Einführung in den Grund-, Erd- und Dammbau

Norbert Giesler
Die neue Erddrucklehre
auf den reinen Grundlagen der Physik
2017, 363 S., 232 mm, Softcover
Europäische Verlagsgesellschaften

 

 

Der Autor hat eigene umfangreiche Studien zum Erddruck zusammengefasst und daraus eine neue Erddrucklehre - ausschließlich unter Verwendung der physikalischen Gesetze - entwickelt. Die Berechnungsmodelle werden durch die Novellierung des Mehrphasensystems der Bodenmechanik ergänzt. Danach lassen sich die Bodenkennziffern von trockenen, feuchten und nassen Böden sowie von Böden unter Wasser ermitteln und stufenlos über deren Neigungswinkeln in den "Halbkreis der Bodenarten" einordnen. Der Einsatz empirischer Berechnungswerte wird damit überflüssig. Die neue Erddrucklehre repräsentiert in ihrer Komplexität den neuesten Stand der heutigen Technik. Sie erlaubt die Erdkräfte gegen Bauwerke, wie Stützwände, Widerlager von Brücken, erdverlegte Rohrleitungen /Kanäle und Tunnelstrecken exakt zu berechnen und damit Bauschäden auf Dauer zu vermeiden. Ebenso lassen sich die Tragfähigkeit von Böden unter Fundamenten oder Pfählen, sowie der Bewegungsdrang des Bodens in Berghängen ermitteln.

Martin Ziegler, Elias Manuel Tafur Bances
Vergleichsrechnungen DIN 1054 zu EC7-1. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3261
2011, 302 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In DIN EN 1997-1:2009-09 (EC7-1), dem zugehörigen Anhang und den damit gekoppelten neuen Ergänzenden Regelungen in E DIN 1054-101:2009-02 wird ein neues Bemessungskonzept verwendet, bei dem zur Bestimmung der resultierenden veränderlichen Einwirkung die einzelnen unabhängigen veränderlichen Einwirkungen bzw. Beanspruchungen mit Kombinationsbeiwerten kleiner 1,0 abgemindert werden dürfen. Dadurch soll berücksichtigt werden, dass das gleichzeitige Auftreten aller unabhängigen veränderlichen Einwirkungen in voller Größe wenig wahrscheinlich ist. Im Hochbau ist dieses Konzept schon seit längerem etabliert. Im Vergleich dazu sind in der jetzigen Fassung von DIN 1054:2005-01 jedoch noch keine Kombinationsbeiwerte bei der Bildung der Bemessungswerte vorgesehen, so dass in der Regel die Bemessungswerte höher erhalten werden und die Bemessung im Vergleich zum neuen Konzept auf der sicheren Seite liegt. Eine Berücksichtigung weniger wahrscheinlicher Bemessungssituationen fand bisher ausschließlich über die Einordnung in einen Lastfall mit entsprechend gestaffelten Sicherheitsbeiwerten statt. Diese Abstufung wird aber auch zukünftig noch erhalten bleiben. Aus dem Grund ist es notwendig zu untersuchen, inwieweit sich die Bemessung mit dem neuen Konzept von der Bemessung nach DIN 1054:2005-01 unterscheidet und für welche Fälle mit relevanten Abweichungen zu rechnen ist. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens war es, den Einfluss der Kombinationsbeiwerte auf die Bemessung von Bauwerken zu untersuchen und quantitativ zu zeigen, wie sich die Bemessung nach beiden Regelwerken in Abhängigkeit eines zunehmenden veränderlichen Anteils entwickelt und ab wann signifikative Unterschiede auftreten. Zu diesem Zweck wurde das Verhältnis von veränderlichen zu ständigen Einwirkungen sowie von Begleiteinwirkungen zu veränderlicher Gesamteinwirkung systematisch variiert. Zuerst wurden beide Regelwerke verglichen, um die Unterschiede beider Bemessungskonzepte aufzuzeigen. Im Folgenden wurden zwei ausgewählte geotechnische Beispiele mit hoh

E. Hampe, K.H. Müller, A. Abadel, E. Raue, D. Kolossa, W. Weiss, H.G. Schmidt, M. Siegmund
EC 7 - Erd- und Grundbau, Verträglichkeitsuntersuchungen. Einfluß der Boden-Bauwerk-Wechselwirkung auf die Sicherheit eines Stahlbetontragwerkes, ausgewiesen durch das Sicherheitsniveau beta
Bauforschung, Band T 2507
1992, 205 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Ziel der Untersuchungen besteht in der sicherheits-theoretischen Beurteilung der Auswirkungen der in der Praxis üblicherweise vernachlässigten Wechselwirkung zwischen Bauwerk und Baugrund anhand ausgewählter Stahlbetontragwerke. Um in den Normen eine Nivellierung der Sicherheiten von Tragwerk und Gründung erreichen und Sicherheiten für das Gesamtsystem ausdrücken zu können, sind probabilistische Methoden gefordert. Die mathematische Basis und die Umsetzung in Hilfsmittel stehen für solche Methoden weitgehend zur Verfügung. Der Nachweis des Sicherheitsniveaus der untersuchten Tragwerke wird entsprechend der Aufgabenstellung mit dem Beta-Verfahren geführt. Eignung und Grenzen dieses Verfahrens für das vorliegende Problem sind zu bestimmen. Durch eine Gegenüberstellung und Bewertung der Ergebnisse aus Untersuchungen zum Sicherheitsniveau der ausgewählten Stahlbetontragwerke bei Berücksichtigung und Vernachlässigung der Wechselwirkung und auf Basis der herkömmlichen Verfahren und Normfestlegungen soll oben genanntes Ziel erreicht werden. (-y-)

T. Schanz
KEM - Nachweise im Grundbau. Abschlußbericht
Bau- und Wohnforschung
1989, 104 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ausgangspunkt für den ersten Teil des vorliegenden Forschungsauftrages sind die von Schweikert (1984) durchgeführten Untersuchungen bezüglich des Einflusses des Böschungswinkels beta auf die Berechnung des aktiven Erddruckes. Die durchgeführten Berechnungen zeigten die guten Anwendungsmöglichkeiten der Kinematische-Elemente-Methode, auch im Vergleich mit anderen (theoretischen und experimentellen) Lösungen auf. Bei der hier vorliegenden Weiterführung dieser Untersuchungen wird der Parameterbereich bezüglich der Scherfestigkeit des Bodens ergänzt und eine Variation der Wandneigung alpha bzw. des Wandreibungswinkels delta durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Form von Diagrammen zur einfachen Bemessung von Stützbauwerken aufbereitet. Dadurch ist eine genauere Erfassung des maßgebenden Bruchverhaltens des Erdkörpers möglich. Entsprechend dem in DIN 4017 geregelten Nachweis der Grundbruchsicherheit wird das Flachfundament unter Horizontal- und Vertikalbelastung exemplarisch untersucht. Mittels der KEM werden dabei sowohl die Tragfähigkeitsbeiwerte als auch die Lastneigungsbeiwerte für ausgewählte Böden berechnet. Ziel ist dabei eine Bewertung der in der DIN 4017 festgelegten Werte. (-y-)

M. Kany, U. Sieler, Bernhard Peintinger, - Soos, R. Floss, E. Schwing, G. Gudehus, D. Genske, B. Walz, Claudio Scheu
Einarbeitung der Grundlagen zur Festlegung von Sicherheitsanforderungen fuer bauliche Anlagen in DIN 4017 - Grundbruchberechnungen. Abschlussbericht
1987, 188 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In der DIN 4017 - Grundbruchberechnungen - werden zwei moegliche Sicherheitsnachweise vorgeschlagen. In Uebereinstimmung mit den "Grundlagen zur Festlegung von Sicherheitsanforderungen fuer bauliche Anlagen" (GruSiBau 1981, DIN) sind Teilsicherheitsbeiwerte festzulegen, die die stochastische Natur der Parameter beruecksichtigen und eine festgelegte Versagenswahrscheinlichkeit gewaehrleisten. Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der Herleitung entsprechender Teilsicherheitsbeiwerte fuer die DIN 4017. (-y-)

Erwin Schwing
Erfassung statistischer Parameter beim Standsicherheitsnachweis fuer den Erdbau bei tonigen Boeden. Schlussbericht
1986, 80 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit den Grundlagen zur Festlegung von Sicherheitsanforderungen fuer bauliche Anlagen liegt ein neues Sicherheitskonzept vor, das die stochastischen Eigenschaften der Einflussgroessen beim Nachweis der Standsicherheit beruecksichtigt. In dieser Forschungsarbeit wurden fuer zwei ausgewaehlte Grundbauwerke - (a) Damm auf weichem Untergrund und (b) Einschnittboeschung in bindigem Boden - zur Ermittlung der Daten der massgebenden Bodenkennwerte der Ergebnisse aus Laborversuchen statistisch ausgewertet. Verteilungsfunktionen Mittelwerte und Varianzen wurden ermittelt. Die fuer den probabilistischen Sicherheitsnachweis erforderliche Grenzzustandsgleichung konnte mit zusammengesetzten Starrkoerpermechanismen formuliert werden. Es wurde gezeigt, dass fuer den Nachweis der Sicherheit gegen Versagen (Grenzzustand der Tragfaehigkeit, wie auch der Gebrauchsfaehigkeit) eines Bauwerks in diesen Boeden sowohl Teilsicherheitsbeiwerte zur Beruecksichtigung statistischer Streuungen der Scherparameter als auch empirische Abminderungsfaktoren eingefuehrt werden muessen. Im Rahmen des Teilprojekts (b) wurden auf einer vorgegeben Messstrecke ungestoerte Proben in aequidistanten Abstaenden entnommen und die Wassergehalte bestimmt. Mit diesen Werten konnte erstmals die Autokorrelationslaenge des Wassergehaltes ermittelt werden. Dieser Schaetzwert stellt eine nuetzliche Basis fuer die Ueberlegungen zur neuen DIN 1054 dar. (-z-)