053 geht auf derartige Ausbildungen des
Wand-Decken-Knotens ausschließlich bei der Knicklängenbestimmung für die Wand ein. Die aufgrund des komplexen
EN 1996
Kraftflusses jedoch reduzierten Tragfähigkeiten finden nun
durchgehend bei der Nachweisführung Berücksichtigung.
Im Rahmen des vereinfachten Verfahrens erfolgt einfach
eine Begrenzung der maximal ansetzbaren Tragfähigkeitsbeiwerte für die Normalkrafttragfähigkeit von Wänden.
Bei Rückgriff auf das genauere Verfahren müssen Lastausmitten infolge der vollständig aufliegenden Deckenplatten
schon bei der Schnittgrößenermittlung berücksichtigt
werden. Dies erfolgt stark vereinfachend durch die Verwendung einer rechnerischen Wanddicke, die der Deckenauflagertiefe entspricht. An Wandkopf und -fuß muss anschließend auch beim Nachweis der Querschnittstragfähigkeit
mit dieser rechnerischen Wanddicke gearbeitet werden.
Für Nachweise innerhalb der lichten Wandhöhe ist der
Bezug auf die volle Wanddicke erlaubt (z.B. Knicknachweis
in halber Wandhöhe), wenn der Schwerachsenversatz
zwischen Wandmittelebene und halber Auflagertiefe als
zusätzliche Ausmitte e = (t – a)/2 (t = Wanddicke,
a = Deckenauflagertiefe) berücksichtigt wird.
Dem Trend zu großen Steinformaten folgend berücksichtigt DIN EN 1996 den Einfluss von reduzierten Überbindemaßen auf die Knicklängen mehrseitig gehaltener Wände
und auf die Schubtragfähigkeit in Scheibenrichtung. Die
zuerst genannte Auswirkung folgt aus der reduzierten Bie-
getragfähigkeit in Bezug auf den horizontalen Lastabtrag.
Bei der Scheibenschubtragfähigkeit können bei reduzierten
Überbindemaßen zum Reibungsversagen und schrägen
Zugversagen zwei weitere Versagensmechanismen auftreten. Diese sind das Schubdruckversagen (maßgebend am
Wandfuß) und Klaffen der Lagerfugen der einzelnen Steine
(maßgebend in halber Wandhöhe), die folglich im Rahmen
des Wandnachweises nachgewiesen werden müssen.
Ein vereinfachtes Verfahren zum Schubnachweis wird im
übrigen nicht mehr angeboten. Falls erforderlich ist er stets
nach dem genaueren Verfahren zu erbringen.
Ansonsten werden durch die Nationalen Anhänge für
Deutschland fast gänzlich die Anwendungsgrenzen und
Nachweisgleichungen der Originalfassung mit denen aus
DIN 1053-100 überschrieben (unter Berücksichtigung der
oben aufgeführten Erweiterungen). Unverändert gelassene
Regelungen haben nur eine vernachlässigbar kleine Auswirkung auf die Tragfähigkeiten (z.B. Kriechausmitte für
den Knicknachweis nach DIN EN 1996-1-1).
Erwähnenswert ist, dass die bislang legitime Vernachlässigung von Windlasten auf Außenwände (d ≥ 24 cm,
h ≤ 3,0 m) im genaueren Verfahren nicht mehr durch
DIN EN 1996-1-1 abgedeckt ist. Windlasten sind nunmehr
ausnahmslos nachzuweisen.
FRILO-Magazin 2012 47
EN 1996
Ebenfalls nicht mehr erwähnt wird die Vorgehensweise,
wie Biegemomente infolge Horizontalbelastung mit den
Knotenmomenten infolge Deckenendverdrehung zu überlagern sind. Der in DIN 1053 enthaltene Hinweis, dass
Wandmomente infolge Wind- oder Erddruck an einem
Ersatzstab bestimmt werden dürfen, dessen Einspanngrad
an den Enden unter Einhaltung des Gleichgewichts beliebig gewählt werden kann (DIN 1053-100, Abschn. 9.2.5),
ist aber letztendlich keine Erleichterung, sondern eher ein
Hinweis, der sich aus dem zugrunde liegenden Konzept
der Rücksatzregel ergibt (Approximation des nichtlinearen
Tragverhaltens am Wand-Decken-Knoten). Die bekannte
Vorgehensweise ist somit auch beim Nachweis nach
DIN EN 1996-1-1 anwendbar.
Abb.: 1: Modell zur Berücksichtigung teilaufliegender
Deckenplatten nach DIN EN 1996-1-1, informativer Anhang C
48 FRILO-Magazin 2012
Auswirkungen auf die nutzbaren Tragfähigkeiten
Zielstellung bei der Erarbeitung der deutschen Nationalen
Anhänge war unter anderem die Aufrechterhaltung des
bekannten Zuverlässigkeitsniveaus. Aus diesem Grund sind
für Aufgabenstellungen, die schon durch DIN 1053-100
abgedeckt wurden, keine signifikanten Abweichungen in
den nutzbaren Tragfähigkeiten zu erwarten. Die neu hinzugekommenen Regeln für Elementmauerwerk und Systeme
mit teilaufliegenden Deckenplatten berücksichtigen hingegen Effekte, die vorher nicht abgedeckt waren bzw. eine
geringere Bedeutung hatten. So fällt der Schubnachweis
für Elementmauerwerk i.d.R. zwangsweise ungünstiger aus
als für gewöhnliche Steinformate. Ebenso reagieren Wände
mit teilaufgelagerten Deckenplatten vergleichsweise
empfindlich. Dies betrifft nicht nur die Normalkrafttragfähigkeit, sondern auch die Tragfähigkeit bezüglich Horizontallasten. Dabei ist jedoch die Wirkungsrichtung ausschlaggebend. Sie reduziert sich nicht (sie vergrößert sich
sogar geringfügig), solange die Horizontallasten in Richtung
der Deckenplatten wirken (z.B. Wind- oder Erddruck). Bei
entgegengesetzter Wirkungsrichtung kommt es jedoch zu
einer ggf. erheblichen Reduzierung der Tragfähigkeit, so
dass unter Umständen auch der betragsmäßig gewöhnlich
kleinere Windsog bei Außenwänden maßgebend werden
könnte. Abbildung 2 veranschaulicht diesen Sachverhalt.
Der maximal mögliche Stich des sich einstellenden Druckbogens unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Beanspruchungsrichtung maßgeblich. Dieser Effekt ist in diesem
Ausmaß der Annahme einer Ausbildung ohne Abmauerung
geschuldet, der in diesem Fall eine Stützwirkung entwickeln
würde.
Abb.: 2: Unterschiedliche Horizontallasttragfähigkeit bei
Druck und Sog. a) Ausgangszustand (Deckenendverdrehung vernachlässigt), max. möglicher Stich
für Druckbogen bei Winddruck (b) und Windsog (c)
EN 1996
Fazit
Literaturverzeichnis
Obwohl die Lektüre der Normtexte von DIN EN 1996 und
der Nationalen Anhänge keine triviale Beschäftigung ist,
„fühlt“ sich die in Deutschland letztendlich gültige Nachweissystematik in der praktischen Anwendung weiterhin
wie gewohnt an. Vor allem für die mit DIN 1053-100
vertrauten Anwender sollte der Umstieg unproblematisch
sein. Ganz allgemein ist jedoch eine Auseinandersetzung
mit der neuen Mauerwerksnorm anhand der in Kürze zahlreich einscheinenden Fachpublikationen lohnenswert.
Bis auf etwas detailliertere Angaben zum Material
(Steinmaterial und -sorte, ggf. auch Überbindemaß und
Steinabmessungen) brauchen sich die Nutzer von Softwareprogrammen auf keinen Mehraufwand einstellen.
Die gewohnten Nachweisabläufe können weiterhin
angewendet werden. Gleichzeitig räumt DIN EN 1996 an
mancher Stelle Erleichterungen (die zu einer Nutzung von
Tragfähigkeitsreserven führen) ein. Auch die Ausdrucke der
Softwareprogramme als prüfbarer Nachweis der Standfestigkeit werden im Wesentlichen ihre bekannte Struktur
behalten. Die einzelnen Auslastungsgrade der Tragfähigkeit
werden freilich immer dann größer sein, wenn bislang
von der Norm nicht detailliert behandelte Ausführungsvarianten zur Anwendung kommen (teilaufliegende
Deckenplatten oder Elementmauerwerk mit reduziertem
Überbindemaß).
[1] DIN EN 1996-1-1:2010-12: Eurocode 6: Bemessung
und Konstruktion von Mauerwerksbauten - Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk; Deutsche Fassung EN 1996-1-1:2005 + AC: 2009.
[2] DIN EN 1996-3:2010-12: Eurocode 6: Bemessung und
Konstruktion von Mauerwerksbauten - Teil 3: Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten; Deutsche Fassung EN 1996-3:2006 +
AC:2009.
[3] DIN EN 1996-1-1/NA:2012-01: Nationaler Anhang
- National festzulegende Parameter - Eurocode 6:
Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten - Teil 1-1: Allgemeine Regeln für bewehrtes und
unbewehrtes Mauerwerk.
[4] DIN EN 1996-3/NA:2012-01: Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 6: Bemessung
und Konstruktion von Mauerwerksbauten - Teil 3:
Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrtes
Mauerwerk.
[5] Wagner, I., Hoffmann, J.: Berechnung von Mauerwerk.
Vergleich DIN 1053-1 / DIN 1053-100. Frilo-Magazin
2008. Download unter www.frilo.de.
[6] Wagner, I., Hoffmann, J.: Berechnung von unbewehrten Mauerwerkspfeilern aus künstlichen Steinen nach
DIN 1053 und EN 1996. Frilo-Magazin 2010. Download
unter www.frilo.de.
Autor:
Msc Jens Hoffmann (Friedrich und Lochner GmbH)
FRILO-Magazin 2012 49
EN 1994
DIN EN 1994 – Verbundtragwerke
aus Stahl und Beton
Dipl.-Ing. Steffen Majaura, Dipl.-Ing. Matthias Friedrich
Überblick
Der Eurocode 4[1], Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton, ersetzt im Sommer
2012 als DIN EN 1994 die bestehende DIN 18800-5.
Die DIN 18800-5 wurde bereits in Anlehnung an den Eurocode verfasst. Somit fallen die inhaltlichen Unterschiede
zur DIN EN 1994 relativ gering aus. Im Nationalen Anhang
für Deutschland wurden darüber hinaus einige Regelungen
der DIN 18800-5 dem Eurocode 4 angepasst.
DIN EN 1994 Teil 1-1 enthält die Regelungen für den Hochbau, die erforderlichen Nachweise für die Grenzzustände
der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit, der Verbundanschlüsse und Regelungen für die Anwendung von Profilblechen. Der Teil 1-2 enthält Regelungen für die Tragwerksbemessung im Brandfall.
Ziel ist die optimale Ausnutzung der beiden Werkstoffe,
d.h. der Stahl liegt im auf Zug beanspruchten, der Stahlbeton im auf Druck beanspruchten Teil des erstellten
Verbundquerschnitts.
Die Verbindung der beiden Baustoffe erfolgt i.d.R. durch
Kopfbolzendübel, die primär die zwischen Stahl und Stahlbeton entstehenden Schubkräfte aufnehmen.
DIN EN 1994 enthält weitere Ergänzungen, um die besonderen Eigenschaften des Verbundverhaltens zu berücksichtigen. Vor allem sind dies Regelungen von Zwangsbeanspruchungen wie Kriechen und Schwinden des Betons.
Nachweisführung nach EN 1994-1-1
Tragsicherheitsnachweise
Für das Versagen eines Querschnittes eines Biegeträgers
sind im Allgemeinen die Schnitte, welche die Querschnittstragfähigkeit (I-III) und die Längsschubtragfähigkeit (IV-VI)
betreffen, maßgebend.
Bei biegebeanspruchten Trägern mit scheibenförmigen Gurten ist die Voraussetzung vom Ebenbleiben des
Gesamtquerschnittes wegen der auftretenden Schubverzerrung nicht mehr erfüllt. Der Einfluss der Schubweichheit
wird über eine mittragende Gurtbreite beff angenommen.
Für den Untergurt und den Stahlträgersteg gelten analog
zur DIN EN 1993 die Regelungen zur Einteilung des Querschnittes in Querschnittsklassen, um plastische Reserven
im Querschnitt zu aktivieren. Die Ausnutzung dieser Reserven ist von großer Wichtigkeit, um möglichst viel von dem
„teuren“ Werkstoff Stahl zu sparen.
50 FRILO-Magazin 2012
Belastungsgeschichte
Bei der Tragwerksberechnung eines Verbundträgers
müssen die Einflüsse aus der Belastungsgeschichte
berücksichtigt werden. Hierzu zählen Einflüsse aus einer
abschnittsweisen Herstellung des Tragwerks, aus Systemwechseln und gegebenenfalls Einflüsse aus Einwirkungen,
die teilweise auf das Stahl- oder Verbundtragwerk wirken.
Man unterscheidet in Eigengewichtsverbund und Verkehrslastverbund. Werden keine Hilfsstützen im Bauzustand
verwendet, liegt Verkehrslastverbund vor.
Durch das Herstellungsverfahren werden die Nachweise im
Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit sowie der Beginn
des Fließens im Untergurt beeinflusst.
Ebenso müssen die Einflüsse aus dem Kriechen und Schwinden mit ausreichender Genauigkeit berücksichtigt werden.
Verdübelung
Verbundbauteile werden hinsichtlich der Beanspruchbarkeit (vollständig / teilweise) und der Nachgiebigkeit (starr /
nachgiebig) des Verbundes eingeteilt.
Vollständiger Verbund liegt vor, wenn eine Vergrößerung
der Dübelanzahl nicht zur Erhöhung der Momententragfähigkeit führt.
Bei Teilverbund kann die volle Biegetragfähigkeit des Verbundträgers nicht erreicht werden. Es entstehen aufgrund
des Schlupfes in der Verbundfuge zwei Nulllinien. Eine
entsprechende Duktilität der Verbundmittel ist Grundvoraussetzung für den Teilverbund.
Literaturverzeichnis
[1] DIN EN 1990 (12/2010) - Eurocode: Grundlagen der
Tragwerksplanung
[2] DIN EN 1994 (12/2010) - Eurocode: Bemessung und
Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und
Beton
EN 1997
DIN EN 1997 – Entwurf, Berechnung und Bemessung in
der Geotechnik
Dipl.-Ing. (FH) Christian Spiering
Überblick
Die DIN EN 1997-1:2009-09, der Nationale Anhang
DIN EN 1997-1/NA:2010-12 und die DIN 1054:2010-12
ersetzen zusammen DIN 1054:2005-01 einschließlich zugehöriger Änderungen und Berichtigungen.
DIN 1054:2010-12 – Unterschiede zur bisherigen
Normung
Wesentliche Änderungen sind unter anderem die Übernahme der Gliederung der DIN EN 1997-1:2009-09, der
Ersatz der Lastfälle durch Bemessungssituationen, die
Einführung von Kombinationsbeiwerten für geotechnische
Nachweise sowie die Ergänzung von Teilsicherheitsbeiwerten als auch der Ersatz der zulässigen Bodenpressung durch
Bemessungswerte des Sohlwiderstandes.
Zu den Nachweisen
Nach DIN 1054:2010-12 sind für die Grundbruchberechnung die in DIN 4017:2006-03 genannten Verfahren anzuwenden. Für die Ermittlung des Grundbruchwiderstands
sollte die Exzentrizität und die Lastneigung aus den charakteristischen bzw. repräsentativen Einwirkungen ermittelt
werden. Eine etwas unwirtschaftlichere Ermittlung aus den
Bemessungswerten der Gesamtbeanspruchung ist erlaubt.
Die Gleitwiderstände werden, wie in DIN 1054:2005-01
bereits gehabt, unter Verwendung charakteristischer Vertikalkräfte und Scherparameter in Verbindung mit Teilsicherheitsbeiwerten ermittelt.
repräsentativen Vertikalbeanspruchungen verrechnet wird,
damit sich ein Bemessungswert der Sohldruckbeanspruchung ergibt. Dieser wird dann einem Bemessungswert des
Sohldruckwiderstandes aus Tabellen der DIN 1054:2010-12
gegenübergestellt.
Literaturverzeichnis
[1] DIN EN 1997-1:2009-09 Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik - Teil 1:
Allgemeine Regeln; Deutsche Fassung EN 1997-1:2004
+ AC:2009
[2] DIN EN 1997-1/NA:2010-12 Nationaler Anhang National festgelegte Parameter - Eurocode 7: Entwurf,
Berechnung und Bemessung in der Geotechnik - Teil 1:
Allgemeine Regeln
[3] DIN 1054:2010-12 Baugrund - Sicherheitsnachweise
im Erd- und Grundbau - Ergänzende Regelungen zu
DIN EN 1997-1
[4] DIN 1054:2005-01 Baugrund. Sicherheitsnachweise im
Erd-­und Grundbau
Die klaffende Fuge wird, wie bereits aus DIN 1054:2005-01
bekannt, mit charakteristischen Lasten aus ständigen und
veränderlichen Lasten errechnet. Mit nur ständigen Lasten
ist keine klaffende Fuge erlaubt, für Kombinationen aus
ständigen und veränderlichen Lasten muss die Gründungssohle des Fundamentes noch bis zu ihrem Schwerpunkt
belastet sein.
Ein vereinfachter Nachweis in Regelfällen ist nach wie
vor möglich, jedoch wird hierzu der Bemessungswert des
Sohlwiderstandes herangezogen. Dabei ist zu beachten,
dass die Exzentrizität der Sohldruckresultierenden mit
charakteristischen bzw. repräsentativen Beanspruchungen ermittelt wird und die sich ergebende Ersatzfläche
mit Teilsicherheitsbeiwerten und charakteristischen bzw.
FRILO-Magazin 2012 51
FRILO-Software
Eurocode
- Weiterentwicklung
Zur Weiterentwicklung der Eurocodes
Dipl.-Ing. Bert Ziems
Während in Deutschland die Einführung des Eurocodes noch in vollem Gang ist, wird im Hintergrund bereits an der
nächsten Generation des Eurocodes gearbeitet. Dieser Artikel betrachtet dies im Hinblick auf den Eurocode für Stahlbeton
EN 1992.
Konsolidierungsphase
Die neue Eurocodegeneration 2015+
Nach der europaweiten Einführung des Eurocodes im Jahre
2010 befinden wir uns momentan in der Konsolidierungsphase, in die erste Anwendungserfahrungen einfließen und
zur Veröffentlichung konsolidierter Fassungen des Originaleurocodes führen. So ersetzt z.B. DIN EN 1992-1-1:2011-01
die bisherige Fassung DIN EN 1992-1-1:2005 mit den Änderungen AC:2008 und AC:2010.
In diesem Zusammenhang veröffentlichen einige Länder
auch neue Versionen nationaler Anhänge. Eine Übersicht
für Deutschland findet sich in /1/, für den internationalen
Bereich siehe auch /2/.
Während also der Eurocode in Europa gängige Bemessungspraxis wurde bzw. wird, beginnt gerade die Arbeit an
der neuen Generation des Eurocodes.
Beim Beuth Verlag erscheinen dazu von den zuständigen
Normenausschüssen autorisierte Handbücher für alle
Eurocodeteile, die sowohl den Text des Originaleurocodes
als auch die an den entsprechenden Stellen eingefügten
NDP (Nationally Determined Parameter  national festzulegenden Parameter) und NCI (Non-contradictory Complementary Information  nicht widersprechende Regelungen
und Erläuterungen) der deutschen Nationalen Anhänge
enthalten. Damit soll die Arbeit mit den Eurocodes einfacher gestaltet werden.
Zur Einführung des Eurocode 2 fand im Jahre 2010 die
„Gemeinschaftstagung Eurocode 2 für Deutschland“ /4/
und im Jahr 2011 der internationale Workshop “Design of
Concrete Buildings“ in Brüssel /5/ und /6/ jeweils unter
Beteiligung von Nemetschek Frilo statt.
Neben der Erläuterung der Inhalte der Eurocodes und
der Regelungen in den Nationalen Anhängen bestand das
Anliegen in der Bereitstellung von Hintergrundinformationen und Anwendungsbeispielen sowie dem Hinweis auf
entsprechende Hilfsmittel wie z.B. Software /7/.
In diesem Zusammenhang sollte auch die Veröffentlichung
der Eurocode 2 Commentary und Eurocode 2 Worked
Exambles /8/ sowie der Beispielsammlung des DBV zum
EN 2 /9/ erwähnt werden.
52 FRILO-Magazin 2012
In der Strategie des CEN TC250 zur Weiterentwicklung des
Eurocode /3/ werden u.a. folgende Schwerpunkte für eine
Weiterentwicklung genannt:
 Weitere Harmonisierung durch Analyse der bisher ca.
1500 NDP und Erarbeitung von Vorschlägen für deren
Reduzierung
 Weiterentwicklung der Brandschutzeurocodes
 Weiterentwicklung der Eurocodes hinsichtlich der Dauerhaftigkeit und Nachhaltigkeit des Bauens
 Erarbeitung neuer Eurocodes für Glas und zur Tragwerkverstärkung mit Faserverbundwerkstoffen (FRP)
Für die zeitliche Umsetzung dieser neuen Eurocodegeneration gibt es folgende Vorstellungen:
März 2013:
Start der Bearbeitung
Oktober 2015: Start der CEN- Umfrage zu den
bearbeiteten Teilen
Oktober 2017: Abstimmung
(CEN Formal Vote)
Oktober 2018: Veröffentlichung der 2. Generation
des Eurocode
Im für den Eurocode 2 zuständigen Gremium gibt es seit
dem letzten Meeting im Dezember 2012 in Mailand bereits
detaillierte Vorstellungen zu Inhalt und Umsetzung.
Eine sogenannte Working Group (WG) mit bis zu 5 Vertretern je Land wird die Arbeit von aus Experten gebildeten
Task Groups (TG) koordinieren.
Zur Zeit sind folgende 4 TG geplant:
TG1 Verstärken mit FRP
(fibre reinforced polymers)
TG2 Faserbeton
TG3 Bauen im Bestand
TG4 Querkraft / Torsion /Durchstanzen
Eurocode
EC in den
- Weiterentwicklung
Frilo-Programmen
Stichtag 1. Juli 2012
Einführung der
Eurocodes –
Fachlich fit mit
Beuth!
Kommentare
mit
Erläuterungen
NormenHandbücher
Eurocode
Praxisbücher
mit Beispielen
Infos/Bestellmöglichkeiten:
www.beuth.de/eurocode
Telefon +49 30 2601-2260
Telefax +49 30 2601-1260
E-Mail [email protected]
≤≥
FRILO-Magazin 2012 53
FRILO-Software
Eurocode
- Weiterentwicklung
Die Arbeit der WG wird national im Normenausschuss
Bemessung und Konstruktion gespiegelt. Entsprechend den
TG1-4 werden sich Arbeitskreise des Normenausschusses
konstituieren.
„Initiative Praxisgerechte Regelwerke im
Bauwesen“
In Deutschland wird durch die nahende verbindliche
Anwendung des Eurocodes verstärkt über eine Vereinfachung des Eurocodes diskutiert. Dazu wurde die „Initiative
Praxisgerechte Regelwerke im Bauwesen“ unter Beteiligung namhafter Ingenieur- und Bauindustrieverbände
gegründet.
Das Ziel einer solchen Initiative sollte dabei eine Reduzierung der NDP und NCI und eine bessere Strukturierung
und Lesbarkeit der Norm sein. Ein Vergleich verschiedener
nationaler Anhänge zeigt, dass Deutschland im Hinblick auf
nationale Besonderheiten in den Anhängen eine Spitzenstellung einnimmt.
Ziel kann es dabei nicht sein, die Normen wieder auf ein
Niveau herunterzubrechen, das erlaubt, alle Nachweise
ausschließlich ohne Inanspruchnahme der Rechentechnik
durchführen zu können. Ein Kampf gegen den wissenschaftlich-technischen Fortschritt ist wenig zielführend. Ein
großer Vorteil der Eurocodes ist, dass sie beiden Anforderungen gerecht werden. Einerseits enthalten sie aufwändige und moderne Berechnungsmethoden für Bauaufgaben, die diesen Aufwand rechtfertigen (Fertigteilhersteller,
große Infrastrukturprojekte etc.), andererseits wird es aber
ermöglicht, bei weniger anspruchsvollen Projekten mit
mehr oder weniger großen Vereinfachungen zu arbeiten,
z.B. mit dem Modellstützenverfahren bei der Stützenbemessung oder mit dem Verzicht auf eine Abminderung der
veränderlichen Lasten zur Reduzierung der zu untersuchenden Einwirkungskombinationen.
Durch die Anwendung der fortgeschrittenen computerbasierten Berechnungsmethoden werden die Anforderungen
an die Softwarehersteller im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Ergebnisse immer höher.Dem versucht auch
Nemetschek-Frilo durch die Beteiligung am deutschen EN 2
Pilotprojekt /10/, bei der Weiterentwicklung der Worked
Examples für Eurocode 2 /8/ und durch Vergleiche der
Bemessungsergebnisse verschiedener nationaler Anhänge
wie in /11/ Rechnung zu tragen.
Es ist wünschenswert, dass bei anspruchsvollen Bemessungsaufgaben, die die Anwendung von Computerprogrammen voraussetzen, nach einheitlichen Voraussetzungen geprüfte Software zum Einsatz kommt.
54 FRILO-Magazin 2012
EUROCODE 2
EUROCODE 2
COMMENTARY
WORKED EXAMPLES
1
Ein gutes Beispiel hierfür sind die Validierungsbeispiele
für die Brandschutzbemessung in DIN EN 1991-1-2/NA, zu
deren Erarbeitung auch unser Unternehmen seinen Beitrag
leisten konnte.
Literaturverzeichnis
/1/ Eurocodes und Nationale Anhänge in der Übersicht
www.eurocode-online.de
/2/ Legal situation per country
www.eurocodes-online
/3/ Standardisation needs, proposed topics
http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/
/4/ Gemeinschaftstagung Eurocode 2 für Deutschland
http://www.ernst-und-sohn.de/
/5/ DESIGN OF CONCRETE BUILDINGS, 20-21 October
2011, Brussels
http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/
/6/ FRILO beim Eurocode Workshop in Brüssel 2011
www.frilo.eu
/7/ COMMERCIAL EUROCODE DESIGN SOFTWARE
http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/EurocodeSoftW.htm
/8/ European Concrete Platform, Publications Eurocode
http://www.europeanconcrete.eu/publications/
eurocodes
/9/ Beispiele zur Bemessung nach Eurocode 2
http://www.ernst-und-sohn.de/
/10/Abschlussbericht des DIBt-Forschungsvorhabens
ZP 52-5-7.278.2-1317/09:
„Eurocode 2 Hochbau – Pilotprojekte”
/11/Bert Ziems, Nemetschek Frilo; „Experiences with the
implementation of EUROCODE 2”, International Workshop at CTU Prague 2010
www.frilo.eu
Autor:
Dipl.-Ing. Bert Ziems (Friedrich + Lochner GmbH)
EC in den Frilo-Programmen
Eurocode mit deutschem NA in den Frilo-Programmen
Programmname
Kürzel
Normen
Programmname
Kürzel
Normen
Gebäudemodell
GEO
EN 1, EN 2, EN 8*)
Holzstütze
HO1
EN 5 ab 7/2012
Anschluss mit Versatz
HO2
EN 5
Zugstoß Holz
HO3N
EN 5
Rahmenecke
HO6
EN 5
Holzträger
HO7
EN 5
Durchlaufträger
DLT
EN 2, EN 3, EN 5
Stabwerke
ESK/TRK/RS EN 2, EN 3, EN 5
Holzbemessung
HO11
EN 5
Platten mit finiten Elementen
PLT
EN 2
Ausklinkung-Durchbruch-Holz
HO12
EN 5
Scheiben mit finiten Elementen
SCN
EN 2
Fachwerkknoten Holz
HO13
EN 5
Einzelverbindungsmittel Holz
HO14
EN 5
Fachwerkträger Holz/Stahl
FWT
EN 5
Stahlbetonbemessung
B2
EN 2
Stahlbetonstütze
B5
EN 2
Durchstanzen
B6
EN 2
Kehlbalkendach symmetrisch
D1
EN 1, EN 5
Treppenlauf
B7
EN 2
Pfettendach symmetrisch
D2
EN 1, EN 5
Spannbettbinder
B8
EN 2 ab 7/2012
Sparrendach symmetrisch
D3
EN 1, EN 5
D5
EN 1, EN 5
Stahlbetonkonsole
B9
EN 2 ab 7/2012
Kehlbalkendach unsymmetrisch
Auflagerkonsole
B10
EN 2 ab 7/2012
Grat- und Kehlsparren
D6
in Arbeit
Rissbreitennachweis
B11
EN 2
Koppel- und Gelenkpfetten
D7
in Arbeit
Behälter
BHA
EN 2
Durchlaufsparren
D9
EN 1, EN 5
Leimholzbinder
D10
EN 1, EN 5
D11
EN 1, EN 5
Fundament
FD
EN 2
Allgemeines Pfettendach
Blockfundament
FDB
EN 2
Allgemeines Kehlbalkendach
D12
EN 1, EN 5
Randstreifenfundament
FDR
EN 2, EN 7
Streifenfundament
FDS
EN 2, EN 7
Mauerwerk mehrgeschossig
MWM
EN 6*)
Mauerwerk Kellerwand
MWK
EN 6*)
MWP
EN 6*)
Stahlstütze
STS
EN 3
Mauerwerk Pfeiler
Einfeldträger Stahl
STT
EN 3
Mauerwerk Bemessung
MWX
EN 6*)
Stahlstütze - Fußplatte
ST3
EN 3 ab 7/2012
Trägerauflager
ST4
EN 3
Verbundstütze
V1
EN 4
Schweißnaht
ST5
EN 3
Verbundträger
V3
EN 4
Fußpunkt eingespannte Stahlstützen
ST6
EN 3
Tragsicherheitsnachweis
ST7
in Arbeit
Böschungsbruch
BBR
EN 7
Typisierte Anschlüsse
ST8
EN 3
Balken auf elastischer Bettung
BEB
EN 2
Schraubanschlüsse Stahl
ST9
EN 3 ab 7/2012
Kellerwand Stahlbeton
BWA
EN 2
Geschraubte Rahmenecke
ST10
EN 3
Grundbruchnachweis
GBR
EN 7
Winkelstützmauer
WSM2
EN 2
Geschweißte Rahmenecke
ST14
EN 3
Fußpunkt Flansch
ST15
in Arbeit
Hallenrahmen
S7
EN 3 ab 7/2012
Tunnelrahmen auf elastischer Bettung
TEB
EN 2
Schornstein Stahl
S8
in Arbeit
Windlasten
WL
EN 1
Kranbahnträger
S9
EN 3 ab 7/2012
Antennenbemessung
ATB
in Arbeit
*) Deutscher NA noch nicht verfügbar
Biegetorsionstheorie
BTII
EN 3
Beuluntersuchung
PLII
EN 3 ab 7/2012
NA´s anderer Länder:
Aktuelle Infos hierzu finden Sie auf www.frilo.de
unter der Rubrik →Service - Eurocode
FRILO-Magazin 2012 55
FRILO-Software
Frilo.System.Next
Mit Frilo.System.Next wird zum
einen die gesamte Umgebung von
Frilo bezeichnet, die zur Anwendung
der Frilo Programme installiert und
verwendet wird und zum anderen die
Anwendung Frilo.System.Next (FSN),
die den zentralen Eingang in das Frilo
Programmsystem darstellt. FSN bietet
neben der Auswahl der verschiedenen
Verwaltungsprogramme auch einen
umfangreichen Befehlssatz zur Installation, Konfiguration und Wartung des
Programmsystems.
Installation
Die Installation ist der erste Schritt
zu den Frilo Programmen. Nach dem
Download der kleinen Installationsdatei für Frilo.System.Next werden alle
weiteren Schritte von FSN automatisch ausgeführt. Alle erforderlichen
Daten werden aus dem Web heruntergeladen, eine CD ist nicht mehr
erforderlich. Optional kann eine CD
auch bei der Auslieferung angefordert
werden, auf der alle Daten enthalten
sind, die für eine Installation ohne
Web erforderlich sind. Eine CD kann
auch aus den vorhandenen Daten
selbst erstellt werden. Jede Installation legt ein neues Verzeichnis für
ein neues Release an, alle vorherigen Installationen bleiben damit
erhalten. Installationen können über
FSN jederzeit gelöscht werden, die
entsprechende Funktion ist im Kontextmenü bei der Auswahl der Installationen enthalten. Wird die aktuell
aktive Installation gelöscht, aktiviert
FSN automatisch die nächste neueste
Installation. Ist keine mehr vorhanden wird automatisch ein Download
angeboten.
Frilo.System.Next bietet seit Mitte
2012 ein besonderes UpdateVerfahren an: die automatische
56 FRILO-Magazin 2012
Frilo.System.Next in Stichworten
§ Neue moderne Oberfläche für die Frilo Programme
§ Einfache und komfortable Installation
§ Automatische Aktualisierung für Release und Lizenzen
§ Effektives Arbeiten in Netzwerken
§ Übersichtliche Verwaltung aller Projekte und Positionen
§ Dokumentenverwaltung für Frilo und externe Dokumente
§ Einfache Verwaltung mehrerer Installationen
Aktualisierung der Programme über
einen Download aus dem Web. Dabei
werden dem Anwender die aktuellsten Änderungen angezeigt und der
Anwender kann selbst entscheiden,
ob das Update ausgeführt wird oder
nicht. Eine komfortable Verwaltung
der verschiedenen Release-Versionen
ermöglicht es dem Anwender auch,
schnell und unkompliziert auf vorherige Versionen zurückzuschalten,
sollte sich doch einmal ein Problem
mit der aktuellsten Version ergeben.
Ebenfalls neu in 2012 ist die automatische Aktualisierung der Lizenz
über das Web. Bei jeder Änderung der
Lizenzbasis, z.B. durch einen Nachkauf
eines Programms oder einer Option,
steht die aktuelle Lizenzdatei auf dem
Frilo Webserver zur Verfügung und
kann mit einem Mausklick installiert
werden. Voraussetzung dafür ist
natürlich eine bereits vorhandene
Lizenz, damit die Zuordnung zum
Kunden korrekt und zweifelsfrei ermittelt werden kann.
Projektverwaltung
Bereits seit Mitte 2011 ist die neue
Projektverwaltung auf Basis eines
SQL-Servers im Einsatz. Die bisherigen
Erfahrungen mit der Verwendung von
Firebird als SQL-Server sind sehr positiv, die Stabilität und die Geschwindigkeit sind wie erwartet sehr gut.
Die normale Standardinstallation läuft
nahezu automatisch ab - i.d.R. müssen
die Vorgaben nur per Klick bestätigt
werden. Bei Installationen im Netzwerk treten teilweise wiederkehrende
Fragen auf, die auf der Frilo Webseite
unter der Rubrik „FAQ“ für die meisten Fälle beschrieben sind.
Frilo.Control.Center
Die Projektverwaltung mit dem
Frilo.Control.Center bietet die volle
Übersicht über alle Projekte. Auch bei
sehr vielen, in verteilten Standorten
abgelegten Projekten geht der Überblick nicht verloren und durch das
Konzept der verteilten Datenablage ist
auch das Arbeiten in großen Netzwerken immer effektiv und sicher.
Verteilte Datenablage bedeutet in
Kurzform: zentrale Verwaltungsdaten
über den SQL-Server und dezentrale
Projektdaten auf dem Server, der
den Anwendern am nächsten ist.
Die Projektdaten liegen nicht in der
Datenbank, sondern in Verzeichnissen, die vom Anwender vollkommen
frei definiert werden können. Mehr
dazu ist im Artikel Frilo.Control.Center
beschrieben → siehe Seite 58.
Frilo.Document.Designer
Alle Ergebnisse aus den Frilo Programmen werden als PDF-Dokumente
abgelegt. Mit dem Frilo.Document.
Designer werden alle Dokumente
eines Projektes verwaltet, sichtbar
gemacht, in eine Reihenfolge gebracht
und zu einem digitalen Statikdokument zusammengestellt. Die Einbindung von fremden Anwendungen
oder auch die Einbindung von fremden PDF-Dokumenten ermöglicht die
Erstellung einer kompletten digitalen
Statik. Im Artikel Frilo.Document.
Designer ist die Arbeitsweise genauer
dargestellt → siehe Seite 60.
Programmentwicklung
Frilo.Start
Eine besondere Eigenschaft der FriloProgramme ist der schnelle Einsatz
im Sinne einer Toolbox ohne besondere Vorarbeiten zur Definition von
Projekten, Datenablagen usw. Das
einfache Programm Frilo.Start zeigt
alle installierten Programme an, ein
Klick auf das Programmsymbol startet
die Anwendung mit den hinterlegten Standarddaten. Daten anpassen,
rechnen, Dokument anschauen,
eventuell ausdrucken – alles das kann
ohne Projekt- oder Positionsdefinition
ausgeführt werden. Natürlich ist auch
ein Speichern in die Projektverwaltung möglich.
Demo Option
Das Programm Frilo.Start verfügt über
eine besondere Option zum Anzeigen aller installierten Programme.
Links oben unter
dem großen Knopf
kann die Option „Alle
Programme“ gewählt
werden. Der Anwender
bekommt dann alle installierten Programme
angezeigt, mit der Ergänzung „Demo“
hinter dem Programmnamen kann
man erkennen, welche Programme
lizensiert sind und welche nicht.
Jedes Programm kann maximal 30
Tage mit dem vollen Funktionsumfang ohne Einschränkungen beim
Drucken genutzt werden. Die Zeitprüfung bezieht sich auf das einzelne
Programm, so dass verschiedene
Programme zu verschiedenen Zeiten
jeweils 30 Tage ausprobiert werden
können.
Frilo.Configuration
Unter Frilo.Config sind alle Funktionen
zusammengefasst, die für Wartung,
Diagnose, Installation und Konfiguration erforderlich sind. Die wichtigsten
Funktionen befinden sich nach dem
Öffnen an oberster Stelle. Wichtig
dabei ist, dass es Funktionen gibt,
die der normale Benutzer ausführen
kann, z.B. die „persönlichen Einstellungen“ oder auch das „Lizenzmanagement“ und im Unterschied dazu
Funktionen, die Administratorrechte
erfordern. Alle Funktionen, die Einstellungen zur Installation verändern,
sind im Regelfall nur mit Administratorrechten ausführbar.
Insbesondere die Einstellungen zum
Datenbankserver fallen auch in die
„Admin-Kategorie“. Die ebenfalls
angebotenen Windows-Funktionen
sind nur für den schnellen Zugriff
gedacht – alle diese Funktionen
findet man auch in der Windows
Systemsteuerung.
Frilo.Data.Control
Frilo arbeitet aktuell an der Umstellung aller Programme auf ein
neues modernes Design und eine
verbesserte und übersichtliche
Benutzerführung.
Ein Kernstück dieses neuen Designs ist
das Frilo.Data.Control (FDC), erstmalig
im Einsatz beim Programm HO13 und
bei den Mauerwerksprogrammen. Mit
der Version FDC.NET ist eine Weiterentwicklung begonnen worden, die
noch zusätzlichen Komfort durch die
Verwendung der Ribbon-Menüleiste
bietet, wie sie z.B. aus den OfficeAnwendungen bekannt ist. Die Logik
der Bedienung ist bei dieser Weiterentwicklung gleich geblieben, alle
Eingabewerte werden mit der Eingabetaste der Reihe nach durchlaufen,
der Anwender muss nirgendwo nach
Werten suchen. Alle geometrischen
Werte sind dazu noch direkt in der
Grafik bearbeitbar, was die Änderungsarbeiten an einer Position deutlich vereinfacht und beschleunigt.
FRILO-Magazin 2012 57
FRILO-Software
Frilo.Control.Center
Das Frilo.Control.Center (FCC) ist die
zentrale Schaltstelle zur Verwaltung
aller Projekt- und Positionsinformationen. Die Informationen im Frilo.
Control.Center kommen aus einer zentralen Datenbank, in der alle Projekte
erfasst sind, unabhängig davon wo die
Daten der Projekte wirklich abgelegt
sind. Dieses Konzept der verteilten
Datenhaltung hat sehr viele Vorteile.
Die Verwaltungsdaten sind getrennt
von den eigentlichen Projektdaten.
Die Projektdaten können beliebig im
Netzwerk verteilt werden und passen
sich damit jeder vom Anwender
vorgegebenen Ablagestruktur an. Frilo
benötigt also keine eigene Ablagestruktur, Frilo kann sich in bestehende
Strukturen integrieren lassen.
Die Projektübersicht im FCC wird
durch das Abfragen der Datenbank
erstellt, was in jedem Fall sehr schnell
geht, da kein aufwändiges Suchen
auf den Festplatten oder auf den
Netzwerklaufwerken erforderlich ist.
Die Verwendung eines SQL-Servers
garantiert immer schnelle Zugriffszeiten. Der SQL-Server läuft als Windows
Dienst im Hintergrund und hat seine
eigenen Rechte.
Projektordner
Die oberste Ebene in der Ablagehierarchie des FCC ist der Projektordner.
Beim Anlegen eines Projektordners
kann ein beliebiger Pfad angegeben
werden. Je nachdem, ob der Pfad
öffentlich im Büronetzwerk zugäng-
lich ist, kann als weitere Auswahl
die Einstellung „sichtbar für alle“
gewählt werden. Wird diese Einstellung gesetzt, kann jedes FCC, das mit
diesem Server verbunden ist, auf
den Projektordner zugreifen. Ist die
Einstellung „sichtbar für alle“ nicht
gesetzt, so kann nur der Anwender
den Ordner sehen, der ihn angelegt
hat. Ist der Pfad zum Ordner ein lokales Laufwerk, so wird dieser Ordner
nur sichtbar, wenn der Anwender
und der Computer, von dem aus der
Ordner angelegt wurde, gleich sind.
Damit sind also beliebige Sichtbarkeiten der Projektordner möglich, bei
gleichzeitig zentraler Verwaltung über
einen Server.
Auf einen Blick
§ Übersichtliche und vollständige Ablage aller Frilo Projekte
§ Unbeschränkt netzwerkfähig bei gleichbleibender Performance
§ Stabile und sichere Verwaltung ohne Rechteprobleme
§ Automatische Aktualisierung aller Informationen
§ Sicherheit durch Historie und verzögertes Löschen
§ Synchronisierung mit Tablet-Computer (IPAD)
§ Integration in vorhandene Projektverwaltungen möglich
Vorschaubild
58 FRILO-Magazin 2012
Projektordner
Projektliste
Positionsliste
Programmentwicklung
Projekte
In einem Projektordner können beliebig viele Projekte definiert werden.
Die Projekte werden im Projektordner
in codierter Form abgelegt, mit einer
eindeutigen ID und nicht mit dem
Projektnamen. Auf dem Dateisystem
kann man also die einzelnen Projekte nicht mehr erkennen, es ist nur
eine Sammlung von IDs sichtbar. Mit
diesen sogenannten Global Unique
Identifier (GUID) wird sichergestellt,
dass auch beim Transport von Projekten zwischen verschiedenen Ablagen,
niemals doppelte Projekte entstehen
können. Die Daten sind immer eindeutig. Eine Kopie eines Projektes
auf einen anderen Namen ist in FCC
selbstverständlich möglich.
Positionen
In jedem Projekt können beliebig viele
Positionen definiert werden. Auch
die Position bekommt, wie bei den
Projekten beschrieben, eine GUID
zur eindeutigen Kennzeichnung, egal
auf welchem Rechner eine Position
erstellt wurde. Damit ist auch beim
Austausch von Positionen zwischen
verschiedenen Anwendern mit verschiedenen Datenbanken sichergestellt, dass immer die gleiche Position
bearbeitet wird und nicht versehentlich Kopien entstehen. Jede Position
kann via Mail verschickt werden und
auf einem anderen System wieder
importiert werden.
Positionen im Dokument
Ist eine Position im Frilo.Document.
Designer enthalten, so wird dies
im FCC mit dem Dokumentsymbol
angezeigt. In diesem Fall sind einige
Funktionen nicht zugelassen, insbesondere kann die Position im FCC
nicht gelöscht werden, solange das
Dokument darauf referenziert.
Historie
Eine besondere Eigenschaft der neuen
Frilo Projektverwaltung ist das Mitführen einer Historie bei den Positionen.
Bei jedem Speichern wird eine Kopie
des vorherigen Zustandes abgelegt,
so dass es möglich ist, auf den Stand
einer früheren Berechnung zuzugreifen. Dies ist insbesondere dann von
Vorteil, wenn die Position einen komplexen Datenbestand hat, der nach
dem Speichern nicht mehr so einfach
zurückgesetzt werden kann, z.B. bei
FEM-Analysen oder beim Gebäudemodell. Mit einer zentralen Bereinigungsfunktion können alle Daten der
Historie nach Abschluss des Projektes
vor der Archivierung gelöscht werden.
Sicherheit
Die Sicherheit der Daten ist ein besonderes Anliegen der Frilo Projektverwaltung. Aus diesem Grund werden
beim Löschen von Positionen oder
Projekten zunächst nur die Löschaktionen in der Datenbank vermerkt,
die physikalischen Daten in Form von
Dateien bleiben erst einmal bestehen. Erst wenn der Anwender die
Funktionen zum Aufräumen aufruft,
werden alle gelöschten Daten wirklich
entfernt.
Import / Export
Projekte aus den bisherigen Datenverwaltungen der letzten Jahre können
problemlos importiert werden. Als
besonderes Feature steht aber auch
ein Export der neuen Projekte in die
alten Strukturen zur Verfügung. Beim
Import werden immer Kopien aus den
alten Daten angelegt, die alten Projekte werden nicht verändert.
Backup
Eine Backup Funktion (Sicherungen)
für Projekte ist vorhanden und sichert
den kompletten Datenbestand in
einer Archivdatei. Diese Datei mit
der Namenserweiterung „archive“ ist
auch gleichzeitig die Austauschdatei,
wenn ganze Projekte zwischen verschiedenen Anwendern ausgetauscht
werden sollen. Für die Sicherung des
Backup-Projektordners ist der Anwender selbst verantwortlich. Dies kann
mit der normalen Datensicherung
erledigt werden, die in jedem Büro in
unterschiedlicher Form aktiv ist.
Vorlagen
Mit der Verwendung von FCC ist auch
ein neues Vorlagenkonzept für die
Programme verfügbar. Es können
beliebige Positionen aus verschiedensten Projekten als Vorlagen definiert
und beim Start der Programme über
einen Dialog ausgewählt werden.
Synchronisierung mit Tablet
Computer
Im FCC können verschiedene Projekte
zur Synchronisierung mit einem Tablet
Computer angemeldet werden. Es
stehen Anwendungen für das IPAD
und auch für verschiedene Android
Geräte zur Verfügung.
→ Siehe hierzu Seite 62.
Ergebnisvorschau
Alle Berechnungsausgaben der Frilo
Programme werden als PDF-Datei im
Verzeichnis der Positionen abgelegt.
Im FCC können diese Dokumente
direkt angezeigt werden, ein erneutes
Aufrufen der Programme oder gar
eine neue Berechnung zum Erstellen
des Ausdrucks ist nicht erforderlich.
FRILO-Magazin 2012 59
FRILO-Software
Frilo.Document.Designer
Dokumentenverwaltung mit PDF
Mit dem neuen Frilo.Document.Designer lassen sich die Dokumente eines
Projektes wesentlich einfacher und
komfortabler organisieren. Neben den
Statikausgaben aus den Frilo-Berechnungsprogrammen können mit FDD
auch externe Formate und Anwendungen ins Dokument eingebunden
werden. Mit Unterstützung der
praxisnahen Funktionen und umfangreichen Layoutmöglichkeiten werden
im FDD die einzelnen Teildokumente
im Handumdrehen zu einem Gesamtdokument auf PDF-Basis formatiert.
Gestartet wird der Frilo.Document.
Designer entweder direkt aus dem
Frilo.System.Next Startfenster oder
– praktischer – aus der Projekt- und
Positionsverwaltung Frilo.Control.
Center (FCC) über das Symbol „Dokument öffnen“ - siehe Bild unten.
Eigenschaften des
Frilo.Document.Designer
§ Schnelle Verwaltung auch bei
großen Dokumenten
§ Schnelles Formatieren
§ Paralleles Arbeiten mit mehreren
Dokumenten
§ Flexible Kapitelstruktur
§ Frei definierbarer Seitenkopf
§ Automatische Seitennummerierung
§ Fixierbare Seitennummern
§ Beliebig verschiebbare Reihenfolge
der Teildokumente
§ Umfangreiche Layoutgestaltung der
Frilo-Ausgabe
§ Freier Text innerhalb des Dokuments und der Frilo-Positionen
§ Frilo-Ausgabe erweiterbar/reduzierbar durch Ein- und Ausblenden
§ Eingebundene externe Anwendungen können per Doppelklick auf
das Teildokument gestartet und der
Inhalt bearbeitet werden
§ Direktes Einbinden von
- Frilo Positionen
- MS-Office Dokumenten
- Open Office
- Grafiken
- PDF
- ... und aller Formate, die
das Drucken im Hintergrund
unterstützen
Weitere Funktionen
§ Mögliche Elemente des Dokuments:
-Titelblatt
-Vorbemerkungen
-Vorlagen
-Kapitel
-Abschnitte
§ Frei definierbares/konfigurierbares Seitenlayout (Format, Ränder,
Schrift, Überschriften, Tabellen,
Struktur, Seitenkopf usw.)
§ Starten der einzelnen Positionen
aus dem Dokument per Doppelklick
und Aktualisierung des entsprechenden Ausgabeinhalts.
Layoutvorlagen
Komfortables Erstellen und Verwalten
von Layoutvorlagen über den Layout
Editor. Definierbare Elemente des
Statikdokumentes sind:
§ Seitenköpfe
§ Papierformat
§ Seitenränder
§ Schriften (Font, Größe, Farbe, fett,
kursiv) können für verschiedene
Elemente im Statikdokument (Überschriften, Standard, hervorgehoben,
Warnungen ...) separat festgelegt
werden.
§ Tabellen (Titel, Farbe, Trennlinien,
Abstände, Kopf, Körper, Fuß)
§ Struktur (Inhaltsverzeichnis, Dokument, Nummerierungs- und Darstellungsoptionen, Formatierung
Einfrier-Funktion
Austauschseiten und Änderungen
sofort an der Nummerierung erkennen? Kein Problem, einfach den
Button „Einfrieren“ anklicken und die
bisherige Seitennummerierung bleibt
erhalten, Änderungen und Austausch-
60 FRILO-Magazin 2012
Programmentwicklung
Beispiel
Erstellen eines
Statikdokuments
Der Ablauf bis zur Erstellung eines
Statikdokumentes ist ganz einfach:
seiten werden mit Buchstaben und
Erweiterungsnummern formatiert
dargestellt – eine Erleichterung für
Statiker und Prüfer.
PDF-Dokument immer aktuell
Das PDF-Dokument muss nicht „extra“
erzeugt werden - es wird immer automatisch mitgeführt.
Sie wählen im Frilo.Control.Center
ein vorhandenes Projekt, klicken
auf „Dokument öffnen“ - FDD wird
gestartet. Sofern für das gewählte
Projekt noch kein Dokument existiert, ist das Inhaltsverzeichnis leer.
Wählen Sie nun z.B. „Vorhandene
Position“, so werden alle Positionen
des Projektes in einem Auswahlfenster angezeigt und Sie können eine
Position wählen, die ins Dokument
eingebunden werden soll (oder
mit gedrückter „Strg“-Taste auch
mehrere).
Das entsprechende Programm
startet mit der gewählten Position
und Sie können Änderungen vornehmen. Ansonsten beenden Sie das
Programm wieder und FDD beginnt
mit der Formatierung des Dokuments. Nach der Formatierung sehen
Sie das „Teildokument“ im Inhaltsverzeichnis auf der linken FDD-Seite
aufgeführt.
So können Sie mehrere vorhandene Positionen – natürlich auch
neue Positionen – einfügen, dazu
noch fremde (druckbare) Dateien
wie Word, Excel oder Open-Office,
Grafiken, gescannte Zeichnungen
einbinden oder freien Text und bei
Bedarf Leerseiten eingeben. Durch
Einfügen von Kapiteln lässt sich das
Dokument noch mit einer hierarchischen Struktur sinnvoll unterteilen.
Später können Sie z.B. die Kapitel
durch einfaches „Drag&Drop“ anders
anordnen und einzelne Abschnitte
im Dokument per Mausklick ein- und
ausblenden.
FRILO-Magazin 2012 61
FRILO-Software
Frilo und die Tablet Computer
Anfangs mehr als Spielzeug belächelt
hat der Tablet PC einen weltweiten
neuen Standard geschaffen. Besonders herausragend gegenüber einem
normalen Computer ist die schnelle
Verfügbarkeit, ohne langes Hochfahren des Rechners. Die Tablet PCs sind
immer einsatzbereit und mit AkkuLaufzeiten von knapp 10 Stunden
auch den ganzen Tag ohne Stromanschluss verfügbar.
Es ist klar, dass ein Tablet Computer
keinen Arbeitsplatz ersetzen kann und
auch kein Ersatz für einen Laptop ist.
Aber es sind Geräte, die im Bereich
Kommunikation und Information
alles bieten, was man normalerweise
braucht. Auch das Schreiben von
Notizen ist sehr gut möglich, die integrierte elektronische Tastatur ist gut
bedienbar und vor allem vollkommen
geräuschlos. Man kann also auch in
Meetings gut mitschreiben, ohne mit
dem Klappern der Tasten zu stören.
Das flache Gerät wird auch mehr wie
ein normaler Schreibblock benutzt
und nicht wie ein Laptop mit aufgeklapptem Bildschirm als Versteck für
den dahinter Sitzenden.
Marktführer ist seit der Einführung
des ersten IPAD am 3. April 2010 die
Firma Apple, die auch die dritte Generation des IPAD sehr erfolgreich in den
Markt eingeführt hat. Die beeindruckenden Verkaufszahlen lassen sich
in Wikipedia unter den Stichworten
Apple, IPAD nachlesen. Von den
ersten beiden Generationen des IPAD
sind bis Ende 2011 insgesamt 55 Millionen Geräte verkauft worden, nach
Angaben von Apple sind das etwa
zwei Drittel des gesamten Marktes.
Die Geräte anderer Hersteller auf der
Basis des Betriebssystems Android
haben kleinere Marktanteile und sind
auch in der Bedienung nicht so locker
62 FRILO-Magazin 2012
und elegant wie das Apple IPAD.
Deswegen liegt das Hauptaugenmerk
in diesem Artikel auch auf dem IPAD,
die beschriebene Frilo-Anwendung
ist aber auch auf anderen Geräten
verfügbar.
Informationen auf dem IPAD stehen
immer schnell zur Verfügung. Dazu
gibt es eine Fülle von sogenannten
Apps, mit denen Informationen aller
Art auf das IPAD übertragen werden
können. So kann man problemlos
ganze Verzeichnisse vom Arbeitsplatz
auf den IPAD synchronisieren und hat
dann alle Dokumente immer dabei
und schnell verfügbar. Alle Arten von
Dokumenten können auf dem IPAD
angezeigt werden, insbesondere alle
Office-Formate und natürlich PDF.
Mail und Termine sind ebenfalls
vorhanden, so dass dem Anwender
alle organisatorischen Daten in vollem
Umfang zur Verfügung stehen.
Jedes IPAD verbindet sich automatisch
mit einem WLAN-Netzwerk, wenn es
dafür einmalig autorisiert worden ist.
Eine optionale SIM-Karte ermöglicht
die Verbindung zum Internet auch
dann, wenn kein WLAN verfügbar ist.
Die Anwendung „Static To Go“
Frilo hat für das IPAD und auch für
Android Tablets eine neue Anwendung entwickelt, mit der es möglich
ist, den kompletten Projektdatenbestand in Form von PDF-Dateien immer
aktuell dabei zu haben, ohne besonderen Aufwand und genau in derselben Struktur wie auf dem Rechner
im Büro. Die Frilo-App „Static To Go“
synchronisiert alle Dokumente eines
Projektes zusammen mit der Projektstruktur auf das IPAD. Einzige Voraussetzung ist, dass alle Dokumente dem
Frilo.Control.Center (FCC) bekannt
sind. Für die statischen Positionen gilt
dies uneingeschränkt und für weitere
Dokumente auch, wenn man die Optionen des Frilo.Document.Designer
(FDD) mit dem Hinzufügen beliebiger
Dokumente aus anderen Anwendungen nutzt.
Zu jedem Dokument können Notizen
erstellt werden, die auch zwischen
Arbeitsplatz und IPAD synchronisiert
werden. Ein Arbeiten ohne Verbindung zum Netzwerk ist selbstverständlich möglich. Die Daten werden
nur synchronisiert, wenn das IPAD im
Netzwerk mit dem Arbeitsplatz über
WLAN Kontakt hat.
Im FCC werden die Projekte ausgewählt, deren Dokumente synchronisiert werden sollen. Die Notizen
zu den Dokumenten der Positionen
werden ebenfalls im FCC angezeigt.
Die Synchronisierung erfolgt auf
Anforderung durch den Anwender.
Nach der Synchronisierung sind alle
Dokumente auf dem IPAD gespeichert und man kann mit diesem
kleinen Gerät das Büro zu externen
Besprechungen verlassen und hat alle
Informationen in beliebiger Detailtiefe
dabei.
Technische Details
Die Technik für die Synchronisierung
zwischen IPAD und Arbeitsplatz ist
einfach aufgebaut und einfach zu
installieren. Die Kommunikation wird
über einen Dienst ausgeführt, der
über Frilo.System.Next zu installieren ist. Die erforderliche Datei steht
Online auf dem Frilo Server zur Verfügung. Über die Service-Funktionen im
Frilo.Config wird unter dem Stichwort
„Installation“ die Funktion „Frilo Sync
Programmentwicklung
Service für IPAD“ ausgeführt, es sind
keine weiteren Eingaben erforderlich.
Anschließend wird die App auf dem
IPAD installiert. Dazu wird im Apple
Store das Stichwort „Static To Go“ eingegeben und die passende App heruntergeladen. Die App ist kostenlos.
Die Nutzung der gesamten Anwendung hängt von einer Option für FCC
ab – diese Option ist kostenpflichtig
und kann wie ein normales FriloProgramm über Frilo gekauft werden.
Die ersten 30 Tage der Nutzung sind
kostenfrei.
Beim ersten Start von „Static To Go“
wird die Synchronisierung automatisch mit dem Standardserver ausgeführt. Das ist ein von Frilo definierter
Server im Internet, auf dem eine
Demo-Installation der Frilo-Programme läuft, mit Beispielprojekten
und den dazugehörigen Dokumenten.
Zur Synchronisierung mit den eigenen
Daten werden der Computername
und der Benutzername bei den
Einstellungen zur Synchronisation auf
dem IPAD eingegeben, auf dem die
Frilo Anwendung FCC verfügbar ist.
Es spielt keine Rolle, ob die Daten auf
dem lokalen Computer liegen oder im
Netzwerk, es wird alles synchronisiert,
was im FCC angezeigt wird und für die
Synchronisierung aktiviert ist.
Ein Hindernis für die Synchronisierung
könnte eine aktive Firewall sein. Sollte
eine Firewall aktiv sein, so muss der
Frilo Sync Service mit seinem entsprechenden Port als Ausnahme eingetragen sein.
Eine detaillierte Beschreibung steht
als PDF auf der Homepage von Frilo
zur Verfügung.
Projekte, die aktuell auf dem IPAD
verfügbar sind. Ein Klick auf eines der
Projekte wechselt in die Positionsliste.
Für jede Position kann dann sofort
das zugehörige Dokument angezeigt
werden. Das Dokument kann entsprechend den Bedienregeln für das IPAD
vergrößert, verschoben und umgeblättert werden.
Optional ist eine Vollbildansicht
möglich, dann werden alle anderen
Informationen ausgeblendet.
Mit einem Klick auf „Notizen“ wird
das Fenster mit den Notizen eingeblendet, zugehörig zur aktuell aktiven Position, also zu der Position,
die aktuell gerade rechts im Fenster
angezeigt war.
Die PDF-Datei und optional die
Notizen können als Mail verschickt
werden, so dass entsprechende
Anweisungen von unterwegs an das
Büro gegeben werden können.
Eine Suchfunktion kann nach Inhalten in den Notizen suchen, nicht
nach Inhalten einer PDF! Ist die Notiz
gefunden, kann das entsprechende
Dokument ebenfalls angezeigt
werden.
Anmerkung
Mit „Static To Go“ werden alle Dokumente aus dem Frilo Projekt auf das
IPAD synchronisiert. Es sind also alle
Hinweis zum IPAD
Der Name des Arbeitsplatzes, z.B.
„AP001“, muss bei der Angabe
in der App noch um „.local“
ergänzt werden – es muss also
„AP001.local“ eingegeben werden,
damit der Name des eigenen Computers richtig aufgelöst wird. Alternativ kann auch die IP-Adresse des
Arbeitsplatzes eingegeben werden
– so gibt es definitiv immer eine korrekte Verbindung. Eine IP-Adresse
ist aber in einem üblichen Netzwerk
keine fixe Größe, sondern kann
sich von Anmeldung zu Anmeldung
verändern. Verwenden Sie also die
IP-Adresse nur, wenn Sie sicher sind,
dass diese Adresse auch fix dem
Arbeitsplatz zugewiesen ist.
relevanten Unterlagen auf dem IPAD
für einen schnellen Zugriff vorhanden,
die mit Frilo-Anwendungen erstellt
wurden oder von Frilo-Anwendungen
verwaltet werden. Weitere Daten aus
anderen Ordnern werden nicht über
„Static To Go“ synchronisiert. Für
diese Aufgabe sind andere Apps aus
dem Apple Store geeignet. Zu empfehlen ist die Anwendung „Documents
To Go“, mit der verschiedene Ordner
vom Arbeitsplatz auf das IPAD synchronisiert werden können. Diese App
erlaubt auch das Öffnen und Bearbeiten von Office-Dateien.
Nutzung der App
Mit der Frilo App „Static To Go“
werden alle PDF Dateien aus den
gewählten Projekten auf das IPAD
kopiert. Der Startbildschirm von
„Static To Go“ zeigt eine Liste aller
FRILO-Magazin 2012 63
FRILO-Software
FDC.NET - Weiterentwicklung der Benutzerführung
Frilo hat schon in 2009 das erste Programm mit einer neuen Benutzerführung auf den Markt gebracht. Kernstück der neuen Benutzerführung ist
die Zusammenfassung aller Eingabewerte im neuen Frilo.Data.Control und
die große Grafik mit direkten Änderungsmöglichkeiten. Diese Option
war bei den ersten Programmen noch
nicht enthalten, wird aber zunehmend
mehr zum Einsatz kommen.
Die Weiterentwicklung des Frilo.
Data.Control (FDC) zum FDC.NET
hat zum einen technische Gründe
– es wird eine moderne Programmiersprache verwendet – und zum
anderen Gründe in Bezug auf eine
bessere Übersicht. Dies wird erreicht
durch den Einsatz einer sogenannten
Ribbon-Menüleiste, eine Zusammenfassung von Funktionen und Informationen, wie sie aus den aktuellen
Office-Versionen bereits bekannt sind.
Das neue FDC.NET ist von den Grundlagen der Eingabe genau gleich wie
das bereits in verschiedenen Programmen aktive FDC der ersten Generation. Der Anwender muss also nichts
Neues lernen, die Oberfläche ist nur
in einem neuen Layout verpackt und
mit neuen zusätzlichen Optionen
ausgestattet, die das Arbeiten noch
einfacher machen.
64 FRILO-Magazin 2012
Ribbon Menüleiste
Die Ribbon-Menüleiste ersetzt die
bisherige schmale Menüleiste, kann
deutlich mehr Funktionen enthalten
und trotzdem übersichtlich bleiben.
Die Frilo-Programme nutzen die
optionale Verwendung verschiedener
Registerkarten derzeit nicht – alle
Funktionen sind aktuell auf der ersten
Seite zusammengefasst. Durch die
Verwendung von Auswahlboxen
werden die Informationen permanent
angezeigt, der Anwender weiß also
sofort, was in der Position eingestellt
ist. Ein besonderes Element in der
Leiste zeigt den Stand der Berechnung
an, im Beispiel ist ein großer gelber
Punkt mit dem Text „Warnungen!“
vorhanden, was darauf hinweisen soll,
dass in der Berechnung an irgendeiner Stelle die Nachweise noch nicht
vollkommen erfüllt sind. Die grüne
Variante zeigt an, dass alles OK ist, die
rote Variante zeigt an, dass Nachweise
definitiv nicht erfüllt sind.
Arbeiten in der Grafik
Ein wesentliches Element der neuen
Frilo Benutzerführung ist das Arbeiten
in der Grafik, direkt am Objekt. Dies
ist die schnellste und effektivste Art
der Bearbeitung, die Zuordnung der
Eingaben ist eindeutig. Dabei können
entweder Zahlenwerte direkt bearbeitet werden oder man kommt durch
Anklicken von Objekten und dem
Aufruf der Eigenschaften zu einem
Dialog, der genau die mit diesem
Objekt verbundenen Daten zeigt und
zur Bearbeitung anbietet. Das permanente Fenster mit dem Frilo.Data.Control kann optional sogar ausgeblendet
werden, weil es zum Bearbeiten der
Daten nicht mehr zwingend erforder-
Programmentwicklung
FDC-Bereich
lich ist. Die Eingabe erfolgt dann im
Grafikfenster, z.B. direkt in der Maßkette. Wenn das FDC sichtbar ist, wird
mit einem Klick auf das Objekt, z.B.
die Last, der zugehörige Bereich im
FDC aktiviert und geöffnet.
Erste Programme
Mit dem Release 2012-2 sind erste
Programme mit dieser neuen Oberfläche zur Auslieferung vorgesehen.
Neue Versionen des Fundamentprogramms FD, des Durchstanzpro-
gramms B6 und ein neues Programm
zur Berechnung von Holztafeln
werden die ersten sein, die mit
FDC.NET auf den Markt kommen.
FRILO-Magazin 2012 65
FRILO-Software
LWS - Neues Design beim
Wind- und Schneelastprogramm
Das Frilo-Wind- und Schneelast-programm WS wird noch in diesem Jahr
in einer komplett neu entwickelten
Version mit dem Frilo-Programmkürzel LWS auf den Markt kommen.
Neben inhaltlichen Ergänzungen wird
das Programm auch auf die neue FDCEingabeoberfläche umgestellt - die
Möglichkeiten der grafische Ergebnisdarstellung werden somit erheblich
erweitert.
Neue Eingabeoberfläche
Die Programmentwicklung von LWS
nutzt die Möglichkeiten der neuen
Frilo-Eingabeoberfläche „Frilo.Data.
Control“ (FDC) in ihrer ganzen funktionellen Vielfalt. Mit dieser stark
grafisch orientierten Oberfläche ist es
möglich, das Programm komplett über
die Grafik zu bedienen. Hilfreich dabei
ist ein sogenannter Assistent, mit dem
in einem Fenster die wichtigsten Parameter voreingestellt werden können.
Alle weiteren Eingaben können dann
wahlweise direkt in der Grafik oder
über die nach wie vor verfügbaren
Eingabefelder definiert werden.
Änderungen sind auf dieselbe Art und
Weise möglich.
Erweiterung der grafischen
Ergebnisdarstellung
Die Wind- und Schneelasten können
in verschiedenen Ansichten und
Schnitten grafisch dargestellt werden.
In der Grundrissdarstellung sind die
Schnittspuren für Längs- und Querschnitt dargestellt. Diese können
durch Eingabe eines Maßwertes verschoben werden. Die Darstellung der
Lasten im zugehörigen Schnitt wird
dabei automatisch angepasst.
Inhaltliche Erweiterungen
Zusätzlich zu den bisher bereits verfügbaren Dachtypen
 Flachdach,
 Pultdach,
 Satteldach und
 Walmdach
sind jetzt zusätzlich
 Vordach und
 freistehende Wand
im Programm enthalten.
Weiterhin können dann auch Lasten
aus Schneeverwehung, Höhensprung
und Windinnendruck mit dem
Programm berechnet werden.
66 FRILO-Magazin 2012
Programmentwicklung
Grafische Eingabe und Darstellung
 Nach Vorgabe der Grundparameter können
nahezu alle Werte direkt in der Grafik eingegeben und geändert werden.
 Natürlich ist auch die gewohnte Eingabe über
Eingabefelder möglich.
 Verschiedene grafische Darstellungsmöglichkeiten: Einzel-, Isometrie- Mosaikdarstellung
per Mausklick.
FRILO-Magazin 2012 67
FRILO-Software
Programmübersicht
Das Frilo Gebäudemodell
GEO
Gebäudemodell
Horizontallasten
Erdbebenlasten
Träger
DLT
Durchlaufträger
Bewehrungsführung zu DLT
zweiachsige Beanspruchung Stahl/Holz
zweiachsige Beanspruchung Stahlbeton
Stabwerke
ESK+TRK Ebenes Stabwerk + Trägerrost
Räumliches Stabwerk
Platten + Scheiben
PL5
Durchlaufplatten DIN
PLT
Platten mit Finiten Elementen, beliebig
SCN
Scheiben mit finiten Elementen
Stahlbeton
B2
Stahlbetonbemessung
Polygonale Bemessung
B5
Stahlbetonstütze
Heißbemessung zu B5
B6
Durchstanzen
B7
Treppenlauf
B8
Spannbettbinder
B9
Stahlbetonkonsole
B10
Auflagerkonsole
B11
Rissbreitennachweis
BHA
Behälter
BX
TA
Dauerhaftigkeit - Brandschutz
Temperaturanalyse im Querschnitt
Stahlbau
STS
STT
ST3
ST4
ST5
ST6
ST7
ST8
ST9
ST10
ST12
ST13
ST14
ST15
STX
S7
S8
S9
ATB
BTII
PLII
Q3
Stahlstütze
Einfeldträger Stahl
Stahlstütze - Fußplatte
Trägerauflager
Schweißnaht
Fußpunkt eingespannte Stahlstützen
Tragsicherheitsnachweis
Typisierte Anschlüsse
Schraubanschlüsse Stahl
Geschraubte Rahmenecke
Aussteifungsverband Stahl
Schubfeldsteifigkeit
Geschweißte Rahmenecke
Fußpunkt Flansch
Stabilitätsnachweis
Hallenrahmen
Schornstein Stahl
Kranbahnträger
Antennenbemessung
Biegetorsionstheorie
Beuluntersuchung
Querschnitte Stahl
Fundamente
FD
Fundament
FDB
Blockfundament
FDR
Randstreifenfundament
FDS
Streifenfundament
Grundbau
BBR
Böschungsbruch
BEB
Balken auf elastischer Bettung
BWA
Kellerwand Stahlbeton
EDB
Erddruckberechnung
GBR
Grundbruchnachweis
SPU
Spundwand
TRA
Trägerbohlwand
WSM2 Winkelstützmauer
68 FRILO-Magazin 2012
Programmübersicht
Hausdächer
D6
Grat- und Kehlsparren
D7
Koppel- und Gelenkpfetten
D9
Durchlaufsparren
D10
Leimholzbinder
D11
Allgemeines Pfettendach
D12
Allgemeines Kehlbalkendach
Holzbau
HO1
HO2
HO3N
HO6
HO7
HO9
HO11
HO12
HO13
HO14
HTW
FWT
Holzstütze
Anschluss mit Versatz
Zugstoß Holz
Rahmenecke
Holzträger
Aussteifungsverband
Holzbemessung
Ausklinkung-Durchbruch-Holz
Fachwerkknoten Holz
Einzelverbindungsmittel Holz
Wandtafel
Fachwerkträger Holz/Stahl
Mauerwerk
MWM Mauerwerk mehrgeschossig
MWK
Mauerwerk Kellerwand
MWP
Mauerwerk Pfeiler
MWX
Mauerwerk Bemessung
Günstige Programmpakete
Unsere Standardprogrammpakete FRILO-Auswahl-Paket
(15 aus einer Liste wählbare Programme), Stahlbeton,
Stahl, Holz und Dach, Grundbau und Mauerwerk finden Sie
auf unserer Homepage www.frilo.de.
Euronormen
Bei Programmen mit implementierter Euronorm ist ein
Nationaler Anhang – i.d.R. des Landes, in dem der Kunde
seinen Hauptfirmensitz hat – im Programmpreis enthalten.
Nationale Anhänge weiterer Länder können als Zusatzoption (Aufpreis) erworben werden.
Kurzbezeichnungen für die Nationalen Anhänge
Aus Platzgründen werden im Text teilweise folgende Kürzel
für die Nationalen Anhänge verwendet:
NA-D/AT/GB/IT/NL/BE/CZ für die Länder
Deutschland/Österreich/Großbritannien/Italien/
Niederlande/Belgien/Tschechien
Englische Versionen
Alle unsere Programme stehen mit umschaltbarer Ein- und
Ausgabe in englischer Sprache zur Verfügung.
Englische PDF-Manuals und Produktdatenblätter finden Sie
auf unserer englischen Homepage www.frilo.com
Verbundbau
V1
Verbundstütze
V3
Verbundträger
TCC
Topfloor Holz-Beton-Verbund
Verschiedenes
FDD
Frilo.Document.Designer
LAST
Lastzusammenstellung
LWS
Lastermittlung Wind und Schnee
Q2
Querschnittswerte von Polygonflächen
TEB
Tunnelrahmen auf elastischer Bettung
SL3
Stückliste Profilstahl
WL
Windlasten
Das Programm FD - Fundament mit der neuen FDC.NETOberfläche und eingeblendetem Ausgabedokument
FRILO-Magazin 2012 69
FRILO-Software
GEO - Das FRILO-Gebäudemodell ...
Das praxisnahe Konzept des Programms GEO beruht auf einfach
nachvollziehbaren Ansätzen. Hierbei
steht nicht das Gebäudemodell mit
allen Details im Zentrum der Betrachtung, sondern die einfache, schnelle
Lastermittlung und die Vorbemessung. Die endgültige Bemessung
erfolgt dann über die einzelnen
Frilo-Bemessungsprogramme.
Während mit dem Grundmodul GEO
die vertikale Lastabtragung berechnet
werden kann, bietet die Ergänzung
GEO-HL die Möglichkeit, die Verteilung der Horizontallasten zu berechnen. Mit dem Zusatzmodul GEO-EB
können die Erdbebenlasten nach dem
vereinfachten Antwortspektrenverfahren berechnet werden.
Das FRILO-Gebäudemodell basiert auf
Bauteilen, die alle ihre eigenen Eigenschaften haben. Gemischte Konstruktionen aus Stahlbeton, Mauerwerk,
Stahl und Holz sind damit sehr gut
erfassbar.
 Grafische Eingabe aller Bauteile und
deren Eigenschaften, z.B. Decke mit
unterschiedlichen Bereichen (Tragrichtung, Dicke, Bettung, Bewehrung). Weitere Bauteile sind Wände,
Stützen, Unterzüge und Brüstungen
(analog PLT).
 Schnelle Lastermittlung für die
Fundamente
 Übersichtliche Darstellung der
Lastabtragung, auch bei komplexen
Bauwerken
 Prüffähige Ausgabe der Lastabtragung, Lasten je Geschoss und
Bauteil getrennt in G, P und Volllast
 Schnittstellen zu
Bemessungsprogrammen
 CAD-Anbindung
70 FRILO-Magazin 2012
Normen und Implementierung Eurocode:
siehe www.frilo.de
Programminformationen
DLT - Durchlaufträger
Das Programm DLT berechnet Einfeldund Durchlaufträger mit maximal 12
Feldern mit oder ohne Kragarme.
Trägertypen
 Stahlbetonplatte
 Stahlbetonträger
 Stahlträger
 Holzträger
 Träger ohne Bemessung
(freie Eingabe des E-Moduls)
 Aluminiumträger
 Die Querschnitte können im Feld
konstant oder veränderlich sein.
 Schubverformungen werden beim
Holzträger optional berücksichtigt.
 Optimierungsmöglichkeit für
Dimensionierung und Bemessung
bei Stahl- und Holzträgern.
 Gelenke sind möglich.
Neu 2012: EN 1993 (NA-D/A),
EN 1995:2010 (NA-D/A/)
oder die γ-fachen Lasten ausgegeben.
Zusätzlich werden die Auflagerreaktionen geordnet nach Einwirkungsgruppen ausgegeben.
Lastübernahme
Zusatzoptionen (Aufpreis)
 Zweiachsige Bemessung bei Stahlbeton, Stahl- und Holzträgern sowie
bei Stahlbetonträgern (einschließlich Querkraftbemessung).
 Bewehrungsführung für Stahlbetonträger mit Schnittstelle zum CAD
Bereits ermittelte Auflagerlasten aus
anderen Programmen können über
die <F5>-Taste eingelesen werden.
Aussparungen
Bei Stahlbetonträgern sind runde oder
rechteckige Aussparungen möglich –
Berechnung nach Heft 399 DAfStb.
Bemessung
 Für Beton, Stahl und Holz führt das
Programm die Bemessung bzw. den
Spannungsnachweis für die vorgewählten Querschnittsabmessungen
durch.
 Automatische Ermittlung der
mitwirkenden Plattenbreite nach
DIN 1045-1/EN 1992.
 Berechnung der Verformungen
im Zustand II für Stahlbetonquerschnitte nach DIN 1045-1/EN 1992.
 Rissbreitennachweis (Grenzdurchmesser) und Spannungsnachweis.
 Berücksichtigung der Anforderungen aus Dauerhaftigkeit.
 Ermittlung und Berücksichtigung
von Kriechzahl und Schwindmaß bei den Nachweisen der
Gebrauchstauglichkeit.
 Nachweis der Schubfuge für Platten
und Plattenbalken.
 Nachweis für den Anschluss des
Druckgurtes (Schulterschubnachweis) für Plattenbalken.
Auflagerreaktionen
Die Auflagerreaktionen werden je
nach Programmsteuerung und Aufgabenstellung für die einfachen und/
Schnittstellen
 Die Lasten können an die Programme
- B5,
- ST1
- HO1
- B9
- B10 weitergeleitet werden.
 Die Nachweise für Biegedrillknicken
und Elastisch-Plastisch können per
Datenübergabe an das Programm
BTII - Biegetorsionstheorie II. Ordnung bzw. ST7 erfolgen.
Abb.: DLT mit neuem Design
FRILO-Magazin 2012 71
FRILO-Software
Stahlbeton
Implementierung Eurocode: siehe www.frilo.de
Stahlbetonbemessung B2
Das Programm B2 dient der Querschnittsbemessung für Biegung mit
Längskraft sowie für Querkraft, außerdem können Rissbreitennachweise
(Lastbeanspruchung) und Spannungsnachweise geführt oder die effektive
Steifigkeit ermittelt werden.
Zusatzmodul B2-Poly:
Bemessung polygonaler Querschnitte
für zweiachsige Biegung mit Längskraft mit bis zu 100 geraden Teilstücken. Bei vorhandenem Programm
TA-Temperaturanalyse: Biegebemessung und Steifigkeitsermittlung in der
außergewöhnlichen Bemessungssituation Brand.
Stahlbetonstütze B5
B5 berechnet ein- oder zweiachsig
beanspruchte Stahlbetonstützen und
-wände.
§ Allgemeine Stützen mit bis zu 10
Geschossabschnitten, Pendel-, Kragund Rahmenstützen
§ Bewehrungsführung
§ Erdbebenlastfall
Zusatzoptionen
§ Heißbemessung
Brandschutznachweis nach
DIN 4102 für Pendelstützen und
optional Heißbemessung für
Pendel- und allgemeine Kragstützen nach dem allgemeinen
Rechenverfahren
§ Temperaturanalyse auf FE-Basis
Treppenlauf B7
Durchstanzen B6
Spannbettbinder B8
Mit diesem Programm kann der
Nachweis der Sicherheit gegen Durchstanzen bei punktförmig gestützten
Platten und Fundamenten geführt
werden.
B8 berechnet Stahlbetonträger und
im Spannbett vorgespannte Binder
mit sofortigem Verbund oder einzelne
Querschnitte. Es werden alle erforderlichen Tragfähigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise geführt. Auch
die Berücksichtigung außergewöhnlicher Bemessungssituationen ist durch
die lastbezogene Zuordnung von
Einwirkungen möglich.
Berechnung eines einläufigen Treppenlaufs. Die Geometrie, bestehend
aus Podesten/Konsolen und Treppenlauf wird exakt berücksichtigt.
Lagerung/Podeste:
§ Einspannung in ein Podest
§ Gelenkige Lagerung mit/ohne
Konsole
Binderformen
§ parallelgurtiger Binder
§ symmetrische und asymmetrische
Binder mit Sattel bzw. Kehle
§ Pultdachbinder
Querschnittsformen
§ Rechteckquerschnitte
§ Plattenbalken
§ Pi-Platten
§ Schichtenquerschnitt
72 FRILO-Magazin 2012
Programminformationen
Ortbetonergänzung möglich:
§ Massivplatte
§ Massivplatte mit Fertigteilschalung
§ Ergänzung mit zusätzlichen
Schichten
Stahlbetonkonsole B9
Bemessung unmittelbar von oben
belasteter Konsolen.
Als direkte Belastung sind möglich:
§ Vertikallast
§ Zusatzlast horizontal
§ Anteil der Schrägbewehrung
wählbar
§ Bemessung einer Zusatzlast
§ FE-Modellierung zur Kontrolle der
Tragwirkung
§ Darstellung der Hauptspannung aus
FE-Modellierung
§ Berechnung der Bewehrung mit
Darstellung der Bewehrungsführung
Dauerhaftigkeit - Brandschutz BX
§ Nachweis der Dauerhaftigkeit
§ Ermittlung von Kriechzahl- und
Schwindmaß
§ Brandschutzanforderungen nach
DIN 4102-04, Änderung A1 sowie
DIN 4102-22
§ Stützen nach MLTB
Durchlaufträger DLT
Rissbreitennachweis B11
Dabei werden ermittelt:
§ Sicherheit gegen Stegdruckbruch
§ Druckspannung unter der Last
§ erforderlich As der Zug- und
Stegbewehrung
§ Verankerungs- und Übergreifungslängen der Bewehrung
§ Schnittgrößen im Konsolenschnitt
§ Bewehrungsbild
Das Programm führt den Rissbreitennachweis nach DIN 1045-1, DAfStb
H.525 und Eurocode. Der Nachweis
für Zwang aus Hydratation für Wände
wurde komplett neu gestaltet. Das
bisher verwendete Verfahren nach
DAfStb Heft 466 entsprach nicht mehr
dem Stand der Technik und wurde
durch das Verfahren nach Lohmeyer,
Ebeling „Weiße Wannen einfach und
sicher“ ersetzt.
Auflagerkonsole B10
Behälter BHA
Berechnung ausgeklinkter Auflager.
§ Kombiniertes Fachwerkmodell
aus lotrechter und schräger
Aufhängebewehrung
Berechnung rotationssymmetrischer
zylindrischer Behälter unter rotationssymmetrischer Belastung.
DLT berechnet Einfeld- und Durchlaufträger mit maximal 12 Feldern mit
oder ohne Kragarme - siehe Seite 71
Temperaturanalyse TA
Das Programm dient der Berechnung
von Temperaturfeldern in rechteckigen und kreisförmigen Betonquerschnitten unter Brandangriff
mit beliebigen stahlbetontypischen
Abmessungen entsprechend dem
deutschen und weiteren nationalen
Anhängen des Eurocodes.
Schnittstellen zu B2, B5.
FRILO-Magazin 2012 73
FRILO-Software
Stahlbau
Stahlstütze STS
STS führt Tragsicherheitsnachweise
von Stützensystemen aus einteiligen, doppeltsymmetrischen Querschnitten. Der Nachweis erfolgt auf
Grundlage idealer Verzweigungslasten für Biegeknicken und Drill- und
Biegedrillknicken.
Einfeldträger Stahl STT
STT führt Tragsicherheitsnachweise
von einfeldrigen Trägersystemen aus
einteiligen, doppelt-symmetrischen
Querschnitten. Der Nachweis erfolgt
auf Grundlage idealer Verzweigungslasten für Biegeknicken und Drill- und
Biegedrillknicken.
Stahlstütze - Fußplatte ST3
Mit ST3 können unausgesteifte Fußplatten mit den Anschluss-Schnittkräften N (Druck), dem Moment My und
den Querkräften Qz/Qy nachgewiesen
werden.
Die Auflagerung der Fußplatte erfolgt auf einer Mörtelfuge auf Beton
oder Mauerwerk (bzw. freie Eingabe
einer zulässigen Druckspannung). Als
Stützenquerschnitte sind doppeltsymmetrische Stahlprofile (Doppel-T-,
Rohr- und Hohlprofile) zugelassen.
Trägerauflager ST4
Berechnung verschiedener Trägerauflager, wobei die Krafteinleitung mit
oder ohne Rippen erfolgen kann.
Lasteinleitungsmöglichkeiten
§ Träger auf Träger, Wand, Knagge,
Stütze
§ Last auf Träger
Schweißnaht ST5
Nachweis der Schweißnähte (Konsolanschluss) für beliebige Standardwalzprofile (außer Z-Profile). Neu: EN 3
74 FRILO-Magazin 2012
Fußpunkt eingespannte
Stahlstützen ST6
Fußpunktnachweise für in Hülsenfundamente eingespannte Stahlstützen
mit 1-achsiger Beanspruchung in
z-Richtung bzw. um die y-Achse.
Als Stützenquerschnitte sind I-Profile,
Rechteck- und Rundrohre zugelassen
(Stützenfuß mit angeschweißter Aufstandsplatte). Neu: EN 3 für I-Profile
Tragsicherheitsnachweis ST7
ST7 ist ein Programm zum Nachweis
der Tragsicherheit eines Stahlquerschnittes nach dem Verfahren e-e
bzw. e-p (Interaktionen nach DIN,
Rubin oder TSV) mit Schnittstellen zu
S7 - Symmetrischer Hallenrahmen,
BTII - Biegetorsionstheorie II. Ordnung,
DLT - Durchlaufträger.
Typisierte Anschlüsse ST8
Mit dem Programm ST8 können
momententragfähige und gelenkige
I-Trägeranschlüsse der Typenreihe IH,
sowie der Typenreihe IS in Verbindung
mit Trägerausklinkungen IK, nach dem
DSTV-Ringbuch „Typisierte Anschlüsse
im Stahlhochbau“, 2. Auflage 2002,
bemessen werden.
Schraubanschlüsse Stahl ST9
ST9 bemisst Schraubverbindungen im
Stahlbau.
Mögliche Verbindungstypen sind:
§ Zugstoß mit Laschen,
§ Trägeranschluss (Querkraftanschluss
mit Winkel),
§ Biegesteifer Stoß mit Laschen
§ Stirnplattenstoß
Geschraubte Rahmenecke ST10
ST10 ist ein Programm zur Berechnung von geschraubten Rahmenknoten aus Doppel-T Profilen:
§ T-Eck ohne Eckverstärkung
§ T-Eck mit Eckverstärkung (Voute)
ein- oder beidseitig
§ Knie-Eck mit / ohne Eckverstärkung
§ Knie-Eck mit geschweißter /
geschraubter Zuglasche sowie
Eckverstärkung
Aussteifungsverband Stahl ST12
Das Programm eignet sich zur statischen Berechnung und Bemessung
von im Hallentragwerksbau gebräuchlichen Aussteifungsverbänden:
Fachwerkverband mit druckschlaffen Stahldiagonalen für Halle mit
Fachwerkbindern.
Schubfeldsteifigkeit ST13
ST13 berechnet Schub- und
Drehfedersteifigkeiten von Trapezblechen (mit Schnittstelle zu
BTII - Biegetorsionstheorie)
Geschweißte Rahmenecke ST14
ST14 berechnet geschweißte biegesteife Rahmenknoten aus Doppel-T
Profilen für die Anschlussarten:
Normen und Implementierung Eurocode:
siehe www.frilo.de
Programminformationen
§ T-Eck ohne Eckverstärkung
§ T-Eck mit Eckverstärkung (Voute)
ein- oder beidseitig
§ K-Eck mit/ohne Eckverstärkung
§ K-Eck, angeschweißte Zuglasche
mit/ohne Eckverstärkung
§ K-Eck mit langer Voute und Montagestoß als DSTV-Schraubverbindung
Fußpunkt Flansch ST15
Das Programm berechnet Rohrflanschverbindungen und Fußpunkte
von kreisringförmigen Bauteilen,
sowie Einzelflanschverbindungen.
Stabilitätsnachweis STX
Mit dem Programm STX kann für
einteilige, gabelgelagerte Stäbe der
Biegeknick- und Biegedrillknicknachweis mit dem Ersatzstabverfahren
nach DIN 18800, Teil 2 durchgeführt
werden. Optional wird der Spannungsnachweis elastisch - elastisch
nach DIN 18800, Teil 1 geführt.
Hallenrahmen S7
S7 ermöglicht die Berechnung eines
symmetrischen Rahmens mit geknicktem oder ebenem Riegel.
Der Firstpunkt kann gelenkig oder
biegesteif, die Stützenfüße können
gelenkig oder eingespannt sein. Riegel
und Stiel können im Bereich der
Rahmenecke gevoutet sein. An den
Stielen sind Kranbahnträger möglich.
§ Schnittstellen: BTII, ST7, ST9, ST10,
ST14
§ Lastweiterleitung: ST3, ST6
Stahlschornstein S8
Antennenbemessung ATB
Das Programm S8 berechnet Stahlschornsteine auf der Grundlage von
DIN 4133. Antennenmasten können mit dem Programm ATB nach
DIN 4131 berechnet werden.
Systeme
Frei auskragende, ungestützte und
mehrfach, räumlich abgestützte
Tragrohre mit beliebigem Verlauf der
Querschnitte.
Beim Programm ATB können außerdem 3 oder 4 Seile als Abspannung
mit mehreren Lagerpunkten über die
Masthöhe gewählt werden. Die Seile
können mit Eisbehang besetzt sein
und vom Wind angeströmt werden.
versteifter Rechteckplatten aus
Stahlblech am Gesamtsystem durch.
Werden die entsprechenden Randbedingungen eingehalten, wird der
Beulnachweis nach Norm ausgewiesen. PLII eignet sich daher insbesondere für Stegbeulnachweise von
Kranbahnträgern.
Kranbahnträger S9
Querschnitte Stahl Q3
S9 berechnet Kranbahnen, die von bis
zu zwei Brücken- oder Deckenkranen
befahren werden können.
Das Programm Q3 ermittelt für
zusammengesetzte Profile des
Stahlbaus:
§ Querschnittswerte,
§ Kernfläche,
§ Normalspannungen,
§ Schubspannungen,
§ Torsionsspannungen.
Biegetorsionstheorie BTII
BTII führt die Tragsicherheitsnachweise an geraden, beliebig gelagerten
Stabsystemen aus Stahl. Der Nachweis
kann sowohl nach Biegetorsionstheorie II. Ordnung als auch nach dem
Ersatzstabverfahren auf Grundlage
ideeller Verzweigungslasten geführt
werden. Die ideellen Verzweigungslasten werden getrennt für die Versagensfälle Biege- und Biegedrillknicken am Gesamtsystem numerisch
ermittelt.
Beuluntersuchung PLII
Das Programm führt eine Beuluntersuchung beliebig gelagerter und
Genormte Profile stehen in einer
Datenbank zur Verfügung.
Die Eingabe von selbstdefinierten
Doppel-T-Profilen, Blechen, Rundstahl,
U-, Winkel-, Hohl- und dünnwandig
offenen Profilen erfolgt über die
Abmessungen.
Weitere Stahlprogramme
§ Stabwerke ESK, RS, TRK
§ Durchlaufträger - DLT
§ Fachwerkträger - FWT
FRILO-Magazin 2012 75
Normen und Implementierung Eurocode:
siehe www.frilo.de
FRILO-Software
Holzbau und Hausdächer
Holzstütze - HO1
Rahmenecke - HO6
Holzbemessung - HO11
Nachweis der Knicksicherheit ein- und
zweiteiliger Druckstäbe mit geleimten, genagelten oder gedübelten
Zwischenhölzern.
Stützenlagerung: Pendelstütze,
Kragstütze, Fußpunkt eingespannt,
Kopf gelenkig.
Bemessung von Verbindungen biegesteifer Rahmenecken von Hallenbindern aus Brettschichtholz, die mit
Dübelkreisen aus Stabdübeln, Dübeln
besonderer Bauart oder mit Keilzinkfugen (ein/zwei Fugen) ausgeführt
werden.
Anschluss mit Versatz - HO2
Holzträger - HO7
Bemessung druckbeanspruchter
Holzverbindungen als Stirn-, Fersen-,
doppelte Versätze.
Mit HO7 kann ein Durchlaufträger
mit bis zu 12 Feldern unter Gleichstrecken-, Einzel- und Trapezlasten
berechnet und als konstanter, rechteckiger Balken bemessen werden.
Zusätzlich zu Rechteckquerschnitten
können auch Stegträger der Firma
STEICO gerechnet werden.
Spannungsnachweise für zug-, druckoder biegebeanspruchte Holzstäbe
sowie Knick- bzw. Stabilitätsnachweise.
Bei Querkraft- und Torsionsbeanspruchung werden die Schubspannungsnachweise ausgeführt. Die Nachweise
für die Tragsicherheit werden mittels
Schnittgrößen aus Theorie I. Ordnung
geführt. Die Knick- und Kippnachweise
werden an einem Ersatzstabsystem
geführt. Brandschutznachweise nach
DIN 4102, EN 1995.
Zugstoß - HO3N
Tragsicherheitsnachweis für mindestens zweischnittige Zugstoßverbindungen Holz -Holz/Stahl-Holz.
Holz-Holz: einteilige Zugstäbe Laschen
außen, zwei- und dreiteilige Zugstäbe,
Laschen innen/außen.
Stahl-Holz: einteilige Zustäbe, bis zu
vier innenliegende Schlitzbleche oder
zwei außenliegende Stahlbleche, zweiund dreiteilige Zugstäbe mit innenund außenliegenden Stahlzuglaschen.
Aussteifungsverband - HO9
Berechnung und Bemessung von im
Hallentragwerksbau gebräuchlichen
Aussteifungsverbänden:
§ Fachwerkverband mit Stahldiagonalen für Halle mit Fachwerkbindern
§ Dachscheibe aus Holzwerkstoffplatten mit BSH-Parallelbindern/
Satteldachbindern
Ausklinkung-Durchbruch-Holz
- HO12
Nachweis von Ausklinkungen und Trägerdurchbrüchen in BSH-Trägern.
Ausklinkungen:
§ ohne Verstärkung, Ausklinkung
oben oder unten, wahlweise mit
Voute
§ mit Verstärkung durch seitliche
Laschen
§ mit Verstärkung durch eingeleimte
Gewindestangen
§ mit Verstärkung durch selbstbohrende Vollgewindeschrauben (Spax)
§ Vollgewindeschrauben nach DIN/EN
Trägerdurchbrüche:
§ wahlweise mit Verstärkung durch
seitliche Laschen
§ bei DIN 1052:2008 auch mit eingeleimten Gewindestangen und
Vollgewindeschrauben
§ selbstbohrende Schrauben SPAX-S
76 FRILO-Magazin 2012
Programminformationen
Fachwerkknoten Holz - HO13
Berechnung gebräuchlicher Fachwerkknoten mit ein- und mehrteiligen
Querschnitten im Holzbau.
Verbindungsmittel:
Stabdübel/Passbolzen/Bolzen/Nägel,
für Holz-Holz-und Stahlblech-HolzVerbindungen mit außen liegendem
Blech auch Dübel besonderer Bauart.
In den Holz-Holz-Verbindungen sind
kombinierte Anordnungen von Stabdübeln und Passbolzen möglich.
HO13
Einzelverbindungsmittel - HO14
HO14 ermittelt Tragfähigkeiten
einzelner Verbindungsmittel unter
verschiedenen Eingabekombinationen
und unter Berücksichtigung des gegebenen Winkels zwischen Kraft- und
Faserrichtung.
Konstruktionsvarianten:
§ Einschnittige Holz-Holz oder Stahlblech-Holz Verbindung
§ Mehrschnittige Verbindung aus
ein- bis dreiteiligem Holz-Bauteil mit
innen-/ außenliegenden Laschen
aus Holz oder Stahl
Fachwerkträger - FWT
Berechnung und Bemessung von im
Hallentragwerksbau gebräuchlichen
Fachwerkbindern aus Holz bzw. Stahl.
Wählbare Typen:
§ Parallelbinder
§ Satteldachbinder
§ Pultdachbinder
§ Trapez- und Doppeltrapezbinder
D10
Grat- und Kehlsparren - D6
Pfettendach - D11
Die Berechnung der Grat-/Kehlsparren
erfolgt als Biegeträger. Der Durchbiegenachweis setzt voraus, dass die angeschlossenen Schifter an der Traufe
verschieblich gelagert sind.
Berechnung von Sparrenpaaren
eines Pfettendachsystems in einem
Rechengang.
§ Die Dachhälften können unterschiedliche Dachneigungen haben.
§ Die Fußpfetten können auf verschiedenen Höhen liegen.
§ Die linke und rechte Haushälfte
können verschieden breit sein.
§ Es kann mit oder ohne Firstgelenk
gerechnet werden.
§ Horizontale Lager unverschieblich
bzw. verschieblich.
Systeme:
§ Einfeldträger
§ Einfeldträger mit Kragarm oben
§ Zweifeldträger
Koppel- und Gelenkpfetten - D7
Das Programm bemisst Einfeld-,
Koppel- und Gelenkpfetten bei beliebiger Dachneigung, die durch Eigengewicht, Schnee und Wind belastet
werden.
Durchlaufsparren - D9
Kehlbalkendach - D12
Das Programm berechnet Kehlbalkendächer mit verschieblichem /
unverschieblichem Kehlriegel und
Sparrendächer.
D9 berechnet und bemisst ein- und
mehrfeldrige durchlaufende Sparren
als Biegeträger.
Leimholzbinder - D10
Das Programm D10 eignet sich zur
Bemessung und Optimierung von
Leimholzbindern einschließlich
Querzugverstärkungen.
D12
Mögliche Formen sind:
§ Pultdachbinder
§ Satteldachbinder mit gerader
oder gekrümmter Unterkante
§ Bogenträger
HO14
FRILO-Magazin 2012 77
FRILO-Software
Grundbau
Kellerwand BWA
Balken auf elastischer Bettung BEB
BWA bemisst Kellerwände aus Stahlbeton, die sowohl am Kopf durch
Vertikallast und Moment als auch auf
einer Seite durch Erddruck belastet
sein können.
BEB berechnet elastisch gebettete Balken und einachsig
gespannte Platten nach dem
Bettungsziffernverfahren.
 Lastenzug
 Nichtlineare Berechnung
 Optionale Ausschaltung der Zugfeder
 Berechnung der As-Werte
 Verschiedene Querschnitte und
Bettungsbereiche
 Gelenke, Lager
 Optionale Schubbemessung als
Platte
 Decke - Wand - Fundament
 Die Decke kann gelenkig gelagert,
teilweise oder voll eingespannt sein
 Einzellasten auf Wandkopf und
Fundamentgrenze innen
 Einzelmomente auf Wandkopf
 Auflast auf Gelände
 Böschung
 Blocklasten
 Bodenschichten
 Wasser
 Bodenpressungen, DIN 1054
 Wandbemessung (Kopf, Mitte, Fuß)
 Schubbewehrung Fundament
Böschungsbruch - BBR
Das Programm BBR ermittelt die
Böschungsbruchsicherheit eines definierten Geländes und stellt diese in
Form eines Ausnutzungsgrades dar.
Neu: DIN EN 1997-1
Erddruckberechnung EDB
Das Programm EDB berechnet die Erddruckordinaten von der Geländeoberkante bis zu einer vorgegebenen Tiefe.
Die ermittelten Erddruckordinaten
können sowohl über einen Teilbereich
als auch über die gesamte Tiefe detailliert ausgegeben werden.
Gleichzeitig ermittelt das Programm
die resultierende, horizontale und
vertikale Erddruckkraft.

Aktiver Erddruck
 Erdruhedruck
 Mittelwert aus aktivem Erddruck
und Erdruhedruck
 Passiver Erddruck (Erdwiderstand)
 Bis zu 21 Bodenschichten
 Gebrochene/kontinuierliche
Böschung
 Wasserstand rechts/links
 Unbegrenzte Auflast auf dem
Gelände
 5 Blocklasten in beliebiger Tiefe
Einzelfundament FD
Mit dem Programm FD können quadratische und rechteckige Fundamente
ohne oder mit Köcher nachgewiesen
werden. Die äußeren Lasten können
zentrisch bzw. mit 1-achsiger oder
2-achsiger Lastausmitte angreifen.
 Köcherberechnung nach Leonhardt
 Köcherbemessung für raue oder
glatte Schalung
 Nachweis auf Durchstanzen
 Bemessungsoptimierung des
Fundaments
 Berechnung der Bodenpressung
unter den vier Eckpunkten bzw.
Ermittlung der klaffenden Fuge
 Berechnung mehrerer Lastfälle
 Zusatzlasten: Auflast, Einzellasten
 Schubbemessung
 Leichtbetonauswahl bei DIN 1045-1
 Mindestbewehrung abschaltbar

Einwirkung Erdbeben

Lastweiterleitung zu GBR
Blockfundament FDB
Mit dem Programm FDB können
Blockfundamente nach dem im Betonkalender 1988 Teil II S. 453 beschriebenen Verfahren bemessen werden.
Unter Blockfundamenten versteht
man Fundamente, in die ein Köcher
eingelassen ist.
Ein Blockfundament ist durch eine
entsprechende Verzahnung des
Stützenfußes und der Köcherwandung
gekennzeichnet, so dass es wie ein mit
der Stütze monolithisch hergestelltes
78 FRILO-Magazin 2012
Normen und Implementierung Eurocode:
siehe www.frilo.de
Programminformationen
Fundament wirkt.
Die Bemessung erfolgt für Normalkraft und Moment getrennt.

Lastweiterleitung zu GBR

Option „Block-FD für Masten ...“
Eingespannte Blockfundamente für
Masten, Schilder, Signaltafeln und
Lärmschutzwände.
Randstreifenfundament FDR
Mit dem Programm FDR können
exzentrisch belastete Grenzfundamente bemessen werden, die biegesteif an eine Stahlbetonplatte angeschlossen sind.
 Bis zu 50 Lastfälle
 Berücksichtigung der außergewöhnlichen Bemessungssituation sowie
von Erdbebenlasten
 Biegebemessung des Fundamentes
und Prüfung auf mögliche unbewehrte Ausführung
 Biegebemessung am Anschluss
Fundament/Stahlbetonplatte
 Nachweis der Betondruckund Stahlzugspannungen am
Plattenanschluss
 Rissbreitennachweis am
Plattenanschluss
 Grundbruchnachweis unter Berücksichtigung von Berme und Einbindetiefe des Fundamentes
 Nachweis des Sohldruckes
 Bewehrung: Betonstahlmatten und/
oder Stabstahl
 Bemessungsschnittstelle GEO - FDR
Neu:
DIN EN 1992-1-1 mit DIN EN 1997-1
Streifenfundament FDS
Mit dem Programm FDS können die
erforderlichen Abmessungen von
zentrisch und einachsig ausmittig
beanspruchten Streifenfundamenten
ermittelt werden. Für die gewählten
Abb.: Das Programm FD - Fundament mit moderner FDC.NET-Oberfläche
FDC.NET-Oberfläche
Mit der Weiterentwicklung hin zu einer optimalen und modernen Programmoberfläche
legt Frilo den Grundstein für noch mehr Effizienz in der täglichen Arbeit des Bauingenieurs. Durch eine sinnvolle Ergonomie und das Konzept der „on-place-Datenbearbeitung“
sowie der vermehrten Einbindung grafischer Bedienfunktionen wird die Bedienung der
Programme intuitiver und effektiv schneller.
on-place-Datenbearbeitung
Daten wie z.B. Systemmaße oder Lastwerte können im neuen FRILO-Layout an mehreren
Stellen editiert werden: im Eingabebereich oder in der Grafik.
Abmessungen wird die erforderliche
Biege- und Schubbewehrung
ermittelt.
Grundbruchnachweis GBR
Das Programm führt den allgemeinen
Grundbruchnachweis für mehrschichtige Böden, deren Reibungswinkel um
nicht mehr als 5 Grad vom mittleren
Reibungswinkel abweichen.
 Weitere Nachweise:
Kippen, Lagesicherheit, zulässigen
Sohldruck, Gleiten
 Schnittstellen: WSM, FD, FDB
Spund- /Trägerbohlwand SPU/TRA
 Bis zu 10 Anker
 Einbindetiefe wählbar (Spundwand)
 Bemessung der Spundwand
 Nachweis der Tiefen Gleitfuge
 Beliebige Bodenschichten
 Grundwasser
 Böschung
 Zusatzlasten
Winkelstützmauer WSM2
Das Programm WSM2 liefert den
Standsicherheitsnachweis einschließlich der Bemessung einer Winkelstützmauer aus Stahlbeton.

Stützmauer mit vo. und hi. Sporn

Geländeoberfläche hinter der Wand
polygonal beschreibbar
 Bis zu 21 Bodenschichten
 Berechnung von Geländestützmauern
 Schnittstelle: GBR
FRILO-Magazin 2012 79
FRILO-Software
Mauerwerk
Mauerwerksprogramme
Das Programmpaket Mauerwerk enthält eine Reihe von Berechnungsmodulen zum Nachweis verschiedener
Bauteile aus unbewehrtem Mauerwerk aus künstlichen Steinen.
MWM- Mauerwerk mehrgeschossig
MWK - Mauerwerk Kellerwand
MWP - Mauerwerk Pfeiler
MWX - Mauerwerk Bemessung
Mauerwerksarten
Bei Berechnung nach DIN 1053 kann
Rezeptmauerwerk und Mauerwerk
nach Zulassung (Zulassungsdatenbank) berechnet werden. Weiterhin
kann benutzerdefiniertes Mauerwerk
definiert werden.
Nach EN 1996 sind die entsprechenden Materialparameter in Abhängigkeit der nationalen Festlegungen
einzugeben.
Allgemeine Merkmale MWM/K/P/X
Berechnungsgrundlagen
Die Bemessung kann wahlweise nach
§ DIN 1053-1:1996-11
§ DIN 1053-100:2007-09
§ EN 1996-1-1 (genaueres Verfahren)
§ EN 1996-3
(vereinfachtes Verf.)
jeweils in Verbindung mit den nationalen Anhängen durchgeführt
werden:
§ Österreich (MWM/K/P/X)
§ Großbritannien (MWM/K/P/X)
§ Niederlande (MWM/P/X)
§ Belgien (MWM/P/X)
§ Tschechien
(MWM/P/X)
Einwirkungskombinationen
Entsprechend der definierten Einwirkungen werden automatisch die
entsprechenden Lastfälle und Lastfallkombinationen gebildet und die
notwendigen Nachweise geführt,
wobei die für jeden Einzelnachweis
maßgebende Lastfallkombination
bestimmt wird.
Sicherheitskonzept
DIN 1053-1: Globales
Sicherheitskonzept
DIN 1053-100: Teilsicherheitskonzept
nach DIN 1055-100.
Die allg. Anforderungen an Tragwerke
nach EN 1990 bilden die Grundlage
für die Berechnung nach EN 1996.
80 FRILO-Magazin 2012
Bemessung
Die Bemessung erfolgt in Form eines
Tragsicherheitsnachweises für das definierte System nach der vom Anwender gewählten Fachnorm.
Bei Anwendung des vereinfachten
Berechnungsverfahrens prüft das
Programm die Einhaltung der Anwendungsgrenzen. Sind diese nicht eingehalten, steht alternativ das genauere
Berechnungsverfahren zur Verfügung.
Lastweiterleitung
MWM/K:
FDS - Streifenfundament
FDR - Randstreifenfundament
MWX - Mauerwerk Bemessung
MWP:
FD - Einzelfundament
MWX:
FDS - Streifenfundament
FDR - Randstreifenfundament
Wandpositionen können von MWX
selbst aufgenommen werden, so
dass die Lasten darüberliegender
Geschosse übernommen werden.
Einbindung in GEO
Die Mauerwerksprogramme sind im
Frilo-Gebäudemodell integriert.
Mauerwerk Bemessung MWX
MWX ist ein allgemeines Bemessungsprogramm zum Nachweis der Tragsicherheit von einzelnen Wänden aus
künstlichem Mauerwerk mit rechteckigem Querschnitt. Der Nachweis
kann nach dem vereinfachten oder
dem genaueren Berechnungsverfahren erfolgen.
Neben vorwiegend auf Druck beanspruchtem Mauerwerk können auch
horizontal in Scheiben-/Plattenrichtung beanspruchte Wände nachgewiesen werden. Damit ist der Nachweis
von Aussteifungsscheiben möglich.
System
Neben der Einzelwand können die
statischen Systeme von
§ Untergeschosswänden
§ Zwischengeschosswänden
§ Obergeschosswänden
gewählt werden. Geschossdecken
können links und/oder rechts abliegend beliebig definiert werden. Die
Eingabe von auskragenden Deckenplatten (Balkonplatten) ist ebenfalls
möglich. Dabei wird grundsätzlich
davon ausgegangen, dass die nachzuweisende Wand durch eine flächig
aufgelagerte Massivdecke abgedeckt ist.
Nachweisführung
In Abhängigkeit der gewählten Norm
und der Beanspruchung werden folgende Nachweise geführt:
§ Druckbeanspruchung
§ Plattenschub
§ Scheibenschub
§ Randdehnungsnachweis
§ klaffende Fuge
§ maximal zulässige Erdbebenzone
Jeder Nachweis erfolgt im Grenzzustand der Tragfähigkeit. Die zugrunde
liegenden Lastkombinationen werden
ausgewiesen.
Programminformationen
Mauerwerk Kellerwand MWK
Das Programm MWK wurde für den
Nachweis von Kelleraußenwänden aus
Mauerwerk unter komplexen Baugrund- und Einwirkungssituationen
entwickelt.
MWK bietet auch dann Nachweismöglichkeiten, wenn das vereinfachte
Nachweisverfahren (ohne expliziten
Ansatz des Erddrucks) zu konservative
Ergebnisse liefert oder die Anwendungsgrenzen überschritten werden,
z.B. bei
§ geneigter Geländeebene
§ mechanischer Verdichtung des
Verfüllmaterials
§ anstehendem Grundwasser
§ bindigen Böden
§ Erdreichbelastung durch Nachbarbebauung etc.
Mauerwerk Pfeiler MWP
Mauerwerk mehrgeschossig MWM
Die Eingabe beschränkt sich für den
Nutzer auf die Definition von Material,
Geometrie und Lasten.
MWK übernimmt dann Erddruck- und
Schnittkraftermittlung, Kombinatorik
und Nachweisführung. Über vielfältige
Einstellmöglichkeiten ist dabei das
Programmverhalten an die vorherrschenden Gegebenheiten anpassbar.
MWP führt die Tragsicherheitsnachweise für Mauerwerkspfeiler aus
künstlichen Steinen, wobei zweiachsige Lastausmitten und Biegeknicken
in beide Achsrichtungen Berücksichtigung finden.
Der Nachweis kann für planmäßig
zentrisch beanspruchte Pfeiler nach
dem vereinfachten, in allen anderen
Fällen nach dem genaueren Berechnungsverfahren erfolgen.
Das Programm MWM ergänzt das
allgemeine Bemessungsmodul MWX
in der Art, dass mehrere übereianderstehende Mauerwerkswände in einer
Position berechnet werden können.
Dem steht die Einschränkung gegenüber, dass mit MWM keine Aussteifungslasten angesetzt werden können.
System
Für die Berechnung kann neben der
Einzelwand das statische System von
Untergeschosswänden gewählt werden. Dabei wird grundsätzlich davon
ausgegangen, dass die nachzuweisende Wand durch eine flächig aufgelagerte Massivdecke abgedeckt ist.
System
Der Mauerwerkspfeiler kann als
§ Kragstütze
§ Pendelstütze
§ eingespannte Stütze
berechnet werden. Die Lagerbedingungen werden dabei getrennt für die
beiden Hauptachsen angegeben.
Nachweisführung
In Abhängigkeit der gewählten Norm
und der Beanspruchung werden folgende Nachweise geführt:
§ Druckbeanspruchung
§ Plattenschub
§ Teilflächenpressung
§ klaffende Fuge
Die zugrunde liegenden Lastkombinationen werden ausgewiesen.
Nachweisführung
In Abhängigkeit der gewählten Norm
und der Beanspruchung werden folgende Nachweise geführt:
§ Druckbeanspruchung ggf. unter
zweiachsiger Ausmitte
§ Plattenschub ggf. unter zweiachsiger Ausmitte
§ klaffende Fuge ggf. unter zweiachsiger Ausmitte
Normen
Die aktuell implementierten Normen
entnehmen Sie bitte unseren
jeweiligen Produktdatenblättern auf
unserer Homepage www.frilo.de
FRILO-Magazin 2012 81
FRILO-Software
Platten und Scheiben
FEM-Platten PLT
Das Programm PLT berechnet beliebige Plattentragwerke nach der
Methode der finiten Elemen­te. Die
leistungsfähige grafische Bedienung ermöglicht durch zahl­reiche
Funktionen eine schnelle und effiziente Bearbeitung des komplexen
Rechenmodells.
Leistungen von PLT
§ Beliebige Grundrisse mit gera­den
und gekrümmten Kanten sowie
Aussparungen
§ Berechnung von drillsteifen oder
drillweichen Platten
§ Optionale Berücksichtigung der
Schubverformungen von dicken
Platten
§ Biege- und Schubbemessung
§ Rissnachweis
§ Automatische FE-Vernetzung
§ Freie Lagerbedingungen,
Fe­dersteifigkeiten werden auf
Wunsch automatisch ermittelt
§ Optional automatische Neuberechnung der Federsteifigkeiten der
vertikalen Bauteile nach Änderungen (z.B. der Ge­schosshöhe)
§ Integrierte Unterzüge mit skalierbarer Biegesteifigkeit
§ Beliebige Punkt-, Linien-, Flächenund Temperaturlasten
§ Umfangreiche Auswertungs- und
Darstellungsmöglichkeiten der
Ergebnisse nach Bedarf in einem
vom FE-Netz unabhän­gigen Ausgaberaster, durch ISO-Linien oder
entlang von Ergebnis-Schnitten
§ Bemessungssituationen infolge
Erdbeben
Bemessung / Material
§ Automatische Bemessung bei Stahlbeton sowohl für die Platte als auch
für die Unterzüge
§ Ohne Bemessung ist ein beliebiges
orthotropes Material möglich
§ Datenübergabe an die Programme
DLT zur Unterzugsbemessung und
B6 für den Durchstanznachweis für
Stützen
Bereichsdefinitionen
§ Bettungsbereiche für elastische Bettung, optional kann Bettungsausfall
definiert sein
§ Bewehrungsbereiche zur Definition
einer Grundbewehrung sowie zur
Vorgabe von gedrehten Richtungen
der Bewehrung und zur Definition
von einachsig tragenden Bereichen
§ Dickenbereiche zur Beschreibung
von Teilbereichen der Platte mit
unterschiedlichen Plattendicken
Lager
Punkt- oder Linienlager werden
über die Objekte Stütze oder Wand
erzeugt, wobei das Programm auf
Wunsch automatisch die realen
Steifigkeitswerte ermittelt. Die Auflagerreaktionen an Wänden können
wahlweise in verschiedenen Diagrammformen dargestellt werden.
Berechnung mit Zugfederausfall für
Stützen und Wände ist möglich.
Grafische Oberfläche
§ Objektorientierte Eingabe mit Bauteilen
§ Schnelle Eingabe selbst von komplizierten
Grundrissflächen und beliebiges Ändern
§ Direkte Übernahme von Geometriedaten aus
den CAD-Programmen Nemetschek ALLPLAN
und GLASER -isb cad§ DXF-Daten können als Konstruktionshilfe im
Hintergrund verwendet werden
82 FRILO-Magazin 2012
Normen und Implementierung Eurocode:
siehe www.frilo.de
Programminformationen
Lasten
Einzel-, Strecken-, Flächen- und Temperaturlasten in beliebiger Anordnung
sind möglich.
Überlagerung
Das Programm PLT enthält bei Berechnung ohne Zugfederausfall eine
vollautomatische Überlagerung
entsprechend der eingestellten Vorschrift. Der Anwender kann bestimmte Lastfälle von der Überlagerung
ausschließen.
Eine Berechnung mit alternativen
Lastfällen ist möglich.
Ergebnisdarstellung
Alle Ergebnisse werden unabhängig
vom Elementnetz an beliebigen Rasterpunkten oder längs von Schnitten
dargestellt.
Schnitt- und Unterzugsergebnisse
können sowohl in einem separaten
Fenster als auch im Grundriss dargestellt werden. Ebenso sind die Ergebnisse mit Isolinien darstellbar.
Datenübergabe Bewehrung
Das verwendete ASF-Format erlaubt
die Übergabe aller Daten aus der
FEM-Berechnung. Im CAD-System
Nemetschek-ALLPLAN können damit
alle Ergebnisse visualisiert werden.
Scheiben mit finiten
Elementen SCN
Das Programm SCN berechnet beliebige Scheibentragwerke und wandartige
Träger nach der Methode der finiten
Elemente. In SCN kommt die bekanntermaßen leistungsfähige grafische
Bedienung aus den Programmen
„GEO“ und „PLT“ zum Einsatz. Zahlreiche Funktionen ermöglichen eine
schnelle und effiziente Bearbeitung
von komplexen Geometrien.
Leistungen von SCN
§ Beliebige Umrisse mit geraden
und gekrümmten Kanten sowie
Aussparungen
§ Automatische FE-Vernetzung
§ Freie Lagerbedingungen mit Punktund Linienlagern
§ Beliebige Punkt- und Linienlasten
§ Umfangreiche Auswertungs- und
Darstellungsmöglichkeiten wie bei
PLT
Durchlaufplatten PL5
Es können ein-/zweiachsig ge­spannte,
einfeldrige und durchlaufende Platten
berechnet und bemessen werden.
Lastweiterleitung
Das Programm ermöglicht die Auswertung der dreieckigen bzw. trapezförmigen Lasteinzugsflächen, um damit
die Belastung der die Platte tragenden
Wände bzw. Unterzüge zu ermitteln.
In derselben Weise ist es möglich, die
anteilige Belastung der Stürze über
den Wandöffnungen zu ermitteln und
als Position für das Programm Durchlaufträger DLT abzuspeichern.
FRILO-Magazin 2012 83
FRILO-Software
Stabwerke ESK/RS/TRK
Die Stabwerkprogramme ESK/RS und
TRK sind in eine einheitliche Oberfläche eingebunden. Trotz der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten wird
über die Hauptauswahl ein klarer
Eingabeablauf vorgegeben, so dass
sich auch der Erstanwender problemlos zurechtfindet. Bei Neueingabe
einer Position führt Sie das Programm
automatisch durch die richtigen
Eingabetabellen.
Berechnungsmöglichkeiten
 Theorie I. und II. Ordnung
 Stabausfall bei Zug/Druck
 Plastizität (Fließgelenke)
 Verzweigungslast
Querschnittseingabe
 Profildatei
 Abmessungen
 Querschnittswerte
(Ablage in Datei möglich)
 Übernahme der Querschnittswerte
aus den Programmen Q1, Q2, Q3
Überlagerung
 Vorgegebene Überlagerung mit
Maxwertermittlung
 Max/min-Überlagerung der Ergebnisse Theorie I. Ordnung
Systembeschreibung
 Vouten
 Mehrere Baustoffe
 Schräge Auflager
 Elastische Lager
 Gelenke
 Definition von Fachwerkstäben
 Elastisch gebettete Stäbe
 Normalkraft- und Drehfedern
 Deaktivieren von Stäben
 Automatische Generierung von
Standardsystemen
Ebenes Stabwerk ESK
Belastung
 Gleich-, Einzel-, Trapez-,
Dreieckslasten
 Temperaturlasten
 Stützensenkung
 Eigengewicht
 Einflusslinien
System und Belastung liegen in einer
Ebene. Im Sinne einer effizienten Bearbeitung der Berechnungsprobleme
ist es auch bei räumlichen Systemen
oft sinnvoll, das vorhandene Tragwerk
als ebenes System zu simulieren, da
der Umfang von Ein- und Ausgaben
dadurch wesentlich reduziert wird.
84 FRILO-Magazin 2012
Nachweise
 Stahlbetonbemessung
 Spannungsnachweis Stahl
 Holzbemessung
Schnittstellen
 DSTV
 ASCII (Frilo-Format)
 DHT (Datentransfer Holz)
So können Sie z.B. Rahmentragwerke oder Fachwerkträger schnell und
komfortabel bearbeiten.
Räumliches Stabwerk RS
Die umfangreichsten Anwendungsmöglichkeiten finden Sie in diesem
Programm. Durch die beliebige Lage
von System und Belastung im Raum
kann praktisch jedes stabartige Tragwerk – eben oder räumlich – berechnet werden.
Trägerrost TRK
Der Trägerrost ist ein weiterer Spezialfall, bei dem das System eben ist, die
Belastung aber senkrecht zu dieser
Ebene wirkt.
Grundprogramm ist das Ebene
Stabwerk ESK in Kombination mit
TRK. RS wird als Zusatzoption zum
Grundprogramm angeboten.
Normen und Implementierung Eurocode:
siehe www.frilo.de
Programminformationen
Verschiedenes
Verbundstütze V1
V1 berechnet Verbundstützen
mit konstantem Querschnitt nach
dem vereinfachten Verfahren E
der DIN 18800 Teil 5 oder nach
EC 4 + NA-Deutschland.
Es werden die Nachweise für Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit
und Brandschutz geführt. Es können
ein- oder mehrgeschossige Stützen
mit beliebiger Lagerung berechnet
werden. Für eine vereinfachte Eingabe
von Pendel- und Kragstützen stehen
entsprechende Eingabeassistenten zur
Verfügung.
Verbundquerschnitte:
 Rechteck-Betonquerschnitte mit
einbetoniertem I-Profil
 kammerbetonierte I-Profile
 ausbetonierte Rechteck- und
Rundrohre
Verbund Einfeldträger V3
Das Programm V3 berechnet
Einfeldträgersysteme.
Lastzusammenstellung
Tunnelrahmen TEB
Lasten aus den Eigengewichten der
Bauteile und den Verkehrslasten auf
den Geschossdecken können zentral
erfasst und in den jeweiligen Nachweisprogrammen zur Verfügung
gestellt werden. Dabei kann jedem
vom Anwender angelegten Projekt
eine eigene Lastzusammenstellung
hinzugefügt werden.
Mit TEB können Rechteckrahmen
(1/2-zellig) mit kontinuierlich gestützter Sohlplatte berechnet werden. Bei
1-zelligem Rahmen kann für die Sohle
ein Stich und ein Überstand angegeben werden.
Querschnittswerte Q1/Q2
Mit dem Programm Q2 können Querschnitte tabellarisch oder grafisch
eingegeben und ihre Werte berechnet
und dargestellt werden. Seit 2011
wird die bewährte grafische Eingabe aus dem Frilo-Gebäudemodell
verwendet.
Windlasten WL
Das Programm WL ermittelt die Aufteilung der auf ein Gebäude wirkenden Horizontalkräf­te. Die Verteilung
erfolgt entsprechend der Steifigkeiten
der aussteifenden Bauteile.
Querschnitte
Träger:
 Standardwalzprofile
 geschweißte Stahlprofile mit beliebigem Deckenaufbau
Platte:
 Massivplatten
 gevoutete Betonplatten
 Filigrandecken
 durch Profilbleche unterstützte
Platten (auch eigene Profilbleche)
Topfloor Holz-Beton-Verbund TCC
Das TCC Holz-Beton-Verbundsystem
mit den TCC Zugverbindern ist in der
DIBt Zulassung Nr. Z-9.1-603 geregelt.
Das Programm führt die Nachweise
für Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Schwingung durch.
FRILO-Magazin 2012 85
SEMA
Grat- und Kehlsparren mit SEMA und FRILO
Die einfache und praxisnahe SEMA-FRILO-Lösung im Holzbau für Sparren, Pfetten, Träger und Pfosten erhielt mit
der Berechnung von Grat- und Kehlsparren einen neuen
Glanzpunkt.
Wie schon bei den bestehenden, bidirektionalen Anbindungen werden auch hier sämtliche relevante Daten vollautomatisch aus dem SEMA Konstruktionsmodell generiert
und ausgetauscht.
Zur Berechnung wird der FRILO Durchlaufsparren (D9)
angesteuert, welcher hierzu von FRILO um die Funktionalitäten für Grat- und Kehlsparren erweitert wurde.
Grundsätzlich stehen bei der Berechnung zwei Konzepte
zur Auswahl:
 Element mit Flächenlasten
 Element mit Einzellasten
Beim Ansatz mit Flächenlasten werden die im SEMA
Programm definierten Lasten (Ständige Last, Schnee- und
Windlast) anteilig auf den zu berechnenden Grat- oder
Kehlsparren verteilt.
Bei der Berechnung mit Einzellasten werden vorab alle an
den Grat- bzw. Kehlsparren anschließenden Sparrenschifter
in gewohnt komfortabler Weise mit Lasten versehen und
direkt aus dem SEMA Programm berechnet.
86 FRILO-Magazin 2012
Die automatische Lastweiterleitung (welche auch bei allen
anderen Bauteilberechnungen integriert ist) sorgt dann für
die nötige Belastung des Grat- bzw. Kehlsparrens.
Mit diesem Konzept können auch komplexe geometrische
Situationen mit z.B. anhebenden Kräften detailliert behandelt werden.
Folgende Daten werden automatisch generiert und
übergeben:
 vollständige Bauteilgeometrie
 statisch relevanter Vollquerschnitt
 Auflagerpositionen
 alle Lasten (u.a. aus integrierter Lastweiterleitung)
 Schneeansammlungen (bei Kehlsparren)
 voreingestellte Berechungsnorm und Statikmaterial
SEMA
Die schnelle, einfache und praxisorientierte Lösung von
SEMA und FRILO – Jetzt auch für die Berechnung von
Grat- und Kehlsparren!
Weitere Informationen erhalten Sie auch unter
www.sema-soft.de oder direkt bei:
SEMA Deutschland
SEMA GmbH
Dorfmühlstr. 7-11
D-87499 Wildpoldsried
Tel.: +49 (0)8304-939-0
Fax: +49 (0)8304-939-240
e-Mail: [email protected]
Web: www.sema-soft.de
SEMA Schweiz
SEHA AG
Postfach 732
CH-4501 Solothurn
Tel.: +41 (0)71-940-0205
Fax: +41 (0)71-940-0206
e-Mail: [email protected]
Web: www.sema-soft.ch
SEMA Österreich
SEMA GmbH
Schillerstr. 30, im Techno-Z 10
A-5020 Salzburg
Tel.: +43 (0)662-4569-30
Fax: +43 (0)662-4569-55
e-Mail: [email protected]
Web: www.sema-soft.at
FRILO-Magazin 2012 87
Nemetschek Allplan
Allplan für den guten Ton - BIM für einen optimalen
und nahtlosen Planungs- und Bauprozess
Als das Ingenieurbüro Vahanen in Helsinki den Auftrag für
das Helsinki Music Centre erhielt, hatte der Auftraggeber
eine Bedingung: Die Projektbearbeitung muss auf Basis von
Building Information Modelling erfolgen. So wird sichergestellt, dass das Gebäude in puncto Form, Funktion, Kosten
und Terminen den Anforderungen entspricht. Bei der
Kostenplanung, vor allem aber bei der Konstruktions- und
Tragwerksplanung stellte die Methode in Verbindung mit
der Software Allplan ihre Effizienz erfolgreich unter Beweis.
Die neue Konzerthalle verfügt über eine ausgefeilte
Akustik. 1700 Sitzplätze hat das Gebäude im großen Konzertsaal zu bieten und jeweils bis zu 400 Sitzplätze in fünf
weiteren kleineren Sälen. Darüber hinaus beherbergt der
Bau die weltbekannte Sibelius Akademie sowie mehrere
Coffee- Shops und ein Restaurant.
BIM-basierte Projektbearbeitung
Beim Building Information Modeling (BIM) wird ein virtuelles Gebäudemodell über alle Phasen und Disziplinen
des Planens, Bauens und Nutzens hinweg verwendet,
wodurch sich erhebliche Effizienzsteigerungen erreichen
lassen. Ihren Nutzen konnte diese Methode beim Helsinki
Music Centre unter Beweis stellen: Bei der Kostenplanung
etwa, vor allem aber bei der Konstruktions- und Tragwerksplanung durch das finnische Ingenieurbüro Vahanen. Als
effizientes Werkzeug hat sich hier die Software Allplan
erwiesen.
Gleich mehrere Aspekte machen die Konstruktions- und
Tragwerksplanung des Helsinki Music Centre besonders
schwierig. So befindet sich das
neue Konzertgebäude bis zu 14
Meter unter der Erde, um bestehende Sichtachsen der Stadt nicht
zu unterbrechen. Gleichzeitig
liegt der Grundwasserspiegel hier
am Rande der Töölö-Bucht sehr
hoch, wodurch der unterirdische
Gebäudeteil als Weiße Wanne
ausgebildet werden musste. Dies
brachte erhöhte statische und
konstruktive Erfordernisse mit
sich. Weiterhin mussten bei der
gesamten Konstruktiven Planung
besondere akustische Anforde-
88 FRILO-Magazin 2012
rungen erfüllt werden – mit der zusätzlichen Schwierigkeit,
dass das Gebäude in unmittelbarer Nähe einer viel befahrenen Straße liegt. Es wurden daher zusätzliche Maßnahmen notwendig, um Schwingungen und Erschütterungen
zu dämpfen.
Komplexe Konstruktionen
Eine weitere Schwierigkeit stellt die Gebäudeform selbst
dar: Die Architekten von LPR-Arkkitehdit haben das Helsinki Music Centre nach einem „Box in a box“-Prinzip
konzipiert, bei dem alle fünf kleineren Säle und der zentrale Teil des großen Konzertsaals mit Hilfe von Schwingungsdämpfern als vollkommen eigenständige Räume in
das umgebende Gebäude quasi „eingehängt“ sind. Zugleich
ist auch die Gebäudehülle äußerst komplex – einerseits
durch die großflächige Glasfassade, andererseits durch das
Dach mit einer Spannweite von 40 Metern, das schon allein
aufgrund der hohen akustischen Anforderungen ein hohes
Eigengewicht aufweist und zusätzlich noch die eingehängten Paneele der Glasfassade tragen muss. Dazu kommt
noch eine äußerst umfangreiche Belüftungsanlage.
Ein komplexes Projekt mit hohem Anspruch also. Für die
Software von Nemetschek hatte man sich bei dem Ingenieurbüro mit Niederlassungen in Finnland, Russland,
Estland, Rumänien und der Schweiz entschieden, weil sie
„die besten Möglichkeiten bietet, wenn es um die Schalund Bewehrungsplanung besonders komplexer Strukturen
geht“, so Tero Aaltonen, Technischer Direktor bei Vahanen
Helsinki. Zudem ist Allplan als durchgängig konzipierte Software für eine BIM-basierte Planung prädestiniert – eine
Eigenschaft, die bei Vahanen nicht nur für das KonzerthausProjekt, sondern generell wichtig ist.
Konstruktive Ausbildung in 3D
Seit fünf Jahren ist Allplan bei Vahanen im Einsatz. Mittlerweile mit insgesamt sieben Lizenzen für Allplan Architektur sowie zwei Lizenzen für Allplan Engineering, die
beim Music Centre für die Baukonstruktion sowie für die
Schal- und Bewehrungsplanung zum Einsatz gekommen
sind. Die Konstruktive Ausbildung erfolgte dabei in 3D.
Diese Methode hat sich als idealer Weg erwiesen, um das
Gebäude trotz seiner Komplexität fehlerfrei zu planen.
Denn durch die 3D-Planung konnten die Ingenieure das
Nemetschek Allplan
» Allplan ist als durchgängig konzipierte Software für eine
BIM-basierte Planung geradezu prädestiniert. Sie bietet
die besten Möglichkeiten, wenn es um die Schal- und
Bewehrungsplanung besonders komplexer Strukturen
geht «
Tero Aaltonen, Technischer Direktor bei Vahanen Helsinki
Bauwerk wesentlich besser verstehen und den Überblick
bewahren, so dass Planungsfehler schon am Bildschirm
erkannt und eliminiert werden konnten. Außerdem wurden
sämtliche Projektdaten wie Grundrisse, Ansichten und
Schnitte automatisiert generiert. „Allplan hat uns geholfen,
das Helsinki Music Centre trotz der Komplexität des Gebäudes effizient und fehlerfrei zu planen, so dass der Bau letztendlich reibungslos erfolgen kann“, sagt Tero Aaltonen.
Besonders hilfreich erwies sich die 3D-Konstruktionsplanung in Bezug auf Wand- und Deckenaussparungen, weil
sich diese Öffnungen in 3D wesentlich stimmiger als in 2D
planen ließen. So ermöglichte die Darstellung im Modell
nicht nur einen besseren Überblick, sondern erlaubte
darüber hinaus auch einen Abgleich der 3D-Konstruktion
mit den Daten des TGA-Planers. Dafür wurde die Lüftungsanlage des Haustechnikers in das Gesamtmodell integriert
und mit dem Solibri Model Checker am Bildschirm auf
Kollisionen hin überprüft. So konnten Unstimmigkeiten
rechtzeitig entdeckt und eliminiert werden, bevor es
auf der Baustelle zu teuren nachträglichen Änderungen
kommt. Als Schnittstelle für die Übernahme der 3D-Daten
kam dabei IFC zum Einsatz – ein Format, das anfangs noch
ein wenig Probleme mit sich brachte, mittlerweile aber in
Allplan „nahezu perfekt“ unterstützt wird, wie Tero Aaltonen meint: „Andere Software-Anbieter haben mehr Probleme mit IFC“.
Umfassende Änderungen
Eine besonders effiziente Vorgehensweise ermöglichte Allplan in der Schal- und Bewehrungsplanung. Die Ermittlung
der Tragsicherheit hatte man bei Vahanen zuvor ebenfalls
zumindest teilweise auf der Grundlage der 3D-Daten
erbracht. So wurden Elemente wie Wände, Schächte und
tragende Strukturen des Daches aus dem Modell direkt an
die Software SCIA Engineer übergeben und dort berechnet,
um doppelte Dateneingaben und daraus eventuell resultierende Fehler zu vermeiden. Die Schal- und Bewehrungsplanung der Konzerthalle erfolgte dann in traditioneller
2D-Arbeitsweise – eine Nutzungsart, die Allplan neben der
3D-Bewehrung ebenfalls umfassend unterstützt. Ein Punkt
übrigens, den Tero Aaltonen an Allplan besonders schätzt:
Die Flexibilität, die das System dem Anwender bietet:
„Ob 2D, 3D oder BIM – in Allplan bleibt es mir überlassen,
welche Arbeitsweise ich wähle“. Aus dem Architekturmodell erzeugt Allplan ein Tragwerksmodell als Grundlage
für die Schal- und Bewehrungsplanung. Dabei erkennt das
System Schalungskonturen automatisch, was eine sehr
effektive Bewehrung ermöglicht, denn so vermeidet man
doppelte Dateneingaben und Konstruktion, Schalung und
Bewehrung stimmen garantiert überein. Zudem geht diese
Art der Bewehrungsplanung sehr schnell, der Anwender
muss anschließend nur noch die notwendigsten Angaben
selbst definieren. Zusätzliche Erleichterungen bringen
interaktive Eingabeoptionen und praxisgerechte VerlegeFunktionen. Alles in allem eine umfassende Unterstützung,
die es ermöglichte, dass die Bewehrungsplanung des Music
Centre bei Vahanen „einfach, genau und schnell“ erfolgen
konnte.
Ebenfalls sehr exakt konnte in Allplan zudem die Planung
der mehr als 200 Verankerungen zwischen der akustischen
Zwischendecke und dem Gebäudedach erfolgen, jede einzelne unterschiedlich in punkto Länge und Lage. So wurden
auch in diesem Punkt alle Anforderungen eingehalten, die
es bei diesem Gebäude zu berücksichtigen gab. Dank einer
effizienten und integrierten Planung mit Allplan haben die
Ingenieure bei Vahanen dafür gesorgt, dass in Helsinki ein
Konzerthaus entsteht, bei dem alles stimmt: Die Konstruktion und damit auch das Klangerlebnis. Und auf das haben
die Bewohner Helsinkis wahrlich lange genug gewartet.
FRILO-Magazin 2012 89
Stahlbau – Grundlagen, Konstruktion, Bemessung
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Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Michael Palka unterrichtet an der HTBLuVA
Mödling, Abteilung Bautechnik.
Dipl.-Ing. Stefan Schnaubelt Ingenieurkonsulent für Bauwesen
Stahlbau
Grundlagen, Konstruktion, Bemessung
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Formeln und Tabellen
Gerald Luza, Michael Palka, Stefan Schaubelt
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978-3-7068-4165-8
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Stahlbau – Fomeln und Tabellen
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