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THEMA: Sektormodell Literatur

Sektormodell Literatur 09 Nov 2017 15:21 #62381

Hallo dvog, falls ich weiterhin so schleppend vorankomme, werde ich das machen.. ;) Danke auf jeden Fall für das Angebot!

Ich habe mich ein wenig belesen und habe auch gestern nochmal mit meinem betreuenden Prof. getroffen. Vorab, mein Prof. ist ein Prüfingenieur aus dem Raum Rhein-Main und unterrichtet an unserer Hochschule normalen Stahl - und Spannbetonbau.

Ich möchte hier nochmal betonen dass die Absicht meiner Arbeit ist, eine möglichst praxistaugliche und unkomplizierte Methode zu erstellen, die Schnittgrößen einigermaßen zuverlässig abzuschätzen und dabei auch auf die sich ergebenden Ausmitten bzw Stützweitenunterschiede und ß-Werte mit einzubeziehen.

Und auch möchte ich dazu sagen, dass ich bis zum Anfang dieser Arbeit 3 Semester Massivbau gehört habe und froh war, wenn ich einen Durchstanznachweis per Hand hinbekommen habe. Mit anderen Worten, steinigt mich nicht für Unwissen ;)

Zu den Schnittgrößen:
Ich habe mir ein kleines einfaches System erstellt, bei dem ich die sich ergebenden Schnittkräfte aus FEM (linear-elastisch) mit denen aus Handrechnung mit Lasteinzugsflächen zu vergleichen. Wie zu erwarten, kam es nur zu relativ großen Unterschieden bei Wandenden. Ich habe für die Schnittgrößenermittlung an Wandecken und Enden etwas gefunden ( www.pcae.de/main/progs/details/beton/4h_...etails_nachweise.htm ), von dem mein Prof. meinte, dass es nicht zutrifft, ich müsse andere Lasteinzugsflächen nehmen. Habe eine Skizze angehängt, die seine Annahme für Lasteinzugsflächen darstellt. Außerdem habe ich ein Bild der FEM Rechnung und meine 1. Variante der Lasteinzugsflächen auch mal hochgeladen. Ich kann mit dem Faktor 1,20 für die Durchlaufwirkung nicht wirklich viel anfangen. Ist sowas genormt, sind es Erfahrungswerte? .. Somit würde an meiner Wandecke 6,25kN (und nochmal mal 1,20?) rauskommen. Mit FEM (Wandauflager elastisch mit 900MN/m Federsteifigkeit) würde, wenn ich die Knoten im Abstand 2xWandbreite mitnehme und den Durchschnitt bilde, etwa (23+2x10)/3=14,3kN rauskommen. Die Frage, die ich meinem Prof. gestellt habe, und die ich euch auch Stellen möchte: Ist es überhaupt Sinnvoll, zu versuchen, die Schnittgrößen an Wandecken- und Enden per Handrechnung abzuschätzen oder sollte man sich auf den Umgang mit FEM verlassen. Mein Prof meinte, bei komplizierten Systemen, und insbesondere bei Wandecken und Enden, macht die Schnittgrößenermittlung per Handrechnung nicht viel Sinn. Besonders, wenn wir noch mit Punkt- oder Linienlasten zu tun haben.
Zur FEM Rechnung meinte er, dass ich versuchen solle, das Netz im Bereich der Auflager zu verdichten ( auf wenige cm), um möglichst viele Ergebnisse zu erhalten. Dann soll ich hingehen und einen Durchschnitt aus allen Werte vom Eckpunkt bis zum Abstand 2xWandbreite bilden und habe mein Ergebnis. Ich muss das mit der Netzverdichtung morgen nochmal testen und einen neuen Durchschnittswert bilden, bin mal gespannt ob das viel ausmacht.
Ich habe in einigen Forenbeiträgen gelesen, dass die Schnittgrößenermittlung aus FEM mit linear-elastischer Rechnung nicht so einfach zu deuten ist. Wenn sich so viele hier darüber unterhalten, glaube ich das gerne. Ich versuche allerdings immer wieder mal, das große ganze zu betrachten. Wir sind bei einem von vielen Detailnachweisen. Wenn wir hier den Aufwand ausufern lassen, könnte man die HOAI bestimmt anpassen, weil alles mit höherem Aufwand verbunden ist. Es ist also die Frage, ob die Ergebnisse wirklich grob falsch sind oder falsch in gewissem Rahmen. Dh, bekomme ich statt meinen 14 kN dann durch genauere Rechnung 12 kN und bin etwas wirtschaftlicher oder kann es sein, dass ich gar mit Faktor x größeren Werten zu rechnen habe. Meine Einschätzung sagt mir, dass eine nichtlineare Rechnung die Ergebnisse eher begünstigen müsste, da eine Verformung mit in die Rechnung aufgenommen wird und eine Lastumverteilung mit einfließt.
Korrigiert mich bitte, wenn ich falsch liege.

Dann zu den Beta Werten:
Um eines vorwegzunehmen. Ich habe mal die These eingebracht, dass eine Eckstütze eigentlich der ungünstigst auftretende Fall sein müsste. Wir haben eine komplett einseitige Belastung und dadurch eine super ungleichmäßige Schubspannungsverteilung. Also denke ich, dass ein Beta Wert von über 1,50 eigentlich zu hoch sein müsste. Mein Prof. untersützt diese Aussage. Als Beispiel könnte man nennen, dass ein Feld 7 m lang ist und das nächste 1m. Abgesehen davon, dass dann die Randstütze eine Zugstütze wäre und so eine höhere Durchstanzlast erzeugen würde, wäre es doch vergleichbar mit der normalen Randstütze.
Um ein extrem zu nennen; Mein Arbeitskollege hat erzählt er hätte letztens mit einem Modul von PBS (Statik Software) ein Deckensystem eingegeben und wollte den Nachweis führen. Teilweise kamen bei ihm ß-Werte von 10 bis 15 raus. Das kann doch nicht stimmen, oder?
Mein Prof. sagte er hätte früher alle Durchstanznachweise mit ß=1,0 geführt. Diese neue Regel wäre halt eine Ausgeburt des EC, das aufgrund von neuen Grundrissstrukuren eingeführt wurde und auf jeden Fall unwirtschaftlichere Ergebnisse erzeugt, halten würde es trotzdem.

Zu dem Sektorenmodell; ich habe mich ein wenig belesen und das so verstanden:
Man teilt den maßgebenden Quadranten in n Teile auf. Empfohlen wird entweder 3 oder 4 (wonach man diese Entscheidung trifft, keine Ahnung). Dann ermittelt man sich die Querkräfte der einzelnen Sektoren am krit. Rundschnitt (2d). Prof. Sagte, ich könnte selbst diese Werte aus FEM ziehen, indem ich die Werte im Abstand von 2d ablese. So hätte ich durch Netzverdichtung darauffolgender Mittelung der Einzelwerte für den jeweiligen Sektor meine Ergebnisse. Dann nehme ich den max Wert und teile ihn durch den Durchschnitt und erhalte ß.
Kann man das so machen? / Ist das zulässig, hinreichend genau.
Was denkt ihr über meine These mit ß<= 1,50?


LG Chris

Hoffe, ich habe das mit dem Bild Anhang richtig gemacht =D


20171109_161337.jpg



Unbenannt.PNG



Unbenannt2.PNG
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Sektormodell Literatur 09 Nov 2017 18:51 #62385

hi,

die stanzerei geht von ratationssysmm. zustand aus.
in den unsymm. fällen musst du die belastung anpassen mittels
- geratener beiwerte
- extrapolierter lasteinzugsflächen
- extrapolierter fem-schnittgrössen

extrapolation bspw wie in dafstb h. 399 - berücksichtigung des
momenteneinflusses.
oder .. symm. vergrösserte lastfläche

grüsse, markus
Markus L. Sollacher, Berat. Ing. BYIK
mlsollacherATt-onlinePUNKTde
Letzte Änderung: 09 Nov 2017 18:53 von markus.
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Sektormodell Literatur 10 Nov 2017 07:51 #62388

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schau mal hier in der Zeitschrift Fachbeitrag von Herrn Küttler, Seite 13
die Durchlauffaktoren schätze ich in beide Richtungen immer ingenieumäßig ab
max. 1,2*1,2 (ich bin somit etwas kleiner als 1,5 gem. Hr. Küttler)

www.kup-koeln.de/?p=901
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Sektormodell Literatur 10 Nov 2017 07:58 #62389

hallo chris,

zu Ihren Ausführungen einige Anmerkungen und Korrekturen :

Lasteinzugsflächen :
Die Lasteinzugsflächen in der Handskizze sind nicht richtig, da liegt PCAE schon näher an der Wirklichkeit. Das linke (in Ihrem Systembild) Deckenfeld ist an der linken Seite der Einzelstützen frei gelagert und rechts eingespannt. Die Querkraftnulllinie kann also nicht in Feldmitte liegen. Ein Teil der Lasteinzugsfläche des Wandendes geht in die Wand und nicht auf den Wandkopf.

FEM :
Im eigentlichen Durchstanzbereich, ca. Momentennulllinie, findet aufgrund der Rissbildung keine Querverteilung der Lasten statt. Die Lasten laufen direkt auf den Durchstanzpunkt. Das können die in der Praxis verwendeten FEM-Programme nicht abbilden. Insofern sind Lasteinzugsflächen bzw. Sektorenmodelle besser.

ß-Wert :
Der Faktor dient zur Erfassung von Spannungskonzentrationen aufgrund unsymmetrischer Lasteintragung und kann natürlich nicht auf 1.5 begrenzt werden, da der Durchstanznachweis immer mit dem gesamten Umfang geführt wird. Stellen Sie sich eine Innenstütze vor, bei der aufgrund der Feldabmessungen von einer Seite nur 25% und der anderen 75% Last ankommt. Dann ist ß=1.5 viel zu klein.

Einzel- und Streckenlasten :
Das Durchstanzverfahren nach Norm ist nur für gleichmäßig verteilte Flächenlasten zulässig (EC2 6.4.1 (5)). Einzel- bzw. Streckenlasten können damit nicht nachgewiesen werden. Das liegt zum Einen an den höheren Lastkonzentrationen und zum Anderen am Bemessungsverfahren. Die Bemessung wird nur am 2d-Schnitt durchgeführt und diese Bewehrung dann in allen Bemessungsschnitten eingelegt. Das setzt jedoch voraus, dass in die Felder hinein die Beanspruchung der Schnitte wie bei Flächenlasten abnimmt. Das ist bei Sonderlasten nicht der Fall. Je nach Verteilungsbreite und Größe der Last kann an Schnitten außerhalb von 2d die Beanspruchung sogar noch zunehmen, da in dem Lastpfad zwischen Last und Stütze die Beanspruchung aus der Sonderlast nicht abnimmt.

Sektorenmodell :
Das Sektorenmodell kann zwar auch zur Ermittlung von ß herangezogen werden, ist aber besser dazu geeignet, die tatsächliche Beanspruchung an einem Teilschnitt zu ermitteln. Die in Heft 600 beschriebene Methode ist, wie Prof. Dr. Fingerloos selbst zugibt, sehr konservativ.

gruß dvog
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Sektormodell Literatur 10 Nov 2017 13:58 #62390

Danke an alle nochmal, dass Sie sich die Mühe machen!

Das mit den Durchlauffaktoren ist gut zu wissen, danke. Ersetzt aber nicht meinen Wert ß, oder?

Zu den Lasteinzugsflächen;
liegt es dann näher an der Realität, wenn man die Flächen so bestimmt wie bei meinem 3. Bild? Also mit den 45 und 60° Winkeln ja nach Lagerung? Weil mein Prof meinte aus irgendeinem Grund könnte man das nicht anwenden in dem Fall, habe nicht ganz verstanden warum, wenn ich ehrlich bin. Und noch was: Kann ich nicht auch bei einer Randstütze annehmen, dass sie gelenkig gelagert ist? Dann hebt die Platte zwar Richtung Plattenrand ab, aber wir hätten keine Einspannmomente und auch keine Steigerung der Steifigkeit im System, das heißt es würden weniger Lasten zur Stütze "gezogen" werden. Und dann müsste es doch mit den Lasteinzugsflächen funktionieren ( davon mal abgesehen, dass die Werte von FEM sowieso relativ übereingestimmt haben.

Zu FEM und Streckenlasten;
wie machen Sie das denn, wenn Sie Streckenlasten auf einer Durchstanzgefährdeten Decke stehen haben?

Zum ß Wert;
Wenn ich 2 Felder haben, die aufgrund der Laststellung oder Stützweite einseitig belastet sind, (finde ich) kann man das doch gut vergleichen mit der allgemeinen Eck- oder Randstütze . In Ihrem Beispiel haben wir auf der einen Seite 25% , auf der anderen 75%; bei der Randstütze haben wir auf der einen Seite 0 %, auf der anderen 100%. Ich sehe ehrlich gesagt gerade nicht den Unterschied. Und bei der Eckstütze eben noch in beide Spannrichtungen, deshalb ist der Korrekturwert auch noch größer als bei der Randstütze.
Man könnte ja auch davon ausgehen, dass ein Feld zu 95% belastet ist, und das andere zu 5%. Von den Verformungen mal abgesehen hätten wir doch ziemlich genau den Fall der Randstütze, ich würde somit einen ß-Wert von max. 1,4 vorschlagen, eher geringer.

Ich habe von meinem Büro ein Projekt bekommen, bei dem ich solche Linienlasten auf der Decke über 3. OG abfange. Ich werde die Tage mal ein Bild der Tragkonstruktion in FEM reinstellen. Dadurch. dass wir an einigen Stellen Linienlasten haben, ist es offenbar nur schwer möglich, mit Lasteinzugsflächen zu rechnen. Das Sektorenmodell mit Linienlasten anzuwenden stelle ich mir auch schwierig vor.


LG Chris :side:
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Sektormodell Literatur 10 Nov 2017 15:37 #62391

hallo chris,

Lasteinzugsflächen:
Diese Flächen ergeben sich sehr gut aus den Querkraftnulllinien des Plattensystems. Wenn z.B. eine Randstütze gelenkig an die Decke angeschlossen wird, wandert diese näher zur Stütze und die Lasteinzugsfläche und damit die Auflagerkraft wird geringer. Die gesamten Auflagerkräfte einer FEM-Berechnung z.B. von Stützen stimmen recht gut und können als Vergleich zur Gesamtlast aus den Lasteinzugsflächen herangezogen werden. Die Querkraftverteilung z.B. in einem Rundschnitt im Durchstanzbereich aus der FEM-Berechnung stimmt oft jedoch nicht und kann deshalb keine verläßliche Basis für ß-Werte sein.

Strecken- bzw. Sonderlasten:
Hier empfehle ich Ihnen, die Beschreibung unseres Programms V.0012 bei www.vogsys.de zu studieren. Es ist das einzige, das diese Nachweise überhaupt führen kann. Diese Lastsituationen mit Standardprogrammen nach Norm z.B. der Bolzen-Hersteller nachzuweisen, ist definitiv falsch und liegt auf der unsicheren Seite.

ß-Wert :
Hier übersehen Sie offensichtlich, dass bei den einzelnen Stützensituationen (Mittel-, Rand- bzw. Eckstütze) die Nachweise mit unterschiedlichen Rundschnittlängen geführt werden und damit die ß-Werte überhaupt nicht vergleichbar sind.

Die Diskussion in diesem thread übersteigt m.E. allmählich im Umfang die Form des Forums und sollte besser über persönliche Fachgespräche geführt werden. Bei Interesse können Sie sich gerne melden.

gruß dvog
Letzte Änderung: 10 Nov 2017 15:39 von dvog.
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