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Sicherheitsuntersuchungen bei Flächengründungen

Bauforschung, Band T 2739
Manfred Kany, M. El Gendy
1996, 132 S.
Fraunhofer IRB Verlag

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Inhalt

Bei der Berechnung von Flächengründungen nach Euro-Normen ist das statistische Sicherheitskonzept mit Teilsicherheitsbeiwerten anzuwenden. Bemessungen nach diesem Konzept sind mit denen verglichen worden, die sich beim bisherigen Ansatz einer pauschalen Sicherheit ergeben. Es interessierte auch, welche Rechenmodelle die Wechselwirkungen zwischen Baugrund und Gründungsplatte am besten erfassen. Bei einer Stahlbetonplatte konstanter Dicke ergab die Berechnung nach dem Beton-Eurocode 2 einen Bewehrungsanteil, der 4 bis 16 Prozent niedriger ist als der Anteil nach DIN 1045. Zum Dimensionieren der Flächengründung ist ein Baugrundmodell auszusuchen, das die vorliegenden Bodenverhältnisse ausreichend genau erfasst und die speziellen Bauwerkseinflüsse berücksichtigt. Dazu stehen 8 Modelle bereit.

Inhaltsverzeichnis

Einleitung 5
2 Grenzzustände 6
3 Einwirkungen und Widerstände 7
3.1 Allgemeines 7
3.2 Entwurfsdaten für die Einwirkungen 8
3.3 Entwurfsdaten für die Widerstände 8
3.4 Entwurfswerte für die Betoneigenschaften 8
3.5 Entwurfswerte für die Bodeneigenschaften 9
3.6 Bedingung der Nachweise der Tragfähigkeit 9
4 Bemessung der Platte 10
4.1 Plattendicke 10
4.2 Bemessung der Platte für Biegung nach DIN 1045 10
4.3 Bemessung der Platte für Biegung nach DIN EG 2 11
4.4 Nachweis der Tragfähigkeit für Durchstanzen nach DIN 1045 12
4.5 Nachweis der Tragfähigkeit für Durchstanzen nach EC 2 15
4.6 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach EC 2 - 6 18
4.7 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach EG 7 19
4.8 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach DIN 4017 mit Sicherheitsbeiwerten nach DIN 1054 (1976) 20
5 Grundlage der Berechnungsmodelle 21
5.1 Allgemeines 21
5.2 Einfache Annahme über den Sohldruck 23
5.3 Bettungsmodulverfahren 24
5.3.1 Bettungsmodulverfahren mit konstantem Bettungsmodul 24
5.3.2 Bettungsmodulverfahren mit von Knoten zu Knoten unterschiedlichen Bettungsmoduli 25
5.3.3 Bettungsmodulverfahren mit von Knoten zu Knoten unterschiedlichen Bettungsmoduli mit iterativer Verbesserung 25
5.4 Steifemodulverfahren 25
5.4.1 Vorbemerkungen 25
5.4.2 Berechnung für den isotropen Halbraum 26
5.4.3 Berechnung für das Steifemodulverfahren bei elastisch geschichtetem Baugrund 27
5.4.4 Steifemodulverfahren für starre Fundamente 28
6 Zahlenbeispiele 29
6.0 Wahl der Beispiele 29
6.1 Beispiel 1 (Berechnung einer quadratischen Platte) 29
6.1.1 Aufgabenstellung 29
6.1.2 Lösung der Aufgabe 32
6.1.3 Ergebnisse: Sohldrücke, Verformung, Schnittgrößen 33
6.1.4 Bemessung der Platte nach DIN 1045 40
6.1.5 Bemessung der Platte nach EC 2 46
6.1.6 Vergleich der Bemessung nach DIN 1045 und EC 2 54
6.1.7 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach EC 2-6 56
6.1.8 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach EG 7 56
6.1.9 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach DIN 4017 mit Sicherheitsbeiwerten nach DIN 1054 (1976) 61
6.1.10 Vergleich der Ergebnisse zur Grundbruchsicherheit 63
6.2 Beispiel 2 (Berechnung der Fundamentplatte für ein Hochhaus) 64
6.2.1 Allgemeines 64
6.2.2 Aufgabenstellung 64
6.2.3 Bettungsmoduli k_s 70
6.2.4 Lösung der Aufgabe und Ergebnisse 72
6.2.5 Bemessung der Platte nach DIN 1045 86
6.2.6 Bemessung der Platte nach EC 2 98
6.2.7 Vergleich der Bemessung nach DIN 1045 und EG 2 113
6.2.8 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach EC 2-6 115
6.2.9 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach EG 7 119
6.2.10 Nachweis der Grundbruchsicherheit nach DIN 1054 (1976) 122
6.2.11 Vergleich der Ergebnisse zur Grundbruchsicherheit 124
7 Zusammenfassung der Ergebnisse 125
7.1 Allgemeines 125
7.2 Unterschiede der Bemessung nach DIN 1045 und EG 2 125
7.3 Unterschiede zur Grundbruchsicherheit 125
7.4 Unterschiede der verschiedenen Baugrundmodelle 126
7.5 Schlussbemerkung 128
7.6 Ausblick 129
8 Literatur 130

Publikationslisten zum Thema:
Flächengründung, Plattengründung, Sicherheit, Vergleich, Euronorm, Sohldruckverteilung, Durchstanzen, Bemessung, Berechnung, Gründungsplatte, Tragfähigkeit, Baugrundmodell, Eurocode 2, DIN 1045, DIN 1054, Fundamentplatte, Grundbruchsicherheit, Bodenmodell, Bettungsmodulverfahren, Steifemodulverfahren, Betonplatte,

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Manfred Kany, M. El Gendy
Sicherheitsuntersuchungen bei Flächengründungen
Bauforschung, Band T 2739
1996, 132 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

In Beispielen waren die Regelwerke EC2 und EC7 mit den bestehenden Normen DIN 1045 und DIN 1054 zu vergleichen. Zuerst wurde die statische Berechnung und die Bemessung der Sohlplatte nach DIN 1045 und nach EC2 durchgeführt. Ferner wurden nach DIN 1045 und EC2 Bewehrungspläne erstellt. Die Gründungsplatte wurde mit 8 verschiedenen Rechenmodellen mit dem von den Autoren entwickelten Programm ELPLA untersucht. Ferner wurde die Standsicherheit der Platte mit dem derzeit gültigen Sicherheitskonzept des Grundbruches nach DIN 1054, EC 2-6 und EC7 untersucht. Bei der Bemessung der Gründungsplatte mit einer konstanten Plattendicke nach den Berechnungsnormen DIN 1045 und EC2 haben sich nur geringe Unterschiede ergeben. Die Bemessung nach EC2 ergibt einen um 4-16% geringeren Bewehrungsanteil. Der Nachweis der Grundbruchsicherheit erweist sich als nicht maßgebend. Für 11 unterschiedliche Baugrundverhältnisse und Bauwerkseinflüsse werden Baugrundmodelle empfohlen.

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Zielsetzung der Forschungsarbeit ist die Untersuchung des Setzungsverhaltens von Fundamenten auf repräsentativen Keuperböden der fränkischen Region. Durch die Belastung von drei quadratischen Probefundamenten mit 1 m, 1,5 m und 2 m Seitenlänge, jeweils auf mürbem Keupersandstein und auf Keuperton sollen Rückschlüsse auf die zulässige Belastung und die sich dabei ergebenden Verformungen gezogen werden. Beim fertiggestellten Bauwerk soll zudem das Langzeitverhalten des Keupertons durch Messung von Setzung und zugehöriger Last an insgesamt 4 Stützen beobachtet werden. Aufbauend auf vorhandene Literatur über Keuperböden sollten mit diesen Ergebnissen sowie mit weiteren Laboruntersuchungen Grundlagen geliefert werden, zur Aufstellung allgemeingültiger Beziehungen über das Verformungsverhalten der schwach verfestigten Keuperböden, die im Grenzbereich zwischen Fels und Lockerböden anzusiedeln sind. (-y-)

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