Din Fachbericht 104

März 2009

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DIN-Fachbericht 104

ICS 93.040

Ersetzt DIN-Fachbericht DIN-Fachbericht 104:2003

Verbundbrücken Composite steel and concrete bridges Ponts mixtes acier-béton acier-béton

Gesamtumfang 11 4 Seiten

© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin gestattet. Alle inve rkau f d er Norm en dur ch B euth Verl ag G mbH, 107 72 Ber lin

Preisgruppe 13 www.din.de www.beuth.de

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DIN-Fachbericht 104:2009-03

Verbundbrücken (2009)

Inhalt

Inhalt

Seite Kapitel I

Vorwort

2

Kapitel II

Bemessung und Konstruktion von Verbundbrücken

5

II-1 II-2 II-3 II-4 II-5 II-6 II-7 II-8 II-9 Anhang K

Einführung Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bemessung Werkstoffe Grenzzustände der Tragfähigkeit Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit Gebrauchstauglichkeit Verbundsicherung Verbundplatten Fahrbahnplatten mit Betonfertigteilen Ausführung Verbundbrücken mit einbetonierten einbetonierten Stahlträgern

10 16 30 32 57 67 86 90 93 95

Kapitel III

Entwurfsgrundsätze für Überbauten von Straßenbrücken mit engliegenden Längsträgern und/oder Auflagerquerträgern in Beton

102

Kapitel IV

Normen und Richtlinien

107

Kapitel V

Stichwortverzeichnis Stichwortverzeichnis

109

Kapitel VI

Änderungsverzeichnis Änderungsverzeichnis

112

1


I

Vorwort

Kapitel I 1


Vorwort

Einleitung Der vorliegende DIN-Fachbericht 104 „Verbundbrücken“ wurde im Normenausschuss Bauwesen (NABau), Arbeitsausschuss NA 005-08-99 AA des Fachbereichs 08 „Stahlbau, Verbundbau, Aluminiumbau“ auf Initiative des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) erarbeitet. Dies geschah mit dem Ziel, den erreichten Stand bei der Vereinheitlichung der europäischen Regelwerke auf der Grundlage verabschiedeter europäischer Vornormen und zugehöriger Nationaler Anwendungsdokumente (NAD) in Deutschland im Brückenbau zur Anwendung zu bringen. Die Arbeiten wurden vom zuständigen Koordinierungsausschuss NA 005-57 FBR „Brücken“ des Normenausschusses Bauwesen (NABau) im DIN begleitet. Das Paket der für die im DIN-Fachbericht 104 „Verbundbrücken“ zu berücksichtigenden europäischen Regelwerke enthält basierend auf DIN V ENV 1994-1-1 Auszüge aus folgenden Regelwerken: DIN V ENV 1994-1-1:1994-02 Eurocode 4: Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln, Bemessungsregeln für den Hochbau; Deutsche Fassung ENV 1994-1-1:1992 einschließlich der „Richtlinie zur Anwendung von DIN V ENV 1994-1-1“ (DASt-Richtlinie 104) DIN V ENV 1994-2:2000-06

Eurocode 4: Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton – Teil 2: Verbundbrücken; Deutsche Fassung ENV 1994-2:1997 einschließlich der „Richtlinie zur Anwendung von DIN V ENV 1994-2“

Der vorliegende DIN-Fachbericht „Verbundbrücken“ wurde mit dem Ziel verfasst, die verschiedene Regelwerke zu einem im Zusammenhang lesbaren Dokument zusammenzufassen. Der vorliegende DIN-Fachbericht 104 „Verbundbrücken“, Ausgabe 2009, ersetzt den DIN-Fachbericht 104 „Verbundbrücken“, Ausgabe 2003. In der neuen Fassung wurden insbesondere die bei der BASt eingegangenen Einsprüche aus den Jahren 2003 bis 2007 berücksichtigt. Ferner wurde in einigen Abschnitten eine Anpassung an DIN EN 1994-2 vorgenommen. Kapitel VI enthält ein Änderungsverzeichnis mit einer Zusammenstellung der gegenüber der Ausgabe 2003 geänderten Kapitel.

2



2

Vorwort

I

Gliederung des DIN-Fachberichtes „Verbundbrücken“ Im vorliegenden DIN-Fachbericht „Verbundbrücken“ wurden die für Verbundbrücken relevanten Regelungen zusammengefasst und aufeinander abgestimmt. Zur Straffung und Verbesserung der Anwenderfreundlichkeit wurden folgende Änderungen an den Einzelregelwerken vorgenommen: -

Absätze und Abschnitte, die keinen direkten Bezug zu den geltenden Bemessungsregeln enthielten, wurden aus dem Dokument entfernt, Verweise in den ursprünglichen Regelwerken, die sich auf die enthaltenen Regelwerke beziehen, wurden der vorhandenen Nomenklatur angepasst,

Der vorliegende DIN-Fachbericht stellt ein in sich geschlossenes Dokument für die Bemessung von Verbundbrücken dar. Mit Ausnahme der in den Nationalen Anwendungsdokumenten genannten Punkte wurden keine inhaltlichen Änderungen an den mit dem Mandat versehenen Ursprungsdokumenten vorgenommen.

3

Unterscheidung von verbindlichen Regeln und Anwendungsregeln (nicht verbindlichen Regeln)

(1) P

Im vorliegenden DIN-Fachbericht wird in Abhängigkeit von der Art der Regel zwischen verbindlichen Regeln und Anwendungsregeln (nicht verbindlichen Regeln) unterschieden.

(2) P

Die verbindlichen Regeln enthalten -

allgemeine Angaben und Festlegungen, die unbedingt einzuhalten sind, sowie Anforderungen und Rechenmodelle, für die keine Abweichungen erlaubt sind, sofern dies nicht ausdrücklich angegeben ist.

(3) P

Die verbindlichen Regeln sind durch den Buchstaben P nach der Nummer der Regel gekennzeichnet.

(4) P

Die Anwendungsregeln sind allgemein anerkannte Regeln, die den verbindlichen Regeln folgen und diese erfüllen.

3


I

(5) P

Vorwort


Abweichende Anwendungsregeln sind zulässig, wenn sie mit den entsprechenden verbindlichen Regeln übereinstimmen und bezüglich der nach dem vorliegenden DIN-Fachbericht erzielten Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit mindestens gleichwertig sind. Abweichungen von Anwendungsregeln bedürfen der Zustimmung des Auftraggebers bzw. der zuständigen Behörde.

(6)

4

Im vorliegenden DIN-Fachbericht werden die Anwendungsregeln nur mit einer Zahl in Klammern gekennzeichnet.



Kapitel II

Bemessung und Konstruktion

II-1

Bemessung und Konstruktion von Verbundbrücken

Inhalt

Seite

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Einführung Geltungsbereich Annahmen SI-Einheiten Formelzeichen Festlegung von Bauteilachsen

10 10 10 10 11 15

2 2.1 2.2 2.2.1 2.2.1.1 2.2.1.2 2.2.2 2.2.2.1 2.2.2.2 2.2.2.3 2.2.2.4 2.2.2.5 2.2.3 2.2.3.1 2.2.3.2 2.2.4 2.2.5 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.2.1 2.3.2.2 2.3.2.3 2.3.2.4 2.3.3 2.3.3.1 2.3.3.2 2.3.4 2.4

Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bemessung Grundlegende Anforderungen Begriffe und Klasseneinteilung Grenzzustände und Bemessungssituationen Grenzzustände Bemessungssituationen Einwirkungen Begriffe und grundsätzliche Klasseneinteilung Charakteristische Werte der Einwirkungen Repräsentative Werte der veränderlichen Einwirkungen Bemessungswerte der Einwirkungen Bemessungswerte der Beanspruchungen Werkstoffeigenschaften Charakteristische Werte Bemessungswerte Geometrische Größen Lastanordnung und Lastfälle Anforderungen an Entwurf, Berechnung und Bemessung Allgemeines Grenzzustände der Tragfähigkeit einschließlich Ermüdung Nachweisbedingungen Einwirkungskombinationen Bemessungswerte der ständigen Einwirkungen Nachweis des statischen Gleichgewichts Teilsicherheitsbeiwerte für Grenzzustände der Tragfähigkeit einschließlich Ermüdung Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen Teilsicherheitsbeiwerte für Tragfähigkeiten und Werkstoffeigenschaften Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit Dauerhaftigkeit

16 16 16 16 16 18 18 18 19 20 20 21 21 21 22 22 23 23 23 23 23 24 25 25 25 25 26 27 28 5


II-1



Seite 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.5

Werkstoffe Beton Allgemeines Betonfestigkeitsklassen Schwinden des Betons Betonstahl Baustahl Verbindungs- und Verbundmittel Allgemeines Verbundmittel Spannstahl

30 30 30 30 30 31 31 31 31 31 31

4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.2.1 4.2.2.2 4.2.2.3 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4 4.4.1 4.4.1.1 4.4.1.2 4.4.1.3 4.4.1.4 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.2.1

Grenzzustände der Tragfähigkeit Grundlagen Querschnittseigenschaften Effektiver Querschnitt Mittragende Breite des Gurtes zur Erfassung von Schubverformungen Mittragende Breite für die Schnittgrößenermittlung Mittragende Breite beim Nachweis der Querschnittstragfähigkeit Mittragende Breite für die lokale Lasteinleitung von Einzellasten Biegesteifigkeit Einstufung in Querschnittsklassen Allgemeines Einstufung druckbeanspruchter Flansche Einstufung von Stegen Tragfähigkeit der Querschnitte Biegemoment Grundlagen Plastische Momententragfähigkeit Dehnungsbeschränkte Momententragfähigkeit Elastische Momententragfähigkeit Querkraft Biegung, Normal- und Querkraft Beulen der Stege unter Querlasten, flanschinduziertes Stegbeulen Schnittgrößenermittlung Allgemeines Elastische Tragwerksberechnung Allgemeines

32 32 33 33 33 33 33 35 35 37 37 39 39 39 39 39 40 41 42 43 43 44 44 44 45 45

6




II-1

Seite 4.5.2.2 4.5.2.3 4.5.2.4 4.5.2.5 4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.7 4.7.1 4.7.2 4.8 4.9 4.9.1 4.9.2 4.9.3 4.9.4 4.9.4.1 4.9.4.2 4.9.4.3 4.9.5 4.9.6 4.9.7

Einfluss der Belastungsgeschichte Einflüsse aus dem Kriechen und Schwinden des Betons sowie der Temperatur Einfluss der Rissbildung in Betongurten Spanngliedvorspannung Biegedrillknicken Allgemeines Biegedrillknicken von Trägern mit Querschnitten der Klasse 1 oder 2 Wirkung von Querrahmen Zugbeanspruchte Bauteile Zugbeanspruchte Betonbauteile Zugbeanspruchte Verbundbauteile Träger mit Kastenquerschnitten Ermüdung Allgemeines Ermüdungslasten und Teilsicherheitsbeiwerte Schnittgrößen Spannungen und Spannungsschwingbreiten ∆σE Allgemeines Ermittlung der Spannungen im Baustahlquerschnitt Ermittlung der Spannungen im Beton- und Spannstahlquerschnitt Ermüdungswiderstand Nachweis der Ermüdung mit schädigungsäquivalenten Spannungsschwingbreiten Vereinfachter Nachweis für Betonstahl

45 45 45 47 47 47 47 48 49 49 51 51 52 52 52 53 53 53 54 54 55 56 56

5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.4.1 5.1.4.2 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.2.1 5.3.2.2

Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit Allgemeines Geltungsbereich Klassifizierung der Nachweisbedingungen Schnittgrößenermittlung Ermittlung der Spannungen Allgemeines Zugspannungen im Beton Spannungsbegrenzung und maßgebende Einwirkungskombinationen Grenzzustände der Dekompression und Rissbildung Allgemeines Mindestbewehrung Allgemeines Mindestbewehrung für Gurte von Verbundträgern

57 57 57 57 57 58 58 59 59 60 60 60 60 61 7


II-1



Seite 5.3.2.3 5.3.3 5.3.3.1 5.3.3.2 5.3.3.3 5.4 5.5

Mindestbewehrung für zugbeanspruchte Betonbauteile Nachweis der Rissbreite Schlaff bewehrte Brücken oder Brücken mit Spanngliedern ohne Verbund Brücken mit Spanngliedvorspannung mit sofortigem oder nachträglichem Verbund Zugbeanspruchte Betonbauteile Verformungen Schwingungen

62 63 63 63 64 65 66

6 6.1 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.1.6 6.2 6.2.1 6.2.2

Verbundsicherung Allgemeines Bemessungsgrundlagen Verformungsvermögen von Verbundmitteln Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit Grenzzustand der Tragfähigkeit außer Ermüdung Nachweis der Ermüdung basierend auf Spannungsschwingbreiten Bemessungssituationen während der Bauausführung Ermittlung der Längsschubkräfte Allgemeines Grenzzustände der Tragfähigkeit mit Ausnahme der Ermüdung für Träger mit Querschnitten der Klassen 1 und 2 Örtliche Einleitung von konzentrierten Längsschubkräften Allgemeines Verteilung der Längsschubkraft entlang der Verbundfuge bei Einleitung von Längskräften Konzentrierte Längsschubkräfte an Trägerenden und Betonierabschnittsgrenzen Tragfähigkeit der Verbundmittel Allgemeines Kopfbolzendübel Grenzscherkraft von Kopfbolzendübeln Einfluss von Zugkräften auf die Grenzscherkraft Beanspruchbarkeit von Kopfbolzendübeln in Vollbetonplatten bei Ermüdung Bauliche Durchbildung der Verdübelung bei Kopfbolzendübeln Abmessungen von Kopfbolzendübeln Sicherung gegen Abheben der Betonplatte Betondeckung und Verdichtung des Betons Örtliche Bewehrung der Betonplatte Vouten Dübelabstände Abmessungen des Stahlflansches

67 67 67 68 68 69 69 72 72 72

6.2.3 6.2.3.1 6.2.3.2 6.2.4 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.2.1 6.3.2.2 6.3.3 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 6.4.6 6.4.7 8

73 74 74 75 76 77 77 77 77 78 79 80 80 80 80 80 81 81 82




II-1

Seite 6.4.8 6.5 6.5.1 6.5.2 6.5.3

Konstruktive Ausbildung der Anschlüsse von Querrahmen und Quersteifen Längsschubtragfähigkeit des Betongurtes Nachweis der Längsschubtragfähigkeit Mindestbewehrung in Querrichtung Längsrissbildung

82 83 83 85 85

7 7.1 7.2 7.3 7.4

Verbundplatten Allgemeines Bemessung für örtliche Beanspruchungen Bemessung für Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung Bemessung der Verbundmittel

86 86 86 87 87

8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3

Fahrbahnplatten mit Betonfertigteilen Allgemeines Einwirkungen Teilsicherheitsbeiwerte für Werkstoffe Entwurf, Berechnung und konstruktive Ausbildung Verbundfuge zwischen Stahlträger und Betonplatte Mörtelbett und Toleranzen Korrosion Verbundmittel und Querbewehrung

90 90 90 91 91 91 91 92 92

9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.4.1 9.4.2 9.4.3 9.5

Ausführung Allgemeines Reihenfolge der Montage Stabilität Genauigkeit während der Montage und Qualitätskontrolle Verformungen während der Ausführung Verdichtung des Betons Kopfbolzendübel Ergänzende Regelungen für Fahrbahnplatten

93 93 93 93 93 93 94 94 94

Anhang K Verbundbrücken mit einbetonierten Stahlträgern

95

9


II-1



1

Einführung

1.1

Geltungsbereich

(1)

Der DIN-Fachbericht 104 behandelt die Grundlagen für den Entwurf, die Berechnung und die Bemessung für Straßen-, Geh- und Radwegbrücken sowie für Eisenbahnbrücken in Verbundbauweise.

(2) P

Dieses Kapitel enthält nur Regelungen bezüglich der Tragfähigkeit, der Gebrauchstauglichkeit und der Dauerhaftigkeit. Andere Entwurfsaspekte sind nicht berücksichtigt. Der Fachbericht behandelt nicht spezielle Anforderungen bei Erdbebenbelastung.

(3)

Für Schrägseilbrücken werden nicht alle erforderlichen Anwendungsregelungen angegeben.

(4) P

Für die Bemessung von hochfesten Zuggliedern (vollverschlossenen Spiralseilen) gilt Kapitel II-Anhang A des DIN-Fachberichtes 103.

(5)

Bezüglich der Ausführung von Stahlbauteilen wird auf die DIN 18800-7 verwiesen.

1.2

Annahmen

(1) P

Für die Ermittlung von Beanspruchungen des Baugrunds gelten die Annahmen nach Abschnitt II-1.3 des DIN-Fachberichtes 102.

(2) P

Die Bemessungsverfahren sind nur dann gültig, wenn die Anforderungen an die Ausführung und Montage nach Abschnitt II-9 erfüllt sind.

1.3

SI-Einheiten

(1) P

SI-Einheiten sind in Übereinstimmung mit ISO 1000:2001 zu verwenden.

(2)

Die folgenden Einheiten werden für die Berechnungen empfohlen: - Kräfte und Lasten - spezifische Masse (Dichte) - spezifisches Gewicht - Spannungen und Festigkeiten - Momente (Biegemomente...)

10

: kN oder MN, 3 : kg/m , 3 : kN/m , 2 2 : N/mm (= MN/m oder MPa), : kNm oder MNm.




II-1

1.4

Formelzeichen

(1)

Es werden nur die wichtigsten Formelzeichen in diesem Abschnitt angegeben. Formelzeichen, die nur in wenigen Teilabschnitten dieser Norm verwendet werden, sind in den jeweiligen Teilabschnitten definiert. Lateinische Großbuchstaben

Außergewöhnliche Einwirkung Aa Baustahlquerschnittsfläche des Verbundträgers Ac Betonquerschnittsfläche des Verbundträgers Act Auf Zug beanspruchte Querschnittsfläche des Betongurtes Ap Querschnittsfläche des Spannstahls innerhalb Act As Betonstahlquerschnittsfläche des Verbundträgers C d Für die Bemessung maßgebender Nennwert oder maßgebende Funktion einer bestimmten Baustoffeigenschaft E Beanspruchung E a Elastizitätsmodul für Baustahl E cm Elastizitätsmodul (Sekantenmodul) für Normalbeton E d Bemessungswert der Beanspruchungen E d,dst Bemessungswert destabilisierender (ungünstiger) Einwirkungen E d,stb Bemessungswert stabilisierender (günstiger) Einwirkungen E s Elastizitätsmodul für Betonstahl F Einwirkung F d Bemessungswert der Einwirkungen F k Charakteristischer Wert der Einwirkungen G Ständige Einwirkung Gk Charakteristischer Wert der ständigen Einwirkungen GIND Ständige Zwangseinwirkung J 1 Flächenmoment zweiten Grades des ideellen Verbundquerschnittes unter der Annahme, dass zugbeanspruchte Betonquerschnittsteile ungerissen sind (Zustand I) J 2 Flächenmoment zweiten Grades des ideellen Verbundquerschnittes unter der Annahme, dass zugbeanspruchte Betonquerschnittsteile gerissen sind (Zustand II) Li Stützweite Le Äquivalente Stützweite Lv Länge der Verbundfuge oder Krafteinleitungslänge bei konzentrierter Einleitung einer Längsschubkraft M a,Ed Bemessungswert des auf den Baustahlquerschnitt wirkenden Biegemomentes M c,Ed Bemessungswert des auf den Verbundquerschnitt wirkenden Biegemomentes M Ed,max,f Maximaler Bemessungswert des Biegemomentes für den Ermüdungsnachweis A

11


II-1



M Ed,min,f Minimaler Bemessungswert des Biegemomentes für den Ermüdungsnachweis M b,Rd M cr M Ed M el,Rd M f,Rd M pl,Rd M Rd M R,k N N C N c,Ed N c,el N c,f

Grenzmoment bei Biegedrillknicken Ideales Biegedrillknickmoment des Verbundquerschnittes Bemessungswert des Biegemomentes (Bemessungsmoment) Bemessungswert der elastischen Momententragfähigkeit (Elastisches Grenzmoment) Plastisches Grenzmoment des wirksamen Verbundquerschnittes ohne Berücksichtigung des Steges Bemessungswert der plastischen Momententragfähigkeit (Plastisches Grenzmoment) Bemessungswert der Momententragfähigkeit (Grenzmoment) Plastisches Grenzmoment oder dehnungsbeschränktes Grenzmoment unter Berücksichtigung der charakteristischen Materialeigenschaften Anzahl der Spannungsspiele Anzahl der Spannungsspiele, bei der der Grenzwert der Ermüdungsfestigkeit definiert 6 ist (2 ⋅ 10 Spannungsspiele) Bemessungswert der Normalkraft des Betongurtes infolge des Momentes M Ed,max Normalkraft des Betongurtes bei Erreichen des elastischen Grenzmomentes Normalkraft des Betongurtes bei Erreichen des vollplastischen Grenzmomentes M pl,Rd

N Ed N s,cr P Rd P Rk P Ed Q QIND Qk R d V L,Ed V Rd V pl,Rd V Ed X d X k

Bemessungswert der Normalkraft (Bemessungsnormalkraft) Normalkraft bei Erstrissbildung Bemessungswert der Dübeltragfähigkeit (Grenzscherkraft) Charakteristischer Wert der Dübeltragfähigkeit Bemessungswert der auf einen Dübel einwirkenden Längsschubkraft Veränderliche Einwirkung Veränderliche Zwangseinwirkung Charakteristischer Wert der veränderlichen Einwirkungen Bemessungswert der Tragfähigkeit Bemessungswert der Längsschubkraft in der Verbundfuge zwischen Beton und Stahl Bemessungswert der Querkrafttragfähigkeit Bemessungswert der plastischen Querkrafttragfähigkeit Bemessungswert der Querkraft (Bemessungsquerkraft) Bemessungswert der Werkstoffeigenschaften Charakteristischer Wert einer Werkstoffeigenschaft

Lateinische Kleinbuchstaben ad ak anom aw

12

Bemessungswert geometrischer Größen Charakteristischer Wert geometrischer Größen Nennwert geometrischer Größen Schweißnahtdicke; Abstand vom Steg



b b0 beff bei c st d d s d ∗ s

eD ev f cd f ck f c(t ) f ct,eff f ctm f y f p 0,1k f pk f sk f u h hf hv k k c k d m n nL ntot nw n0 nom c s sf st


II-1

Geometrische Breite Abstand der äußeren Dübel Mittragende Breite des Betongurtes Mittragende Breite des Betongurtes auf jeder Seite des Steges Betondeckung oberhalb des Stahlträgers Nennwert des Schaftdurchmessers des Dübels Stabdurchmesser des Betonstahls Grenzdurchmesser für Betonstahl Abstand zwischen der Außenkante des äußeren Kopfbolzendübels und dem Rand des Flansches Seitliche Betondeckung des äußeren Kopfbolzendübels am unteren Rand der Voute Bemessungswert der Zylinderdruckfestigkeit des Betons Charakteristische Zylinderdruckfestigkeit des Betons nach 28 Tagen Mittelwert der Betondruckfestigkeit zum Zeitpunkt t der Eintragung der Vorspannung Wirksame Zugfestigkeit des Betons Mittelwert der Zugfestigkeit des Betons (bei mittigem Zug) Charakteristischer Wert der Streckgrenze des Baustahls Charakteristische Spannstahlspannung bei 0,1 % bleibender Dehnung Charakteristischer Wert der Zugfestigkeit des Spannstahls Charakteristischer Wert der Streckgrenze des Betonstahls Spezifizierte Zugfestigkeit des Bolzenmaterials Höhe des Verbundträgers; Gesamthöhe des Bolzens nach dem Aufschweißen; Nennwert der Stahlträgerhöhe Gurtdicke Voutenhöhe Beiwert Beiwert zur Erfassung der Spannungsverteilung in Betongurten bei Erstrissbildung Beiwert zur Berücksichtigung der Umlagerung der Teilschnittgrößen des Betongurtes bei Erstrissbildung Neigung der Ermüdungsfestigkeitskurven Anzahl der Verbundmittel innerhalb der betrachteten Länge Reduktionszahl in Abhängigkeit der Beanspruchungsart Gesamtanzahl der Dübel gleicher Größe pro Trägerlängeneinheit Anzahl der Dübel pro Längeneinheit innerhalb des Abstandes aw vom Steg Reduktionszahl für Kurzzeitlasten Betondeckung Stababstand der Bewehrung Abstand der oberen Flansche benachbarter, einbetonierter Stahlträger Achsabstand der äußeren Dübel in Querrichtung

13


II-1



Abstand der Stege benachbarter, einbetonierter Stahlträger t Blechdicke t f Flanschdicke des Stahlträgers; Dicke des Bodenbleches v L,Ed,max Maximale Längsschubkraft in der Verbundfuge zwischen Beton und Stahl pro Längeneinheit in Krafteinleitungsbereichen v L,Rd Bemessungswert der Längsschubtragfähigkeit pro Längeneinheit v L,Ed Bemessungswert der Längsschubkraft in der Verbundfuge zwischen Beton und Stahl pro Längeneinheit w k Rissbreite z pl Abstand zwischen der plastischen Nulllinie und der äußeren Randfaser der Druckzone des Betongurtes sw

Griechische Kleinbuchstaben

α αL αst αT β εsm εs,2 γ A γa γc γF γf γFf γG γM γMf γMf,a γMf,v γP γQ γRd γs γv ϕt ϕ(t ,t 0) 14

Beiwert Beiwert Beiwert Temperaturdehnzahl Abminderungsfaktor Mittlere Betonstahldehnung bei Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen Betonstahldehnung im gerissenen Zustand (Zustand II) Teilsicherheitsbeiwert für außergewöhnliche Einwirkungen Teilsicherheitsbeiwert für Baustahl Teilsicherheitsbeiwert für Beton Teilsicherheitsbeiwert für Einwirkungen Teilsicherheitsbeiwert für Einwirkungen ohne Berücksichtigung von Modellunsicherheiten Teilsicherheitsbeiwert für Ermüdungsbelastungen Teilsicherheitsbeiwert für ständige Einwirkungen Teilsicherheitsbeiwert für die Werkstoffeigenschaft und für die Tragfähigkeit Teilsicherheitsbeiwert für die Ermüdungsfestigkeit Teilsicherheitsbeiwert für die Ermüdungsfestigkeit des Baustahls Teilsicherheitsbeiwert für die Ermüdungsfestigkeit der Verbundmittel Teilsicherheitsbeiwert für Einwirkungen infolge Vorspannung Teilsicherheitsbeiwert für veränderliche Einwirkungen Teilsicherheitsbeiwert für Baustahl bei lokalem oder globalem Stabilitätsversagen Teilsicherheitsbeiwert für Beton- und Spannstahl Teilsicherheitsbeiwert für Verbundmittel Kriechzahl des Betons Kriechzahl für das Kriechen zwischen den Zeitpunkten t 0 und t bezogen auf die elas-




λ λloc λ LT θ ρp ρs ρs,min ρw σmax,f σmin,f σp σs ξ1 ψL

II-1

tische Verformung nach 28 Tagen Anpassungsfaktor zur Ermittlung der schädigungsäquivalenten Spannungsschwingbreite Anpassungsfaktor zur Berücksichtigung örtlicher Einwirkungen Bezogener Schlankheitsgrad für Biegedrillknicken Schiefe (eingeschlossener Winkel zwischen Auflager- und Brückenachse) Bewehrungsgrad der Spannstahlbewehrung Bewehrungsgrad der Betonstahlbewehrung Mindestbewehrungsgrad Abminderungsfaktor Spannung infolge des Momentes M Ed,max,f Spannung infolge des Momentes M Ed,min,f Spannung im Spannstahl Spannung im Betonstahl Korrekturbeiwert zur Berücksichtigung der unterschiedlichen Verbundeigenschaften von Beton- und Spannstahl Kriechbeiwert zur Bestimmung der Reduktionszahl nL

Griechische Großbuchstaben

∆a

Veränderung geometrischer Nennwerte für besondere Bemessungszwecke (z.B. Annahme von Einflüssen infolge Imperfektionen) ∆PR,f Ermüdungswiderstand eines Bolzendübels ∆σC Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit ∆σR für die maßgebende Kerbfallklasse für N C 6 = 2 ⋅ 10 Lastwechsel ∆σE Schadensäquivalente Spannungsschwingbreite ∆σE,glob Spannungsschwingbreite für Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung ∆σloc Spannungsschwingbreite infolge örtliche Beanspruchungen ∆σp Spannungszuwachs im Spannstahl ∆σRk(N *) Charakteristischer Wert der Ermüdungsfestigkeit für die maßgebende Ermüdungsfestigkeitskurve und die Lastwechselzahl N * 6 ∆τC Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit für ∆τR bei N C = 2 ⋅ 10 Lastwechsel ∆τE Schadensäquivalente Schubspannungsschwingbreite ∆τR Ermüdungsfestigkeit

1.5

Festlegung von Bauteilachsen

(1)

Wenn erforderlich sollte Abschnitt II-1.6.7 des DIN-Fachberichtes 103 beachtet werden.

15


II-2


2

Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bemessung

2.1

Grundlegende Anforderungen

(1) P

Ein Tragwerk ist so zu bemessen und auszubilden, dass es


-

unter Berücksichtigung der vorgesehenen Nutzungsdauer und seiner Erstellungskosten mit annehmbarer Wahrscheinlichkeit die geforderten Gebrauchseigenschaften behält und - mit angemessener Zuverlässigkeit den Einwirkungen und Einflüssen standhält, die während seiner Ausführung und während seiner Nutzung auftreten können, und eine angemessene Dauerhaftigkeit im Verhältnis zu seinen Unterhaltungskosten aufweist. (2) P

Ein Tragwerk ist ferner so auszubilden, dass es durch Ereignisse wie Explosionen, Anprall oder Folgen menschlichen Versagens nicht in einem Ausmaße geschädigt wird, das in keinem Verhältnis zur Schadensursache steht.

(3)

Eine mögliche Schädigung sollte durch die angemessene Wahl einer oder mehrerer der folgenden Maßnahmen begrenzt oder vermieden werden: -

Verhinderung, Ausschaltung oder Minderung der Gefährdungen, denen das Tragwerk ausgesetzt ist, - Wahl eines Tragsystems, das eine geringe Anfälligkeit gegen die betrachteten Gefährdungen aufweist, - Wahl eines Tragsystems und eines Berechnungsverfahrens derart, dass der Ausfall eines einzelnen Tragwerkteils nicht zum Versagen des Gesamtbauwerks führt, - Herstellung tragfähiger Verbindungen der Tragelemente untereinander. (4) P

Die oben genannten Anforderungen sind durch die Wahl geeigneter Werkstoffe, eine zutreffende Bemessung und zweckmäßige bauliche Durchbildung sowie durch die Festlegung von Überwachungsverfahren für die Fertigung, die Ausführung und die Nutzung des jeweiligen Bauwerks zu erreichen.

2.2 2.2.1 2.2.1.1

Begriffe und Klasseneinteilung Grenzzustände und Bemessungssituationen Grenzzustände

(1) P

Grenzzustände sind Zustände, bei deren Überschreitung das Tragwerk die angenommenen Entwurfsanforderungen nicht mehr erfüllt. Es wird zwischen Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit unterschieden.

16




II-2

(2) P

Grenzzustände der Tragfähigkeit sind diejenigen Zustände, die im Zusammenhang mit dem Einsturz oder mit anderen Formen des Tragwerksversagens die Sicherheit von Menschen gefährden können.

(3) P

Bestimmte Zustände vor Eintreten des Tragfähigkeitsverlustes werden aus Vereinfachungsgründen anstelle des tatsächlichen Tragwerksversagens ebenfalls wie Grenzzustände der Tragfähigkeit behandelt, z.B. das Grenzmoment eines Bauteils mit einem Querschnitt der Klasse 3.

(4)

Maßgebende Grenzzustände der Tragfähigkeit beinhalten: -

-

den Verlust des Gleichgewichtes eines Tragwerkes oder eines seiner Teile, welche als starre Körper betrachtet werden, Versagen durch übermäßige Verformung, durch Bruch oder Verlust der Stabilität eines Tragwerkes oder eines seiner Teile einschließlich eines Versagens der Verbundfuge, der Lager und Fundamente, Versagen durch Ermüdung.

Grenzzustände können auch nur den Beton- oder Stahlteil eines Tragwerkes betreffen (z.B. das Stahltragwerk während der Montage). Falls erforderlich, sollten hierzu die DIN-Fachberichte 101, 102 und 103 herangezogen werden. (5) P

Die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit sind diejenigen Zustände, bei deren Überschreitung die festgelegten Bedingungen für die Gebrauchstauglichkeit nicht mehr erfüllt sind.

(6)

Die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit, die berücksichtigt werden sollten, umfassen: -

-

-

Verformungen und Durchbiegungen, welche das Erscheinungsbild oder die planmäßige Nutzung eines Tragwerks (einschließlich Funktionsfähigkeit von Ausbauteilen) beeinträchtigen oder Schäden an Oberflächen oder nichttragenden Bauteilen verursachen, Schwingungen, die Unbehagen bei Menschen oder Schäden am Bauwerk oder seiner Einrichtung verursachen oder die Funktionsfähigkeit des Bauwerks einschränken, Rissbildung des Betons, die das Erscheinungsbild, die Dauerhaftigkeit und die Dichtigkeit ungünstig beeinflusst, Schädigung des Betons wegen übermäßiger Druckbeanspruchung, die zu einer Beeinträchtigung der Dauerhaftigkeit führen könnte, Schlupf in der Verbundfuge, wenn dieser Schlupf so ausgeprägt ist, dass die Berechnungsannahmen für andere Gebrauchstauglichkeitszustände, bei denen der Einfluss von Schlupf vernachlässigt wird, ungültig werden, übermäßiges Kriechen und Bildung von Mikrorissen sowie irreversibles Verhalten der Tragwerke, welches durch zu hohe Beanspruchung ausgelöst wurde, Stegblechatmen.

17


II-2


2.2.1.2

Bemessungssituationen

(1)

Bemessungssituationen werden wie folgt eingeteilt: -


ständige Situationen, die den normalen Nutzungsbedingungen des Tragwerkes entsprechen, vorübergehende Situationen, z.B. im Bauzustand oder während einer Instandsetzung, außergewöhnliche Situationen.

(2)

Falls erforderlich, sollten verschiedene vorübergehende Bemessungssituationen unter Beachtung der Herstellungs- und Belastungsgeschichte berücksichtigt werden.

2.2.2 2.2.2.1

Einwirkungen Begriffe und grundsätzliche Klasseneinteilung

(1) P

Eine Einwirkung (F ) ist: -

(2) P

eine Kraft (Last), die auf das Tragwerk einwirkt (direkte Einwirkung), oder ein Zwang (indirekte Einwirkung), z.B. durch Temperatureinwirkungen oder Setzungen.

Einwirkungen werden eingeteilt: (i) nach ihrer zeitlichen Veränderlichkeit -

ständige Einwirkungen (G), z.B. Eigengewicht von Tragwerken, Ausrüstungen und feste Einbauten, - veränderliche Einwirkungen (Q), z.B. Verkehrslasten, Windlasten oder Schneelasten, - außergewöhnliche Einwirkungen ( A), z.B. Explosionen oder Anprall von Fahrzeugen, (ii) nach ihrer räumlichen Veränderlichkeit -

ortsfeste Einwirkungen, z.B. Eigengewicht (Tragwerke mit hoher Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen des Eigengewichtes, siehe Abschnitt II-2.3.2.3(2) P), - ortsveränderliche Einwirkungen, die sich aus unterschiedlichen Anordnungen der Einwirkungen ergeben, z.B. Verkehrslasten, Windlasten, Schneelasten, Explosion, Anprall. (3)

Zusätzliche Klasseneinteilungen hinsichtlich des Tragverhaltens werden in den betreffenden Abschnitten angegeben.

(4) P

Für Verbundtragwerke wird ferner eine Unterscheidung in primäre und sekundäre Beanspruchungen vorgenommen: -

18

Schwinden des Betons und nichtlineare Temperaturverteilungen rufen Eigenspannungen im Querschnitt sowie Krümmungen und Längsdehnungen in Bauteilen hervor. Dies führt auch in



-


II-2

statisch bestimmten Systemen zu einem Eigenspannungszustand innerhalb des Querschnittes, der als primäre Beanspruchung bezeichnet wird. Die zu diesen Beanspruchungen zugehörigen Einwirkungen sind als direkte oder als indirekte Einwirkungen (siehe (1) P oben) gemäß ihrer Eigenart zu betrachten. Die primären Beanspruchungen aus Schwinden und Temperatur rufen in statisch unbestimmten Tragwerken aufgrund der Verträglichkeitsbedingungen zusätzliche Zwängungen hervor. Diese werden als sekundäre Beanspruchungen bezeichnet. Die zugehörigen Einwirkungen, im Allgemeinen Auflagerkräfte, werden als indirekte Einwirkungen betrachtet.

(5)

Zwangseinwirkungen sind entweder ständige Einwirkungen GIND (z.B. Baugrundbewegungen) oder veränderliche Einwirkungen QIND (z.B. Temperatur) und werden entsprechend behandelt.

2.2.2.2

Charakteristische Werte der Einwirkungen

(1) P

Charakteristische Werte F k werden im DIN-Fachbericht 101 festgelegt. Einwirkungen, die nicht vollständig im DIN-Fachbericht 101 angegeben sind, müssen in Absprache mit der zuständigen Behörde festgelegt werden.

(2) P

Bei außergewöhnlichen Einwirkungen entspricht der charakteristische Wert Ak (sofern dieser Wert maßgebend ist) im Allgemeinen einem festgelegten Wert, siehe hierzu DIN-Fachbericht 101, Abschnitt IV-2.3.

(3) P

Während der Bauzeit sollten die Einwirkungen in Abhängigkeit von der zum Einsatz kommenden Ausrüstung festgelegt und eine zusätzliche veränderliche und bewegliche Einwirkung durch Per2 sonen von 1 kN/m berücksichtigt werden. Für Fahrbahnplatten mit Betonfertigteilen gelten die Abschnitte II-8.2(2) P und (3) und für Verbundplatten gilt Abschnitt II-7.1(2).

(4)

Bei der Ermittlung der primären und sekundären Beanspruchungen infolge von klimatischen Temperatureinwirkungen (siehe Abschnitt II-2.2.2.1(4) P) dürfen bei Verwendung von Normalbeton die Einflüsse aus den unterschiedlichen Temperaturdehnzahlen von Baustahl und Beton vernachlässigt werden. Vereinfachend darf für Baustahl und Normalbeton eine Temperatur-6 dehnzahl von αT = 10⋅10 /K angenommen werden.

(5)

Wenn kein genauerer Nachweis geführt wird, sollte für die Ermittlung der Verformungen an Lagern und Fahrbahnübergängen infolge von Temperaturschwankungen für den Verbund-6 querschnitt eine einheitliche Temperaturdehnzahl von αT = 12⋅10 /K angenommen werden.

19


II-2



2.2.2.3

Repräsentative Werte der veränderlichen Einwirkungen

(1) P

Der wichtigste repräsentative Wert ist der charakteristische Wert Qk.

(2) P

Weitere repräsentative Werte werden durch den charakteristischen Wert Qk unter Verwendung eines Beiwertes ψi ausgedrückt. Diese Werte werden folgendermaßen definiert: -

Kombinationsbeiwert nicht-häufiger Wert häufiger Wert quasi-ständiger Wert

: ψ0 Qk (siehe Abschnitte II-2.3.2.2 und II-2.3.4), : ψ’1 Qk (siehe Abschnitte II-2.3.2.2 und II-2.3.4), : ψ1 Qk (siehe Abschnitte II-2.3.2.2 und II-2.3.4), : ψ2 Qk (siehe Abschnitte II-2.3.2.2 und II-2.3.4).

(3) P

Für den Nachweis der Ermüdung sowie für den Nachweis von dynamisch beanspruchten Tragwerken werden zusätzliche repräsentative Werte verwendet.

(4) P

Die Beiwerte ψi sind im Kapitel IV des DIN-Fachberichtes 101 festgelegt. Sind die Beiwerte ψi für eine bestimmte Einwirkung nicht angegeben, so sollten sie in Absprache mit der zuständigen Behörde festgelegt werden.

2.2.2.4

Bemessungswerte der Einwirkungen

(1)

Der Bemessungswert F d einer Einwirkung ergibt sich im Allgemeinen aus: F d = γF F k.

(2.1)

Dabei ist γF der Teilsicherheitsbeiwert für die betrachtete Einwirkung, der beispielsweise die Möglichkeit ungünstiger Abweichungen der Einwirkungen, die Möglichkeit der ungenauen Modellierung der Einwirkungen, Unsicherheiten in der Ermittlung der Schnittgrößen sowie Unsicherheiten bei der Annahme des betreffenden Grenzzustandes berücksichtigt. (2) P

Spezielle Beispiele für die Anwendung von γF sind: Gd = γG Gk, Qd = γQ Qk oder γQ ψi Qk, Ad P d

(3) P

= γ A Ak (sofern Ad nicht direkt festgelegt wird), = γP P k.

Die oberen und unteren Bemessungswerte der ständigen Einwirkungen werden folgendermaßen definiert: Gd,sup = γG,sup Gk, Gd,inf = γG,inf Gk.

20

(2.2) (2.3) (2.4) (2.5)

(2.6) (2.7)




II-2

Dabei sind Gk die charakteristischen Werte einer ständigen Einwirkung und γG,sup und γG,inf die die oberen und unteren Werte des Teilsicherheitsbeiwertes für ständige Einwirkungen.

2.2.2.5

Bemessungswerte der Beanspruchungen

(1) P

Beanspruchungen (E ) sind Reaktionen des Tragwerkes auf die Einwirkungen (z.B. Schnittgrößen S, Spannungen σ und Verformungen δ). Die Bemessungswerte der Beanspruchungen ( E d) lassen sich mit den Bemessungswerten der Einwirkungen, den geometrischen Größen und, sofern erforderlich, den maßgeblichen Werkstoffeigenschaften gemäß Abschnitt Abschnitt II-2.3.1(4) P ermitteln: E d = E (F d, ad, ...),

(2.8)

worin ad nach Abschnitt II-2.2.4 festgelegt wird.

2.2.3 2.2.3.1

Werkstoffeigenschaften Charakteristische Werte

(1) P

Eine Werkstoffeigenschaft wird durch einen charakteristischen Wert X k angegeben, der im Allgemeinen einem Fraktilwert in einer angenommenen statistischen Verteilung der betrachteten Eigenschaft entspricht. Dieser Fraktilwert wird dabei nach einschlägigen Normen festgelegt und unter festgelegten Bedingungen geprüft. Übliche Eigenschaften einiger Komponenten (z.B. charakteristischer Wert der Dübeltragfähigkeit P Rk Rk) werden als Werkstoffeigenschaft behandelt.

(2) P

In bestimmten Fällen wird ein Nennwert als charakteristischer Wert verwendet. Dies ist der Fall für die meisten Werkstoffeigenschaften, die auf den Stahlteil von Verbundtragwerken bezogen sind.

(3) P

Für die anderen Werkstoffeigenschaften werden die charakteristischen Werte für einige Nachweise durch Mittel- oder Nennwerte ersetzt oder ergänzt, die den wahrscheinlichen Werten im Tragwerk entsprechen, für die ein charakteristischer Mindestwert festgelegt ist. Dies ist der Fall für Betoneigenschaften und für physikalische Konstanten.

(4) P

Eine Werkstoffeigenschaft kann zwei verschiedene charakteristische Werte haben, d.h. einen oberen und einen unteren Wert. In den meisten Fällen braucht nur der untere Wert berücksichtigt zu werden. Die oberen Werte sollten in den Fällen berücksichtigt werden, wo Überfestigkeiten eine Verminderung der Sicherheit bewirken können; dies ist z.B. der Fall, wenn die Zugfestigkeit des Betons bei der Berechnung der Auswirkungen der indirekten Einwirkungen berücksichtigt wird.

21


II-2



2.2.3.2

Bemessungswerte

(1) P

Der Bemessungswert X d einer Werkstoffeigenschaft ergibt sich im Allgemeinen aus: X d = X k / γM,

(2.9)

dabei ist γM der Teilsicherheitsbeiwert für die Werkstoffeigenschaft. Der Bemessungswert der Dübeltragfähigkeit P Rd Rd (Grenzscherkraft eines Dübels) wird mit P Rd Rd = P Rk Rk / γv angegeben. Dabei ist γv der Teilsicherheitsbeiwert für die jeweilige Versagensart des Dübels. (2) P

Für Verbundtragwerke sind die Bemessungswerte der Werkstofffestigkeiten und der geometrischen Größen zu verwenden, um die Tragfähigkeit R d der Bauteile oder der Querschnitte, gemäß den einzelnen Abschnitten, zu bestimmen: R d = R ( X d, ad, ... ). ( X

(2.10)

Wenn die Tragfähigkeit durch Stabilitätsversagen des Stahls beeinflusst wird, sind andere Formulierungen einschließlich der festgelegten Teilsicherheitsbeiwerte γRd zu verwenden (siehe Abschnitt II-4.1(5)). (3) P

Der Bemessungswert R d darf aus Versuchen abgeleitet werden. Wenn Bemessungswerte der Tragfähigkeit mit Hilfe von Versuchen ermittelt werden, bedarf dies der Zustimmung im Einzelfall. Dann wird R d gemäß Gleichung (2.10) oder wie folgt beschrieben: R d = R ( X k , ak )

1

γM

(2.11)

mit

γM

Teilsicherheitsbeiwert für die Tragfähigkeit (siehe Abschnitt II-2.3.3.2).

2.2.4

Geometrische Größen

(1) P

Im Allgemeinen werden geometrische Größen eines Tragwerks durch ihre Nennwerte beschrieben: ad = anom.

(2) P

In einigen Fällen werden die Bemessungswerte geometrischer Größen wie folgt festgelegt: ad = anom + ∆a,

wobei ∆a eine additive Teilsicherheit für die geometrische Größe darstellt.

22

(2.12)

(2.13)




II-2

2.2.5

Lastanordnung und Lastfälle

(1) P

Eine Lastanordnung Lastanordnung beschreibt Lage, Größe und Richtung einer ortsveränderlichen ortsveränderlichen Einwirkung, siehe hierzu Abschnitt II-2.2.2. Für Verkehrslasten gilt Kapitel IV des DIN-Fachberichtes 101.

(2) P

Ein Lastfall beschreibt zusammenhängende zusammenhängende Lastanordnungen, Lastanordnungen, Verformungen und Imperfektionen für einzelne Nachweise.

2.3 2.3.1

Anforderungen an Entwurf, Berechnung und Bemessung Allgemeines

(1) P

Es ist nachzuweisen, dass die maßgebenden maßgebenden Grenzzustände nicht überschritten werden.

(2) P

Alle maßgebenden maßgebenden Bemessungssituationen Bemessungssituationen und Lastfälle sind zu berücksichtigen.

(3) P

Mögliche Abweichungen der Einwirkungen von angenommenen angenommenen Richtungen oder Lagen sind zu berücksichtigen.

(4) P

Die Berechnungen sind unter Verwendung geeigneter Bemessungsmodelle Bemessungsmodelle (die erforderlichenfalls durch Versuche ergänzt werden) unter Einbeziehung aller maßgebenden Parameter durchzuführen. Die Rechenmodelle müssen ausreichend genau sein, um das Tragverhalten in Übereinstimmung mit der erreichbaren Ausführungsgenauigkeit und der Zuverlässigkeit der Eingangsdaten, auf denen die Bemessung beruht, vorhersagen zu können.

(5) P

Zu erwartende Setzungen sind zu berücksichtigen. berücksichtigen.

(6) P

Bei Nachweisen im Grenzzustand Grenzzust and der Gebrauchstauglichkeit Gebrauchstaugl ichkeit sind die wahrscheinlichen wahrschei nlichen und bei Nachweisen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit die möglichen Baugrundbewegungen zu berücksichtigen.

(7)

Als wahrscheinliche wahrschein liche Baugrundbewegungen gelten Verschiebungen und/oder Verdrehungen, die eine Stützung unter dem Einfluss der quasi-ständigen Einwirkungskombination Einwirkungskombination voraussichtlich erleiden wird.

2.3.2 2.3.2.1

Grenzzustände der Tragfähigkeit einschließlich Ermüdung Nachweisbedingungen

(1) P

Für den Grenzzustand des statischen Gleichgewichts, der Lagesicherheit oder der Tragwerksverformungen ist nachzuweisen, dass

23


II-2


E d,dst ≤ E d,stb,


(2.14)

dabei sind E d,dst und E d,stb die Auswirkungen der ungünstigen bzw. der günstigen Einwirkungen. (2) P

Für den Grenzzustand durch Bruch oder übermäßige Verformung eines Querschnitts, eines Bauteils oder einer Verbindung (ausgenommen Ermüdung) ist nachzuweisen, dass E d ≤ R d,

(2.15)

dabei sind E d R d

der Bemessungswert einer Schnittgröße (bzw. eines entsprechenden Vektors mehrerer Schnittgrößen) und der zugehörige Bemessungswert der Tragfähigkeit, wie in den Abschnitten II-2.2.3.2(2) P oder (3) P angegeben.

(3) P

Bei der Betrachtung des Grenzzustandes „Verlust der Stabilität infolge von Auswirkungen nach Theorie II. Ordnung" ist nachzuweisen, dass der Stabilitätsverlust nicht auftritt, bevor die Einwirkungen ihre Bemessungswerte überschreiten. Dabei sind alle Tragwerkseigenschaften mit ihren Bemessungswerten einzubeziehen. Zusätzlich sind die Querschnitte gemäß (2) P nachzuweisen.

(4) P

Für den Nachweis des Grenzzustandes der Ermüdung gelten die Abschnitte II-4.9, II-6.1.3(3), II-6.1.5, II-6.3.3 und II-7.4.

2.3.2.2

Einwirkungskombinationen

(1) P

Für Straßen-, Fußgänger- und Eisenbahnbrücken sind die in Kapitel IV des DIN-Fachberichtes 101 angegebenen Einwirkungskombinationen zu verwenden. Für andere Brückenarten sind diese in den Ausschreibungsunterlagen oder durch die verantwortliche Behörde festzulegen.

(2)

Bei Nachweisen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit sollten bei Trägern mit Querschnitten der Klasse 3 oder 4 sowie bei Trägern mit Querschnitten der Klasse 1 oder 2, bei denen ein Biegdrillknicknachweis erforderlich wird, die Beanspruchungen aus klimatischen Temperatureinwirkungen mit einem Kombinationsbeiwert ψ0 = 0,8 berücksichtigt werden, siehe hierzu die Abschnitte IV-C.2.4, IV-D.2.4 und IV-G.2.4 des DIN-Fachberichtes 101. Bei Überbauten mit Auflagerquerträgern in Beton nach Abschnitt III-A.2 sollten beim Nachweis des Anschlusses zwischen Stahlträger und Auflagerquerträger Beanspruchungen aus klimatischen Temperatureinwirkungen ebenfalls mit einem Kombinationsbeiwert von ψ0 = 0,8 berücksichtigt werden.

24




II-2

2.3.2.3

Bemessungswerte der ständigen Einwirkungen

(1) P

In den verschiedenen, oben definierten Kombinationen sind diejenigen ständigen Einwirkungen, welche die Auswirkung der veränderlichen Einwirkungen vergrößern (d.h. ungünstige Auswirkungen hervorrufen), mit ihren oberen Bemessungswerten einzuführen. Dagegen sind für diejenigen Einwirkungen, die die Auswirkung der veränderlichen Einwirkungen verringern (d.h. günstige Auswirkungen hervorrufen), ihre unteren Bemessungswerte maßgebend (siehe Abschnitt II-2.2.2.4(3) P).

(2) P

Hat eine einzelne ständige Einwirkung von Ort zu Ort im Tragwerk stark unterschiedliche Auswirkungen zur Folge, so müssen die günstigen und ungünstigen Anteile dieser Einwirkung als getrennte Einwirkungen erfasst werden. Dies gilt insbesondere für das statische Gleichgewicht.

(3) P

Wenn die ungünstigen und günstigen Anteile einer ständigen Einwirkung als getrennte Einwirkungen angenommen werden, so müssen für das Verhältnis dieser Anteile besondere Bemessungswerte angesetzt werden (siehe Abschnitt II-2.3.3.1(3)).

(4)

Mit Ausnahme der unter (2) P und (3) P angeführten Fälle sollte entweder der untere oder der obere Bemessungswert (je nachdem, welcher die ungünstigste Auswirkung ergibt) für das gesamte Tragwerk verwendet werden.

(5)

Im Allgemeinen, z.B. bei Durchlaufträgern und Rahmentragwerken, darf für das Eigengewicht des Tragwerkes ein und derselbe Teilsicherheitsbeiwert für alle Felder angesetzt werden. Dies gilt nicht, wenn das statische Gleichgewicht unter Einbeziehung von Kragarmen oder das Abheben von Lagern untersucht wird.

2.3.2.4

Nachweis des statischen Gleichgewichts

(1)

Für den Nachweis des statischen Gleichgewichts gelten zusätzlich die Abschnitte II-2.3.1 und II-5.1.7 des DIN-Fachberichtes 103.

2.3.3 2.3.3.1

Teilsicherheitsbeiwerte für Grenzzustände der Tragfähigkeit einschließlich Ermüdung Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen

(1) P

Für die Festlegung der Teilsicherheitsbeiwerte gilt der DIN-Fachbericht 101.

(2)

Für den Nachweis der Ermüdung siehe Abschnitt II-4.9.2.

(3)

Sind günstige und ungünstige Anteile einer ständigen Einwirkung nach Abschnitt II-2.3.2.3(3) P als eigenständige Einwirkungen zu betrachten, so gelten die Abschnitte IV-C.2.3(2), IV-D.2.3 und IV-G.2.3 des DIN-Fachberichtes 101.

25


II-2



(4)

Für Vorspannung mit Spanngliedern mit Verbund siehe Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102.

(5)

Bei den Nachweisen in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit und der Tragfähigkeit sind mögliche Streuungen hinsichtlich der planmäßig eingeprägten Deformationen und der Steifigkeitsannahmen zu berücksichtigen. Wenn kein genauerer Nachweis geführt wird, dürfen bei Verbundbrücken die charakteristischen Werte der Beanspruchungen mit den Nennwerten der Werkstoffeigenschaften und der planmäßig eingeprägten Deformationen ermittelt werden, wenn diese kontrolliert werden und die ständigen Einwirkungen und die planmäßig eingeprägten Deformationen als unabhängige Größen betrachtet werden können. Bei günstiger Auswirkung der Beanspruchungen aus planmäßig eingeprägten Deformationen ist der Teilsicherheitsbeiwert γP = 1,0 und bei ungünstiger Auswirkung der Teilsicherheitsbeiwert γP = 1,1 zu verwenden.

(6) P

Im Grenzzustand der Tragfähigkeit ist der Teilsicherheitsbeiwert γF = 1,0 für den Nennwert des Schwindmaßes anzunehmen.

(7)

Für Beanspruchungen aus dem Abfließen der Hydratationswärme gemäß Abschnitt II-3.1.3 sollte der Teilsicherheitsbeiwert γF = 1,0 zugrunde gelegt werden.

2.3.3.2

Teilsicherheitsbeiwerte für Tragfähigkeiten und Werkstoffeigenschaften

(1)

Mit Ausnahme der in den Abschnitten II-2.2.3.2(2) P und (3) P genannten Fälle gelten die Beiwerte γM nach Tabelle 2.1 für die unteren charakteristischen Werte bzw. Nennwerte der Werkstofffestigkeiten gemäß Abschnitt II-2.2.3.2(1) P.

(2) P

Die Werte nach Tabelle 2.1 berücksichtigen Abweichungen zwischen den Festigkeiten der Werkstoffe der Versuchskörper und ihrer Festigkeit im Tragwerk. Sie sind für einige elastische mechanische Eigenschaften anwendbar, aber nur in Fällen, wo es in den entsprechenden Abschnitten festgelegt ist. In anderen Fällen sollten sie durch γM = 1,0 ersetzt werden. Für physikalische Kenngrößen (z.B. Dichte, Temperaturdehnzahl) ist γM = 1,0 anzunehmen. Der Teilsicherheitsbeiwert γa = 1,0 darf nur bei Querschnittswiderständen ohne lokales und globales Stabilitätsversagen berücksichtigt werden.

(3) P

Die Teilsicherheitsbeiwerte γM für Verbundmittel (γM = γv) sind für Kopfbolzendübel für den Grenzzustand der Tragfähigkeit in Abschnitt II-6.3.2.1(1) und für den Grenzzustand der Ermüdung (γM = γMf,v) in Abschnitt II-6.1.5(4) angegeben.

(4) P

Werte γM für Schrauben, Niete, Bolzen, Schweißnähte und gleitfeste geschraubte Verbindungen sind in Abschnitt II-6.1.1(102) P des DIN-Fachberichtes 103 angegeben.

(5) P

Sollen Bauteileigenschaften mit Hilfe von Versuchen ermittelt werden, bedarf dies der Zustimmung im Einzelfall.

26




Tabelle 2.1

II-2

Teilsicherheitsbeiwerte für Tragfähigkeiten und Werkstoffeigenschaften Baustahl

Beton

Betonstahl und Spannstahl s

Kombinationen a

Rd

c

Grundkombination

1,0

1,10

1,5

1,15

Außergewöhnliche Kombination (ausgenommen Erdbeben)

1,0

1,0

1,3

1,0

2.3.4

Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit

(1) P

Es ist nachzuweisen, dass: E d ≤ C d oder E d ≤ R d.

(2.16)

Hierin bedeuten: C d E d

für die Bemessung maßgebender Nennwert oder maßgebende Funktion bestimmter Werkstoffeigenschaften, die auch den Bemessungsschnittgrößen zugrunde liegen, Bemessungswert der Lastauswirkungen (Beanspruchungen), die auf der Grundlage einer der nachstehend definierten Kombinationen bestimmt werden.

Die maßgebende Kombination wird in den Teilen des Abschnittes II-5 angegeben, in denen der jeweilige Nachweis der Gebrauchstauglichkeit behandelt wird. (2) P

Für die Einwirkungskombinationen in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit gelten die Abschnitte II-9.5.2, IV-C.3.2, IV-D.3.2 und IV-G.3.3 des DIN-Fachberichtes 101. Wenn die Bedingungen nach Abschnitt II-2.3.3.1(5) erfüllt sind, dürfen für planmäßig eingeprägte Deformationen die Nennwerte als charakteristische Größen angenommen werden, ansonsten sind die Mittelwerte anzunehmen.

(3) P

Sind in den Abschnitten, in denen die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit behandelt werden, vereinfachte Regeln hinsichtlich der Einhaltung der Anforderungen enthalten, sind ausführliche Berechnungen für Einwirkungskombinationen nicht erforderlich.

(4)

Wenn nicht gesondert angegeben, sind die Teilsicherheitsbeiwerte γM mit 1,0 anzusetzen. Für Baustahl entspricht der Wert γM dem Wert γM,ser nach DIN-Fachbericht 103.

(5)

Für Spannglieder mit Verbund siehe Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102.

27


II-2



2.4

Dauerhaftigkeit

(1)

Zum Erreichen einer ausreichenden Dauerhaftigkeit des Tragwerkes sind folgende zusammenhängende Faktoren zu berücksichtigen: -

Nutzung des Tragwerks und geforderte Tragwerkseigenschaften, voraussichtliche Umweltbedingungen, Zusammensetzung, Eigenschaften und Verhalten der Werkstoffe, Form der Bauteile und die bauliche Durchbildung, Qualität der Ausführung und Überwachungsumfang, besondere Schutzmaßnahmen, voraussichtliche Instandhaltung während der vorgesehenen Nutzungsdauer.

(2)

Die Umweltbedingungen sind im Entwurfsstadium abzuschätzen, um ihre Bedeutung im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit zu beurteilen und ausreichende Vorkehrungen zum Schutz der Werkstoffe treffen zu können.

(3)

Hinsichtlich der Dauerhaftigkeit von Betonquerschnittsteilen gilt Abschnitt II-4.1 des DIN-Fachberichtes 102. Für Straßen- und Eisenbahnbrücken in Verbundbauweise gelten ferner folgende Regelungen: a) Straßenbrücken sind im Allgemeinen so zu konstruieren, dass auf eine Vorspannung der Fahrbahnplatte mit Spanngliedern verzichtet werden kann. In Sonderfällen (stark gevoutete Hauptträger, Fachwerkverbundträger) kann die Anordnung einer Längsvorspannung sinnvoll sein. In diesen Fällen bedarf der Einsatz von Spanngliedern der Zustimmung durch die zuständige Behörde. Werden die Fahrbahnplatten in Querrichtung vorgespannt, sind Spannglieder ohne Verbund zu verwenden, die austauschbar sind. b) Bei Eisenbahnbrücken dürfen Spannglieder mit und ohne Verbund verwendet werden sowie schlaff bewehrte Fahrbahnplatten ausgeführt werden. c) Bezüglich der entsprechenden Betonqualitätskriterien siehe die Abschnitte II-3.1.1 und II-3.1.3. d) Bezüglich der Betondeckung von Beton und Spannstahl wird auf Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102 verwiesen. e) Der Stababstand der Längs- und Querbewehrung darf 10 cm nicht unterschreiten und in den äußeren Lagen 15 cm nicht überschreiten. f) Bei Fahrbahnplatten von Straßenbrücken, die in Längs- und Querrichtung schlaff bewehrt sind, sind die folgenden Bedingungen einzuhalten: - In Querrichtung ist je Querschnittsseite eine einlagige Bewehrung mit d s ≤ 16 mm anzuordnen und der Bewehrungsquerschnitt darf je Lage 0,7 % des Betonquerschnitts nicht überschreiten. In Bereichen mit örtlich erhöhten Beanspruchungen (z.B. in Auflager- und Querträgerbereichen sowie zur Abdeckung der Längsschubkräfte im Gurtanschnitt) und

28




II-2

bei der unten liegenden Bewehrung im Feldbereich zwischen den Hauptträgern darf der Stabdurchmesser d s jedoch maximal 20 mm und der Bewehrungsquerschnitt je Lage maximal 1,0 % des Betonquerschnittes betragen. - In Brückenlängsrichtung darf oben und unten eine ein- oder zweilagige Bewehrung mit d s ≤ 20 mm angeordnet werden. In Plattenbereichen mit Plattendicken größer als 40 cm darf zusätzlich zur oberen und unteren Bewehrung eine weitere mittig angeordnete Bewehrungslage mit d s ≤ 25 mm angeordnet werden. In Bereichen mit Übergreifungsstößen darf der Grundquerschnitt der Längsbewehrung 2,5 % des Betonquerschnittes und in Bereichen ohne Übergreifungsstöße 3 % nicht überschreiten. - Bei Fahrbahnplatten mit Teilfertigteilen und Aufbeton nach Abschnitt II-8 ist im Teilfertigteil die Anordnung einer zusätzlichen oberen Bewehrungslage zulässig. g) Die Anzahl der Übergreifungsstöße in Brückenquer- und Brückenlängsrichtung ist zu minimieren. h) Bei Fahrbahnplatten mit schlaffer Bewehrung in Brückenlängsrichtung und Spanngliedvorspannung in Querrichtung ist in Querrichtung eine Mindestbewehrung von d s = 12 mm im Abstand s = 15 cm anzuordnen. i) Bei Stabbogenbrücken, bei denen die Betonfahrbahnplatte im Haupttragwerk als schlaff bewehrtes Zugband mitwirkt, darf die Fahrbahnplattendicke 30 cm nicht unterschreiten. Oben und unten ist eine einlagige Bewehrung mit einem Stabdurchmesser d s ≤ 20 mm anzuordnen. Die Anordnung einer weiteren, mittigen Lage mit Stabdurchmessern d s ≤ 25 mm ist zulässig. Hinsichtlich der Stababstände gelten die vorgenannten Regelungen. (4)

Hinsichtlich der Dauerhaftigkeit von Stahlquerschnittsteilen gilt Abschnitt II-2.2.5 des DIN-Fachberichtes 103.

29


II-3



3

Werkstoffe

3.1 3.1.1

Beton Allgemeines

(1)

Es gelten die Regelungen nach Abschnitt II-3.1 des DIN-Fachberichtes 102.

3.1.2

Betonfestigkeitsklassen

(1)

Für Fahrbahnplatten von Verbundbrücken ist in der Regel Beton der Festigkeitsklasse C 35/45 zu verwenden. Höhere Festigkeitsklassen sind nur zulässig, wenn dies in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit erforderlich ist. Die Verwendung von Betonen höherer Festigkeitsklassen als C 35/45 sowie die Verwendung von Leichtbetonen bedarf der Zustimmung des Auftraggebers sowie der zuständigen Bauaufsichtsbehörde.

(2)

Festigkeitsklassen niedriger als C 30/37 und höher als C 50/60 sollten nicht verwendet werden.

3.1.3

Schwinden des Betons

(1)

Zugbeanspruchungen in der Fahrbahnplatte aus dem Schwinden und der Entwicklung der Hydratationswärme sind durch betontechnologische Maßnahmen möglichst gering zu halten. Der Zement und die Rezeptur sind so zu wählen, dass die Festigkeitsentwicklung in den ersten Stunden der Hydratation nicht zu schnell ist. Zusammen mit der Eignungsprüfung ist dem Auftraggeber ein Nachbehandlungskonzept vorzulegen. Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit des Betons können Fließmittel auf der Baustelle zugegeben werden.

(2)

Bei hohen Außentemperaturen ist die Frischbetontemperatur zu begrenzen und von der Verwendung eines CEM I-Zementes abzusehen.

(3)

Wenn höhere Betonfestigkeitsklassen als C 35/45 verwendet werden, sind die Einflüsse aus dem Schrumpfen und der Hydratationswärme des Betons zu berücksichtigen. Wenn kein genauerer Nachweis geführt wird, muss zur Erfassung dieser Einflüsse eine unterschiedliche Temperatur von Fahrbahnplatte und Stahlträger (Abkühlung der Betonplatte) von 20 K angenommen werden. Die zugehörigen Schnittgrößen und Spannungen sind mit der Reduktionszahl n0 für kurzzeitige Beanspruchungen zu ermitteln. Die Beanspruchungen sind nur im Bauzustand beim Nachweis der Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit zu berücksichtigen.

30




II-3

(4)

Bei Verbundbrücken mit Eigengewichtsverbund (Betonieren auf Hilfsstützen) ist der Einfluss aus dem Abfließen der Hydratationswärme auf die Verformungen, die Werkstattform und die Beanspruchungen in den Hilfsstützen zu berücksichtigen.

3.2

Betonstahl

(1)

Für Verbundtragwerke gilt Abschnitt II-3.2 des DIN-Fachberichtes 102.

(2)

Vereinfachend darf der Elastizitätsmodul wie für Baustahl mit E s = 210 000 N/mm 2 angenommen werden.

3.3

Baustahl

(1)

Für Verbundtragwerke gelten die Abschnitte II-3.1 und II-3.2 des DIN-Fachberichtes 103.

3.4 3.4.1

Verbindungs- und Verbundmittel Allgemeines

(1)

Für Verbindungsmittel gelten die Regelungen des Abschnittes II-3.3 des DIN-Fachberichtes 103.

3.4.2

Verbundmittel

(1) P

Die Qualität des Werkstoffes muss bei Verbundmitteln auf die speziellen Anforderungen und auf das Befestigungsverfahren abgestimmt sein. Bei Befestigung durch Schweißen ist die Qualität des Werkstoffes auf die verwendete Schweißtechnik abzustimmen.

(2)

Die Verwendung anderer Verbundmittel als Kopfbolzendübel bedarf der Zustimmung im Einzelfall.

(3)

Die Werkstoffeigenschaften von Kopfbolzendübel sind in DIN EN ISO 13918:1998 geregelt.

3.5

Spannstahl

(1)

Es gilt Abschnitt II-3.3 des DIN-Fachberichtes 102.

31


II-4



4

Grenzzustände der Tragfähigkeit

4.1

Grundlagen

(1) P

Der Geltungsbereich dieses Abschnittes umfasst Verbundbrücken und ihre Tragelemente. Die Nachweise für die Verbundmittel sowie die Längsschubtragfähigkeit des Betongurtes werden in Abschnitt II-6 behandelt. Verbundplatten sind in Abschnitt II-7 und einbetonierte Stahlträger in Abschnitt II-Anhang K geregelt.

(2) P

Bei der Bemessung von Verbundbrücken und ihrer Bauteile sind die in Abschnitt II-2 angegebenen Anforderungen für die Grenzzustände der Tragfähigkeit einzuhalten. Dies gilt auch für die in den Abschnitten II-2 der DIN-Fachberichte 102 und 103 angegebenen Bemessungsgrundlagen.

(3) P

Bei der Berechnung von Verbundbrücken, ihrer Tragelemente und Querschnitte sind die in Abschnitt II-3 genannten Anforderungen an den Beton, Betonstahl, Spannstahl und Baustahl sowie die in den Abschnitten II-3 und II-6 genannten Anforderungen für Verbundmittel zu beachten. Die Berechnungsverfahren müssen den Verlust von Festigkeit und Duktilität berücksichtigen, der mit örtlichem Beulen, Rissbildung und örtlicher Zerstörung bzw. Abplatzen des Betons verbunden ist.

(4)

Die Teilsicherheitsbeiwerte γM und γRd werden in Abschnitt II-2.2.3.2 erläutert und für den Grenzzustand der Tragfähigkeit in Abschnitt II-2.3.3.2 angegeben. Bei Stabilitätsversagen ist anstelle des Teilsicherheitsbeiwertes γa für Baustahl der Teilsicherheitsbeiwert γRd maßgebend. Für die Grundkombination wird γRd in den entsprechenden Abschnitten angegeben; für außergewöhnliche Kombinationen gilt γRd = 1,0.

(5)

Das Kriechen des Betons darf bei der Schnittgrößenermittlung und den Querschnittsnachweisen für Verbundbrücken bei Anwendung des Gesamtquerschnittsverfahrens durch entsprechende Reduktionszahlen berücksichtigt werden.

(6)

Bei Brücken mit Querträgern in Verbundbauweise, bei denen die Tragrichtung der Fahrbahnplatte mit der Brückenlängsrichtung übereinstimmt, sind die Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung und örtlicher Plattenbeanspruchung zu berücksichtigen, wenn die Breite der örtlichen Plattenbeanspruchungen etwa der mittragenden Gurtbreite für Haupttragwerksbeanspruchungen entspricht. Dies gilt für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit (ausgenommen Ermüdung) und kann auch für den Nachweis der Ermüdung von Fahrbahnplatten von Bedeutung sein, die gemäß Abschnitt II-4.4.0.3 des DIN-Fachberichtes 102 in die Klasse D oder E eingestuft werden.

32




II-4

4.2

Querschnittseigenschaften

4.2.1

Effektiver Querschnitt

(1)

Der effektive Querschnitt eines Verbundquerschnitts ist unter Berücksichtigung der Auswirkungen aus der Rissbildung im Beton, aus der Schubverzerrung von breiten Beton- und Stahlgurten sowie bei Querschnitten der Klasse 4, die nach DIN-Fachbericht 103, Abschnitt II-4 nachgewiesen werden, unter Berücksichtigung des wirksamen, infolge des lokalen Beulens reduzierten Stahlquerschnitts zu ermitteln. Der Einfluss der Schubweichheit von Beton- oder Stahlgurten darf entweder durch eine genauere Berechnung oder durch eine mittragende Gurtbreite nach Abschnitt II-4.2.2 berücksichtigt werden.

4.2.2 4.2.2.1

Mittragende Breite des Gurtes zur Erfassung von Schubverformungen Mittragende Breite für die Schnittgrößenermittlung

(1)

Für Betongurte und Gurte in Verbundbauweise nach Abschnitt II-7 darf eine konstante mittragende Breite über die gesamte Stützweite angenommen werden. Dabei darf im Allgemeinen der Wert der mittragenden Breite in Feldmitte zugrunde gelegt werden. Siehe Abschnitt II-4.2.2.2.

(2)

Für Stahlgurte gilt Kapitel III des DIN-Fachberichtes 103.

4.2.2.2

Mittragende Breite beim Nachweis der Querschnittstragfähigkeit

(1) (2)

Für Stahlgurte gilt Kapitel III des DIN-Fachberichtes 103. Für den Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Ermüdung von Betongurten und Gurten in Verbundbauweise nach Abschnitt II-7 darf die mittragende Gurtbreite nach Gleichung (4.1) berechnet werden, wobei beff in Bild 4.1 für typische Querschnitte dargestellt ist. beff = b0 + ∑bei

(4.1)

Dabei ist: b0 bei

der Abstand der äußeren Dübel nach Bild 4.1. Für Verbundplatten sollte Abschnitt II-7.1(3) beachtet werden. der Wert der mittragenden Breite des Betongurtes auf jeder Seite des Steges. Er sollte mit Le / 8, jedoch nicht größer als die geometrische Breite b angenommen werden. Die Länge Le ist näherungsweise der Abstand der Momentennullpunkte nach (3) bis (5). Der Verlauf der mittragenden Breiten zwischen den Innenstützen und der Feldmitte darf wie in Bild 4.1 dargestellt angenommen werden.

33


II-4



Für die mittragende Breite beff,0 an den Endauflagern gilt: beff,0 = b0 + ∑βi ⋅ bei mit βi = ( 0,55 + 0,025 Le / bi ) ≤ 1,0,

(4.2)

wobei bei die mittragende Breite der Endfelder in Feldmitte und Le die äquivalente Stützweite des Endfeldes nach Bild 4.1 ist. Le=

0,25 (L1 + L2 ) für beff,2

Le =

für b eff,4

L e =

L e =

0,85 L1 für beff,1

2 L3

0,70 L2

b1

für b eff,3

L1 /4

L1 /2

beff,0

Bild 4.1

L2 L1 /4 L2 /4

beff,1

beff,2

L2 /2

beff,3

b2

beff be1

L1

b0

b0

be2

L3 L2 /4

beff,4

Mittragende Breite und äquivalente Spannweiten Le

(3)

Wenn die Momentenverteilung aus unterschiedlichen Laststellungen resultiert (z.B. bei Durchlaufträgern mit Verkehrslasten), sollte für Durchlaufträger und Kragträger Le nach Bild 4.1 angenommen werden.

(4)

Für den Nachweis von Bauzuständen (z.B. ständige Last und eingeprägte Verformungen) sollte die Länge Le aus dem Abstand der jeweiligen Momentennullpunkte ermittelt werden.

(5)

Für Querschnitte mit Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung und örtlicher Wirkung (z.B. Fachwerkgurt mit direkter Beanspruchung zwischen den Knoten) sollte für die jeweilige Beanspruchung die zugehörige mittragende Gurtbreite berücksichtigt werden.

(6)

Wenn keine genaueren Berechnungen durchgeführt werden, darf der Verlauf der Gurtkräfte in Gurtquerrichtung infolge der Schubverzerrung der Gurte (z.B. bei Überlagerung von Gurtnormalkräften aus globaler Tragwirkung mit lokalen Plattenbeanspruchungen) nach Abschnitt III3.2.2 des DIN-Fachberichtes 103 ermittelt werden.

(7)

Die Regelungen nach 4.2.2.2(1) bis (6) gelten auch für den Nachweis von Verbundträgern mit im Verbund liegenden Halbfertigteilen im Bauzustand.

34




II-4

4.2.2.3

Mittragende Breite für die lokale Lasteinleitung von Einzellasten

(1)

Wenn kein genauerer Nachweis geführt wird, gilt in Betongurten für den Ausbreitungswinkel infolge einer konzentrierten Einzellast in Brückenlängsrichtung Abschnitt II-4.2.3.5.7(5) des DIN-Fachberichtes 102.

(2)

Für lokale Lasteinleitungen von in der Ebene beanspruchten Stahlquerschnittsteilen gilt Kapitel III-3.2.3 des DIN-Fachberichtes 103.

4.2.3

Biegesteifigkeit

(1)

Wenn kein genaueres Berechnungsverfahren angewandt wird, sollten die elastischen Querschnittseigenschaften eines Verbundquerschnittes, bei dem der Betongurt in der Druckzone liegt, mit Hilfe von auf den Elastizitätsmodul des Baustahls bezogenen ideellen Querschnittskenngrößen und entsprechenden Reduktionszahlen gemäß (4) für die Betonquerschnittsteile ermittelt werden. Für Querschnitte mit Betongurten in der Zugzone und für die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen gelten hinsichtlich des Ansatzes der Biegesteifigkeiten bei der Schnittgrößenermittlung die Regelungen nach Abschnitt II-4.5.2.4.

(2)

Die Biegesteifigkeiten eines Verbundquerschnittes sind definiert als E a J 1 und E a J 2. Dabei ist: E a J 1

J 2

der Elastizitätsmodul des Baustahls. das Flächenmoment zweiten Grades des ideellen Verbundquerschnittes unter der Annahme, dass zugbeanspruchte Betonquerschnittsteile ungerissen sind. Dabei sollten die Reduktionszahlen nach (4) zugrunde gelegt werden. Flächenmoment zweiten Grades des ideellen Querschnittes, bestehend aus Baustahl und Beton- und Spannstahl innerhalb der mittragenden Breite. Zugbeanspruchte Betonquerschnittsteile werden nicht berücksichtigt.

(3)

Wenn kein genaueres Berechnungsverfahren angewendet wird, darf das Kriechen des Betons bei Verbundbrücken mit Hilfe von Reduktionszahlen nL für die Betonquerschnittsteile erfasst werden. Für Doppelverbundquerschnitte (z.B. Kastenträger mit zwei Betongurten) gilt (5).

(4)

Die Reduktionszahlen sind von der Beanspruchungsart (Index L) abhängig. nL = n0 (1 + ψL ϕt)

(4.3)

Dabei ist: n0

= E a / E cm die Reduktionszahl für kurzzeitige Lasten, E a ist der Elastizitätsmodul des Baustahles und E cm der Sekantenmodul des Betons bei Kurzzeitlasten nach Abschnitt 35


II-4


ϕt

ψL


II-3.1.5.2(2), Tab. 3.2 des DIN-Fachberichtes 102. die Kriechzahl ϕ(t ,t 0) nach Abschnitt II-3.1.5.5 oder II-Anhang 1 des DIN-Fachberichtes 102. Der Kriechbeiwert ist abhängig vom Betonalter ( t ) und vom Alter (t 0) bei Belastungsbeginn. Für das Schwinden sollte das Alter bei Belastungsbeginn mit einem Tag angenommen werden. Bei abschnittsweiser Herstellung der Betonplatte darf für ständige Lasten das Alter bei Belastungsbeginn mit einem konstanten, mittleren Wert t 0 bei der Ermittlung von ϕ(t ,t 0) angenommen werden. Diese Annahme ist auch bei Spanngliedvorspannung und Beanspruchungen aus planmäßig eingeprägten Deformationen zulässig, wenn der Beton zum Zeitpunkt des Vorspannens in den jeweiligen Abschnitten älter als 14 Tage ist. ein Kriechbeiwert in Abhängigkeit von der Kriechzahl, dem Relaxationsbeiwert nach Abschnitt II-2.5.5.1 des DIN-Fachberichtes 102 und den Querschnittseigenschaften des Baustahl- und Verbundquerschnittes. Für Verbundbrücken innerhalb des Anwendungsbereiches nach (3) dürfen konstante Werte für den Kriechbeiwert nach Tabelle 4.1 verwendet werden.

Tabelle 4.1

Kriechbeiwerte

L

Einwirkung Ständige Einwirkungen einschließlich Vorspannung mit Spanngliedern nach Herstellung des Trägerverbundes Primäre und sekundäre Beanspruchungen aus dem Schwinden und zeitabhängige sekundäre Beanspruchungen nach (5) Planmäßig eingeprägte Deformationen

L

1,10 0,55 1,50

(5)

Wenn die Einflüsse aus dem Kriechen zu erheblichen sekundären Beanspruchungen führen, wie z.B. bei Durchlaufträgern in Mischbauweise, sollten die zeitabhängigen Zwangsschnittgrößen aus dem Kriechen genauer untersucht werden.

(6)

Wenn bei Vorspannung mit Spanngliedern die Vorspannung vor Herstellung des Trägerverbundes aufgebracht wird, sollten die Herstellungsgeschichte und die Kriechzahl zum Zeitpunkt der Herstellung des Trägerverbundes berücksichtigt werden.

(7)

Bei Doppelverbundquerschnitten nach Bild 4.2 ist der Kriechbeiwert ψL nach Tabelle 4.2 in Abhängigkeit von αL zu ermitteln. Dabei sind Aa, As und Ac die Baustahl-, Betonstahl- und Betonquerschnittsflächen des jeweiligen Verbundgurtes einschließlich der in den Umriss fallenden Stegflächen (siehe Bild 4.2).

36




Tabelle 4.2

II-4

Kriechbeiwerte für Doppelverbundquerschnitte

Einwirkung bzw. Beiwert

L bzw.

Ständige Einwirkungen einschließlich Vorspannung mit Spanngliedern nach Herstellung des Trägerverbundes, planmäßig eingeprägte Deformationen Primäre und sekundäre Beanspruchungen aus dem Schwinden und zeitabhängige sekundäre Beanspruchungen

ψL =

1 1 − 0,5 αL φ t + 0,08 (αL ϕ t ) 2

ψ L = 0,5 + 0,08 αL ϕ t

Beiwert αL

α L

Ac

L

=

Aa + As Aa + As + Ac / n0

As

A a

Bild 4.2

Beispiel für die maßgebenden Querschnittsflächen zur Berechnung von

L

4.3 4.3.1

Einstufung in Querschnittsklassen Allgemeines

(1) P

Die in den Abschnitten II-5.3.2(101) bis (106) des DIN-Fachberichtes 103 angegebene Einstufung in Querschnittsklassen gilt auch für die Querschnitte von Verbundträgern. Die dort angegebenen vier Querschnittsklassen sind wie folgt definiert: - Klasse 1:

Diese Querschnitte können plastische Gelenke mit ausreichendem Rotationsvermögen für eine plastische Berechnung des Systems ausbilden.

- Klasse 2: Querschnitte der Klasse 2 können bei eingeschränktem Rotationsvermögen die volle plastische Querschnittstragfähigkeit entwickeln.

37


II-4



- Klasse 3:

Diese Querschnitte können in der ungünstigsten Faser des Stahlquerschnittes bis zur Streckgrenze ausgenutzt werden. Plastische Reserven sind infolge örtlichen Beulens nicht vorhanden.

- Klasse 4:

Querschnitte der Klasse 4 sind unter Berücksichtigung des örtlichen Querschnittsversagens infolge Beulens nachzuweisen.

(2) P

Die Einstufung eines Querschnittes erfolgt nach der ungünstigsten Klasse seiner druckbeanspruchten Teile. Bei Verbundquerschnitten ist die Querschnittsklasse wegen möglicher Rissbildung im Betongurt zusätzlich vom Vorzeichen des Biegemomentes abhängig.

(3) P

Das Stabilitätsverhalten druckbeanspruchter Stahlquerschnittsteile der Klassen 2, 3 oder 4 kann durch Anschluss an bewehrte Betonteile verbessert werden. Die Querschnittsteile dürfen in eine günstigere Klasse eingestuft werden, wenn der günstige Einfluss der Betonteile nachgewiesen wird.

(4) P

Bei Verbundquerschnitten ist die Lage der plastischen Nulllinie mit den Bemessungswerten der Materialfestigkeiten zu bestimmen.

(5) P

Für ausgesteifte Platten gilt Kapitel III des DIN-Fachberichtes 103.

(6) P

Bei Nachweisen für Bauzustände ist die Querschnittsklasse für den jeweils betrachteten Zeitpunkt unter Berücksichtigung der Herstellungsgeschichte zu bestimmen.

(7)

Bei plastischer Ermittlung der Querschnittstragfähigkeit sollte bei zugbeanspruchtem Betonstahl im wirksamen Querschnitt nur Betonstahl mit hoher Duktilität entsprechend den Abschnitten II-3.2.1 und II-3.2.4.2 des DIN-Fachberichtes 102 rechnerisch berücksichtigt werden. Für Querschnitte der Klassen 1 und 2 mit Betongurten im Zugbereich ist eine Mindestbewehrung innerhalb der mittragenden Breite zur Sicherstellung einer ausreichenden Duktilität erforderlich. Der Mindestbewehrungsgrad ρs,min ergibt sich zu:

ρ s,min =

f y

f ctm

235 f sk

k c .

(4.4)

Es bedeuten: f y f sk f ctm k c

38

charakteristischer Wert der Streckgrenze des Baustahlquerschnitts in [N/mm2], charakteristischer Wert der Streckgrenze des Betonstahls, Mittelwert der Betonzugfestigkeit nach Abschnitt II-3.1.3 des DIN-Fachberichtes 102, Querschnittskennwert nach Gleichung (5.2).




II-4

4.3.2

Einstufung druckbeanspruchter Flansche

(1)

Für Flansche, bei denen ein örtliches Beulen durch die Verdübelung mit dem Betongurt verhindert wird, gelten die Regelungen nach Abschnitt II-6.4.6(4).

(2) P

Für die Einstufung einseitig gestützter, gedrückter Flansche von Verbundträgern gilt Tabelle II-5.3.1 (Blatt 3) des DIN-Fachberichtes 103. Für beidseitig gestützte Gurte gilt Tabelle II-5.3.1 (Blatt 2) des DIN-Fachberichtes 103. Für die Klassifizierung von teilweise einbetonierten Stahlträgern gilt Tabelle II-K.1 des Abschnittes II-K.4.1.

4.3.3

Einstufung von Stegen

(1) P

Die Querschnittsklasse des Steges ist mit Tabelle II-5.3.1 (Blatt 1) des DIN-Fachberichtes 103 zu bestimmen. Dabei ist von der plastischen Spannungsverteilung des wirksamen Querschnittes auszugehen. Bei Querschnitten der Klassen 3 und 4 erfolgt die Einstufung auf der Grundlage einer elastischen Spannungsverteilung.

(2)

Die Spannungsermittlung sollte unter Berücksichtigung der Bruttoquerschnittsfläche des Steges und der mittragenden Gurtbreite erfolgen. Beton im Zugbereich sowie der Einfluss aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen sollten vernachlässigt werden. Die Einflüsse aus der Belastungsgeschichte sowie dem Kriechen und Schwinden sollten jedoch berücksichtigt werden.

4.4 4.4.1 4.4.1.1

Tragfähigkeit der Querschnitte Biegemoment Grundlagen

(1) P

Der Einfluss schiefer Hauptachsen muss berücksichtigt werden.

(2) P

Die Querschnittstragfähigkeit darf nur dann vollplastisch berechnet werden, wenn mindestens wirksame Verbundquerschnitte der Klassen 1 und 2 vorliegen.

(3) P

Eine elastische Berechnung nach Abschnitt II-4.4.1.4 ist für alle Querschnittsklassen zulässig. Eine dehnungsbeschränkte Berechnung nach Abschnitt II-4.4.1.3 ist für Querschnitte der Klassen 1, 2 und 3 zulässig.

(4) P

Die Zugfestigkeit des Betons ist bei der Ermittlung der Querschnittstragfähigkeit zu vernachlässigen. Wenn die Verbundmittel nach Abschnitt II-6 ausgeführt werden, darf Ebenbleiben des Gesamtquerschnittes angenommen werden.

39


II-4



(5) P

Abschnitt II-4.4 gilt für Verbundtragwerke mit Spanngliedern mit und ohne Verbund. Bei Spanngliedvorspannung ohne Verbund sind die Vorspannkräfte wie äußere Einwirkungen zu behandeln. Ferner ist bei Spanngliedvorspannung ohne Verbund für die Ermittlung der Beanspruchungen der Spannglieder das Verformungsverhalten des Gesamttragwerks zu berücksichtigen. Eine vollplastische Bemessung nach Abschnitt II-4.4.1.2 ist bei Vorspannung ohne Verbund nicht zulässig.

(6) P

Schraubenlöcher sind nach den Abschnitten II-5.4.2.2 und II-5.4.6 des DIN-Fachberichtes 103 zu behandeln.

(7)

Löcher zur Durchführung von Betonstahl sollten wie Schraubenlöcher behandelt werden.

(8)

Örtliches Ausknicken von Betonstahl, der bei der Ermittlung der Querschnittstragfähigkeit berücksichtigt wird, sollte durch Querbewehrung verhindert werden.

(9)

Primäre Beanspruchungen aus Temperatur dürfen beim Nachweis der Querschnittstragfähigkeit von Querschnitten der Klassen 1 und 2 vernachlässigt werden.

4.4.1.2

Plastische Momententragfähigkeit

(1) P

Die plastische Momententragfähigkeit darf nur für Verbundträger mit nicht gekrümmten Stahlträgern ausgenutzt werden.

(2) P

Bei der Berechnung des plastischen Grenzmomentes M pl,Rd gelten folgende Annahmen: (a) (b) (c)

Es tritt kein Schlupf zwischen Baustahl, Beton und Bewehrung auf. Im gesamten Baustahlquerschnitt wirken Zug- und/oder Druckspannungen mit dem Bemessungswert der Streckgrenze f y / γa. Im Betonstahl wirken im Bereich der mittragenden Gurtbreite Zug- oder Druckspannungen mit dem Bemessungswert der Streckgrenze f sk / γs. Zur Vereinfachung darf der Betonstahl in der Druckzone des Querschnittes vernachlässigt werden.

(3) P

In der Druckzone des mittragenden Betonquerschnittes ist zwischen der plastischen Nulllinie und der Randfaser des Betongurtes der Bemessungswert der Betondruckfestigkeit mit f cd = 0,85 f ck/γc anzunehmen.

(4)

Wenn der Betongurt in der Druckzone liegt, sollte die Momententragfähigkeit nach dem Abschnitt II-4.4.1.3 oder II-4.4.1.4 ermittelt werden, wenn der Abstand z pl zwischen der plastischen Nulllinie und der äußeren Randfaser der Druckzone des Betongurtes 15 % der gesamten Höhe h des Trägers überschreitet.

40




II-4

Alternativ darf das Grenzmoment M Rd = β M pl,Rd verwendet werden, wobei der Abminderungsfaktor β nach Bild 4.3 zu bestimmen ist. Für Werte z pl/h größer als 0,4 sollte die Momententragfähigkeit nach dem Abschnitt II-4.4.1.3 oder II-4.4.1.4 ermittelt werden. β z pl

0,85 f ck /γc

1,0 0,85

-

h z pl

0,15

Bild 4.3

0,4

h

g n u n n a p S

M pl,Rd

+

f y /γa

Reduktionsfaktor , Querschnitt und Spannungsverteilung

(5)

Die Regelungen nach (1) bis (4) gelten auch für die Ermittlung von M f,Rd nach Abschnitt II-4.4.3(2). Für die Ermittlung der Beanspruchbarkeit des Flansches sollten der Baustahl, der Beton und die Bewehrung berücksichtigt werden. Wenn die Tragfähigkeit nach (4) ermittelt wird, sollte für die Berechnung von M f,Rd derselbe Abminderungsfaktor β wie für M pl, Rd angesetzt werden.

(6)

Wenn bei Durchlaufträgern die Schnittgrößen nach der Elastizitätstheorie ermittelt werden, sollte in den Feldbereichen bei positiver Momentenbeanspruchung und Querschnitten der Klassen 1 und 2 der Bemessungswert des Biegemomentes den Wert 0,9 M pl,Rd nicht überschreiten, wenn -

an den benachbarten Stützen Querschnitte der Klassen 3 und 4 vorhanden sind und das Verhältnis der benachbarten Stützweiten ( Lmin/Lmax) den Wert 0,6 unterschreitet.

4.4.1.3

Dehnungsbeschränkte Momententragfähigkeit

(1)

Eine nichtlineare Berechnung der Momententragfähigkeit unter Berücksichtigung der Spannungsdehnungsbeziehungen der Werkstoffe ist für alle Querschnittsklassen sowie für Querschnitte mit und ohne Spanngliedvorspannung zulässig.

(2)

Bei der Berechnung sollte von der Annahme des Ebenbleibens des Gesamtquerschnittes ausgegangen werden. Es darf im Zug- und Druckbereich ein starrer Verbund zwischen Beton und im Verbund liegender Bewehrung angenommen werden. Einflüsse aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen dürfen vernachlässigt werden.

(3)

Betondruckspannungen sind mit der Spannungsdehnungslinie nach Abschnitt II-4.2.1.3.3(9) des DIN-Fachberichtes 102 zu ermitteln.

41


II-4



(4)

Die Spannungen des Beton- und Spannstahls sollten mit den Spannungsdehnungslinien nach den Abschnitten II-4.2.2.3 und II-4.2.3.3 des DIN-Fachberichtes 102 ermittelt werden. Bezüglich des örtlichen Ausknickens druckbeanspruchter Bewehrung gilt Abschnitt II-4.4.1.1(8). Bei der Ermittlung der Spannungen von Spanngliedern ist die Vordehnung zu berücksichtigen.

(5)

Die Spannungen des Baustahlquerschnittes sind mit einer ideal-elastischen/ideal-plastischen Spannungsdehnungslinie zu ermitteln. Die Einflüsse aus der Belastungsgeschichte (Träger mit bzw. ohne Eigengewichtsverbund) sollten berücksichtigt werden. Für Querschnitte der Klassen 3 und 4 sind die Dehnungen in der gedrückten Randfaser auf den Wert f y / ( E aγa) zu beschränken. In Gurten, für die ein Biegedrillknicknachweis nach Abschnitt II-4.6 erforderlich ist, sollte die Dehnung in der Schwerachse des Gurtes auf den Wert χLT f yd / E a beschränkt werden.

4.4.1.4

Elastische Momententragfähigkeit

(1) P

Die Spannungen sind mit dem wirksamen Querschnitt in Übereinstimmung mit den Abschnitten II-4.2.1 und II-4.2.2.2 und dem Kapitel III des DIN-Fachberichtes 103 auf der Grundlage einer linear-elastischen Verteilung zu berechnen. Die Spannungen dürfen sowohl nach dem Gesamtquerschnittsverfahren als auch mit den Teilschnittgrößen des Baustahlquerschnittes und des bewehrten bzw. vorgespannten Betonquerschnittes ermittelt werden.

(2)

Wenn kein genaueres Berechnungsverfahren angewendet wird, sollten die Einflüsse aus dem Kriechen mit Hilfe der Reduktionszahlen nach den Abschnitten II-4.2.3(3) und (4) berücksichtigt werden.

(3)

Bei der Berechnung des elastischen Grenzmomentes M el,Rd sind die folgenden Grenzspannungen einzuhalten: 0,85 f ck / γc für Betongurte in der Druckzone, f y / γa für zugbeanspruchte Querschnittsteile und für druckbeanspruchte Querschnittsteile von Querschnitten der Klassen 1, 2 und 3 ohne Biegedrillknickgefahr, σRd Grenzspannung für druckbeanspruchte Querschnittsteile von Stahlträgern der Klasse 4 und bei Trägern mit Biegedrillknickgefahr mit γRd = 1,10: - bei Anwendung des Nachweisverfahrens nach Abschnitt III-10 des DINFachberichtes 103 gilt σRd = ρx f y / γRd, - bei Anwendung des Nachweisverfahrens mit wirksamen Querschnitten gilt σRd = f y / γRd, wobei Abschnitt III-2.1(3)P des DIN-Fachberichtes 103 zu beachten ist, - in Gurten von Querschnitten mit Biegedrillknickgefahr nach Abschnitt II-4.6 ergibt sich die Grenzspannung zu χLT f y / γRd, f sk / γs für Betonstahl in der Zug- und Druckzone des Querschnittes. Der Betonstahl in der Druckzone des Querschnittes darf aus Vereinfachungsgründen vernachlässigt werden,

42



f p 0,1k / γs


II-4

für Spannglieder nach Abschnitt II-2.5.4.4.3 des DIN-Fachberichtes 102. Die Spannung aus Vordehnung der Spannglieder sollte nach Abschnitt II-4.3.1.2 des DIN-Fachberichtes 102 berücksichtigt werden.

(4) P

Der Einfluss der Belastungsgeschichte ist zu berücksichtigen, d.h. Spannungen aus Beanspruchungen, die allein auf den Baustahlquerschnitt und auf den Verbundquerschnitt wirken, sind zu überlagern.

(5) P

Für Querschnitte, bei denen der zugbeanspruchte Betongurt als gerissen angenommen wird, dürfen die primären Beanspruchungen aus dem Schwinden vernachlässigt werden.

(6)

Bei Querschnitten der Klasse 4 mit zugbeanspruchten Betongurten ist beim Tragfähigkeitsnachweis gegen Plattenbeulen nach DIN-Fachbericht 103, Abschnitte III-4 und III-10 zur Berücksichtigung von Überfestigkeiten bei der Betonzugfestigkeit die Spannungsverteilung sowohl unter der Annahme eines gerissenen Betonquerschnitts als auch unter der Annahme eines ungerissenen Betonquerschnitts zu ermitteln, wenn die am als ungerissen angenommenen Querschnitt ermittelten Betonrandzugspannungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit den zweifachen Wert der Betonzugfestigkeit f ctm nicht überschreiten.

4.4.2

Querkraft

(1) P

Wenn die Mitwirkung des Betonquerschnittes bei der Ermittlung der Grenzquerkraft nicht gesondert nachgewiesen wird, ist die Grenzquerkraft allein mit dem Baustahlquerschnitt zu ermitteln. Die wirksame Schubfläche sollte nach Abschnitt II-5.4.6 des DIN Fachberichtes 103 bestimmt werden.

(2) P

Für λ w ≤ 0,83 sollte die Grenzquerkraft V Rd = V pl,Rd vollplastisch nach Abschnitt II-5.4.6 des DINFachberichtes 103 ermittelt werden. Die bezogene Schlankheit λ w ist in Abschnitt III-5.3 des DIN-Fachberichtes 103 definiert.

(3)

Für λ w > 0,83 sollte die Grenzquerkraft V Rd = V c,Rd unter Berücksichtigung des Schubbeulens nach Abschnitt III-5 des DIN-Fachberichtes 103 ermittelt werden.

4.4.3

Biegung, Normal- und Querkraft

(1)

Bei Normalkraftbeanspruchung ist bei Querschnitten der Klassen 1 und 2 der Einfluss der Normalkraft auf die vollplastische Momententragfähigkeit zu berücksichtigen. Überschreitet bei Querschnitten der Klassen 1 und 2 die Querkraft V Ed den 0,5-fachen Wert der Grenzquerkraft V Rd des Querschnittes, so ist die Reduktion des plastischen Grenzmomentes infolge Querkraft zu

43


II-4



berücksichtigen. Der Einfluss der Querkraft auf die Momententragfähigkeit darf durch eine um ρw abgeminderte Streckgrenze in der wirksamen Schubfläche erfasst werden: 2

⎛ 2 ⋅ V Ed ⎞ − 1⎟⎟ . ρ w = 1 − ⎜⎜ V ⎝ Rd ⎠ (2)

(4.5)

Bei Querschnitten der Klasse 3 mit Stegschlankheiten λ w ≤ 0,83 sollte der Nachweis nach Abschnitt II-5.4.1(*) P des DIN-Fachberichtes 103 geführt werden. Wird der Nachweis alternativ mit Hilfe der Interaktionsbedingung nach Abschnitt III-7 des DIN-Fachberichtes 103 geführt, ist M f,Rd das plastische Grenzmoment des wirksamen Verbundquerschnittes ohne Berücksichtigung des Steges. Als Bemessungswert M f,Rd darf das Produkt aus der kleineren Gurtkraft und des Abstandes der Schwerpunkte der Gurte verwendet werden. Für M pl,Rd ist das Grenzmoment nach Abschnitt II-4.4.1.2 zu verwenden.

(3)

Bei Querschnitten der Klasse 3 mit Stegschlankheiten λ w > 0,83 und bei Querschnitten der Klasse 4 sollte der Tragfähigkeitsnachweis nach Abschnitt II-5.4.1(*) P des DIN-Fachberichtes 103 in Kombination mit dem Beulnachweis nach Abschnitt III-10 des DIN-Fachberichtes 103 geführt werden. Wenn der Nachweis nach Abschnitt III-7 des DIN-Fachberichtes 103 mit Hilfe von effektiven bzw. wirksamen Querschnitten geführt werden soll, ist Abschnitt III-2.1(3) P des DINFachberichtes 103 zu beachten.

4.4.4

Beulen der Stege unter Querlasten, flanschinduziertes Stegbeulen

(1)

Für Stege ohne Längssteifen mit Querbelastung gelten die Regelungen nach Abschnitt III-6 des DIN-Fachberichtes 103. Bei ausgesteiften Stegen mit Querdruckbeanspruchung ist der Tragfähigkeitsnachweis nach Abschnitt III-10 des DIN-Fachberichtes 103 zu führen. Für flanschinduziertes Stegblechbeulen sollte Abschnitt III-8 des DIN-Fachberichtes 103 beachtet werden.

4.5 4.5.1

Schnittgrößenermittlung Allgemeines

(1) P

Das Berechnungsmodell und die Berechnungsannahmen müssen das Tragverhalten im Grenzzustand der Tragfähigkeit berücksichtigen. Wenn keine genaueren Berechnungsverfahren verwendet werden, sind die Schnittgrößen auf der Grundlage der Elastizitätstheorie nach Abschnitt II-4.5.2 zu ermitteln.

(2) P

(3) P

44

Der Einfluss von Verformungen auf die Schnittgrößen ist, soweit erforderlich, nach Abschnitt II-2.3.2.1(3) P zu berücksichtigen.




II-4

(4) P

Der Einfluss aus der Nachgiebigkeit der Verbundmittel sowie Auswirkungen aus einem Abheben des Betongurtes dürfen vernachlässigt werden, wenn die Verbundsicherung nach Abschnitt II-6 ausgeführt wird.

4.5.2 4.5.2.1

Elastische Tragwerksberechnung Allgemeines

(1) P

Bei einer elastischen Tragwerksberechnung ist unabhängig vom Beanspruchungsniveau von einer linearen Momenten-Krümmungsbeziehung der Querschnitte auszugehen.

4.5.2.2

Einfluss der Belastungsgeschichte

(1) P

Bei der Schnittgrößenermittlung müssen die Einflüsse aus der Belastungsgeschichte, z.B. bei einer abschnittsweisen Herstellung, sowie die Einflüsse aus Einwirkungen, die teilweise auf das Stahltragwerk oder auf das Verbundtragwerk wirken, ausreichend genau erfasst werden.

4.5.2.3

Einflüsse aus dem Kriechen und Schwinden des Betons sowie der Temperatur

(1) P

Die sekundären Beanspruchungen (Zwangsschnittgrößen) aus dem Kriechen und Schwinden des Betons sowie der Temperatur sind zu berücksichtigen.

(2)

Wenn kein genaueres Berechnungsverfahren angewendet wird, darf der Einfluss des Kriechens nach dem Gesamtquerschnittsverfahren mit Hilfe von Reduktionszahlen nach den Abschnitten II-4.2.3(3) und (4) berücksichtigt werden.

(3)

In Trägerbereichen, in denen der Betongurt als gerissen angenommen wird, dürfen bei der Berechnung der sekundären Beanspruchungen aus dem Schwinden die primären Beanspruchungen vernachlässigt werden.

(4)

Bei Trägern mit Querschnitten der Klassen 1 und/oder 2 dürfen die sekundären Beanspruchungen aus Schwinden sowie aus linearen Temperaturunterschieden infolge klimatischer Temperatureinwirkung beim Nachweis des Grenzzustandes der Tragfähigkeit mit Ausnahme des Grenzzustandes der Ermüdung vernachlässigt werden, wenn der bezogene Schlankheitsgrad für Biegedrillknicken λ LT kleiner als 0,4 ist.

4.5.2.4

Einfluss der Rissbildung in Betongurten

(1) P

Einflüsse aus der Rissbildung im Beton müssen berücksichtigt werden.

(2)

Für Durchlaufträger und Trägerroste mit einem oben liegenden Betongurt dürfen die Näherungsverfahren nach den Abschnitten II-4.5.2.4(3) und (4) verwendet werden, wenn der Einfluss der

45


II-4



Rissbildung auf die Schnittgrößenverteilung nicht sehr groß ist. Das für die Erfassung des Einflusses der Rissbildung benutzte Verfahren sollte für das gesamte Tragwerk angewendet werden. (3)

Auf den Verbundquerschnitt wirkende negative Biegemomente an den Innenstützen von Durchlaufträgern dürfen unter Beachtung der Gleichgewichtsbedingungen um 10 % abgemindert werden, wenn die Schnittgrößen mit den Steifigkeiten der ungerissenen Querschnitte ermittelt werden. Für Nachweise des Grenzzustandes der Ermüdung ist die Umlagerung der Schnittgrößen für die Anforderungsklassen A, B und C nach Abschnitt II-4.4.0.3 des DIN-Fachberichtes 102 nicht zulässig.

(4)

Für Brücken ohne Vorspannmaßnahmen mit Spanngliedern und/oder planmäßig eingeprägten Deformationen (z.B. Absenken der Lager) darf der Einfluss der Rissbildung durch Ansatz der Biegesteifigkeit E aJ 2 nach Abschnitt II-4.2.3(2) über jeweils 15 % der Länge der an eine Innenstütze angrenzenden Felder berücksichtigt werden. In den restlichen Trägerbereichen ist eine Biegesteifigkeit E aJ 1 des ungerissenen Querschnittes zugrunde zu legen. Dieses Verfahren ist bei Durchlaufträgern zulässig, bei denen das Verhältnis ( Lmin/Lmax) der an eine Innenstütze angrenzenden Stützweiten den Wert 0,6 nicht unterschreitet. Das Verfahren darf für Bauzustände nicht angewendet werden.

(5)

Das nachfolgend beschriebene Verfahren darf unabhängig von den in (2) angegebenen Bedingungen zur Bestimmung der gerissenen Bereiche in Trägerlängsrichtung sowie zur Festlegung der Biegesteifigkeit verwendet werden. Die Schnittgrößen sollten zunächst mit den Biegesteifigkeiten der ungerissenen Querschnitte ermittelt werden. Die Momentengrenzlinie sollte für die charakteristische Kombination der Einwirkungen unter Berücksichtigung der Langzeiteinflüsse des Betons ermittelt werden. Die Verkehrslasten sind dabei nur in den an die betrachtete Innenstütze angrenzenden Feldern zu berücksichtigen. In Trägerbereichen, in denen die Betonrandspannung infolge der Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung den 2-fachen Wert der Betonzugfestigkeit f ctm nach Abschnitt II-3.1.3(4), Tab. 3.1 des DIN-Fachberichtes 102 überschreitet, sollte die Biegesteifigkeit auf den Wert E aJ 2 nach Abschnitt II-4.2.3(2) abgemindert werden. Die so ermittelte Steifigkeitsverteilung darf bei der Schnittgrößenermittlung für den Grenzzustand der Tragfähigkeit und für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit nach Abschnitt II-5 verwendet werden.

(6)

46

Wenn kein genaueres Verfahren verwendet wird, darf bei der Berechnung der Schnittgrößen von Trägerrosten für die Querträger die Biegesteifigkeit des ungerissenen Querschnittes zugrunde gelegt werden.




II-4

4.5.2.5

Spanngliedvorspannung

(1)

Die Schnittgrößen aus Vorspannung mit Spanngliedern mit Verbund sollten in Übereinstimmung mit den Abschnitten II-2.5.4 und II-4.2.3 des DIN-Fachberichtes 102 ermittelt werden. Träger mit Spanngliedern ohne Verbund sollten in Übereinstimmung mit Kapitel V des DIN-Fachberichtes 102 bemessen werden.

4.6 4.6.1

Biegedrillknicken Allgemeines

(1) P

Wenn gedrückte Gurte von Stahlträgern nicht nach Abschnitt II-6 mit dem Betongurt verdübelt sind, ist beim Tragsicherheitsnachweis ein ausreichender Widerstand gegen Biegedrillknicken nachzuweisen.

(2)

Ist der bezogene Schlankheitsgrad λ LT nach Abschnitt II-4.6.2(2) nicht größer als 0,4, so ist ein Biegedrillknicknachweis nicht erforderlich.

(3)

Der Nachweis darf nach den Abschnitten II-5.5.2 und II-5.5.4.3 des DIN-Fachberichtes 103 geführt werden, wenn entweder die Spannungen des Verbundquerschnittes verwendet werden oder die Berechnung mit den Querschnittskenngrößen des Stahlquerschnittes und den zugehörigen Teilschnittgrößen des Stahlquerschnittes durchgeführt wird. Dabei ist davon auszugehen, dass der Stahlträger am Obergurt durch die Betonplatte seitlich gehalten und drehelastisch gebettet ist. Für Querschnitte der Klassen 1 und 2 darf das Näherungsverfahren nach Abschnitt II-4.6.2 angewendet werden.

4.6.2 (1)

Biegedrillknicken von Trägern mit Querschnitten der Klasse 1 oder 2 Das Grenzmoment bei Biegedrillknicken ergibt sich zu: M b,Rd = χLT M Rd.

(4.6)

Dabei ist:

χLT

der Abminderungsfaktor für Biegedrillknicken nach Abschnitt II-5.5.2 des DIN-Fachberichtes 103, abhängig vom bezogenen Schlankheitsgrad λ LT für Biegedrillknicken nach (2),

M Rd

das plastische Grenzmoment M pl,Rd nach Abschnitt II-4.4.1.2 oder das nach Abschnitt II-4.4.1.3 ermittelte Grenzmoment.

47


II-4 (2)



Der bezogene Schlankheitsgrad λ LT errechnet sich zu:

λ LT =

M R,k M cr

.

(4.7)

Dabei bedeuten: M R,k

M cr

ist das plastische Grenzmoment oder dehnungsbeschränkte Grenzmoment des Verbundquerschnittes unter Berücksichtigung der charakteristischen Materialeigenschaften. Dies ist M Rd nach (1) mit γa = γc = γs = 1,0. ist das ideale Biegedrillknickmoment des Verbundquerschnittes. Das ideale Biegedrillknickmoment sollte mit geeigneten Näherungsverfahren ermittelt werden. Bei der Berechnung des idealen Biegedrillknickmomentes darf davon ausgegangen werden, dass der Stahlträger am Obergurt seitlich unverschieblich und durch die Betonplatte drehelastisch gehalten ist. Bei der Ermittlung der drehelastischen Bettung sind der Einfluss aus der Rissbildung des Betongurtes und das Verformungsverhalten des Steges (Profilverformung des Stahlquerschnittes) zu berücksichtigen. Wenn die Verbundmittel nach Abschnitt II-6 ausgeführt werden, dürfen die Einflüsse aus der Nachgiebigkeit der Verbundmittel vernachlässigt werden.

4.6.3

Wirkung von Querrahmen

(1)

Der Biegedrillknicknachweis für einen gedrückten Flansch, der zusätzlich durch Querrahmen seitlich gehalten ist, darf nach Abschnitt II-5.5.2.4(4) des DIN-Fachberichtes 103 geführt werden. Ferner ist Abschnitt II-6.4.8 zu beachten.

(2)

Die auf die Querrahmen anzusetzenden Stabilisierungskräfte sollten nach Abschnitt II-5.5.2.4(4) des DIN-Fachberichtes 103 ermittelt werden.

48




II-4

4.7

Zugbeanspruchte Bauteile

4.7.1

Zugbeanspruchte Betonbauteile

(1) P

Ein zugbeanspruchtes Betonbauteil in einem Verbundsystem sollte nach Kapitel II des DINFachberichtes 102 bemessen werden. Bei Vorspannung mit Spanngliedern muss das unterschiedliche Verbundverhalten von Beton- und Spannstahl nach Abschnitt II-4.4.2 des DINFachberichtes 102 berücksichtigt werden.

(2) P

Für die Ermittlung der Beanspruchungen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit, der Gebrauchstauglichkeit und der Ermüdung muss der Einfluss aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen berücksichtigt werden. Der Bemessungswert der Normalkraft im Grenzzustand der Tragfähigkeit ergibt sich zu N Ed = N si + 0,3 ⋅ N s,cr . Dabei ist N si die Normalkraft für die maßgebende Einwirkungskombination unter Berücksichtigung der Einflüsse aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen und N s,cr die Normalkraft bei Erstrissbildung, die mit der effektiven Betonzugfestigkeit f ct,eff = 0,7 f ctm ermittelt werden darf. Anmerkung: Informationen zur Erfassung des Einflusses der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen sind in Kapitel II-Anhang 2 des DIN-Fachberichtes 102 enthalten. N s

min N Ed I I n d a t s Z u e r n i r e

N s,cr

EA eff

εsm

Bild 4.4 (3)

εs,2

ε

Vereinfachte Normalkraft-Dehnungsbeziehung

Wenn die Einflüsse aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen nicht genauer erfasst werden können, darf bei der Schnittgrößenermittlung von der in Bild 4.4 dargestellten Beziehung ausgegangen werden. Die Schnittgrößen aus Haupttragwerkswirkung dürfen vereinfacht mit der vom Beanspruchungszustand unabhängigen, konstanten Dehnsteifigkeit nach Gleichung (4.8) ermittelt werden. (EA) eff =

E s As

1− 0,35 /(1 + ρ s n 0 )

(4.8)

49


II-4



In den Grenzzuständen der Tragfähigkeit darf die Bemessungsnormalkraft nach Gl. (4.9a) angenommen werden. min N Ed = 1,45 Ac f ct,eff (1+ ρ s n0 ).

(4.9a)

In den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit darf die Bemessungsnormalkraft nach Gl. (4.9b) angenommen werden. min N Ed = 1,15 Ac f ct,eff (1+ ρ s n0 ).

(4.9b)

Dabei sind Ac die Querschnittsfläche des Betonzuggliedes, ρs der Bewehrungsgrad und f ct,eff die wirksame Betonzugfestigkeit, die mit f ct,eff = 0,7 f ctm angenommen werden darf. (4)

Der Einfluss aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen darf vernachlässigt werden, wenn bei der Ermittlung der Schnittgrößen des gezogenen Betonbauteils aus Haupttragwerkswirkung die Steifigkeit des ungerissenen Betonquerschnittes verwendet wird und bei der Schnittgrößenermittlung für die anderen Bauteile des Tragwerks für das gezogene Betonbauteil die Steifigkeiten des reinen Zustand II-Querschnittes angesetzt werden.

(5)

Das Schwinden des Betons sollte bei der Berechnung der Schnittgrößen zugbeanspruchter Betonbauteile berücksichtigt werden. Wenn kein genaueres Verfahren verwendet wird, sollte das Schwindmaß der ungerissenen Betonbauteile zugrunde gelegt werden.

(6)

Für zugbeanspruchte Betonbauteile (z.B. in Trogbrücken und Stabbogenbrücken), die gleichzeitig Fahrbahnplatten sind und Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung und örtlicher Plattentragwirkung erhalten, ist die Bemessung für Querkraft und Durchstanzen nach Abschnitt II-4.3.2.3 des DIN-Fachberichtes 102 für die örtlichen Lasten unter Berücksichtigung der Normalkraft N Ed des zugbeanspruchten Betonbauteils nach (2) P oder (3) durchzuführen. In den Gleichungen 4.118a und 4.118b nach Abschnitt 4.3.2.3 des DIN-Fachberichtes 102 darf für den Bemessungswert der Betonlängsspannung σcd für Werte σcd > σcd,o für σcd der Wert σcd,o = 1,85 N/mm2 angesetzt werden.

(7)

In den Krafteinleitungsbereichen an den Enden zugbeanspruchter Bauteile ist eine Verdübelung nach Abschnitt II-6 anzuordnen. Die Verdübelung sollte so ausgebildet werden, dass die Normalkraft über eine Länge der 1,5-fachen anteiligen Plattenbreite eingeleitet werden kann.

(8)

Beim Nachweis der Dübel im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit ist bei der nach (2) P oder (3) ermittelten Normalkraft zur Berücksichtigung der Unsicherheiten beim Ansatz der Betonzugfestigkeit ein zusätzlicher Teilsicherheitsbeiwert γf = 1,25 zu berücksichtigen.

50




II-4

4.7.2

Zugbeanspruchte Verbundbauteile

(1) P

Im Grenzzustand der Tragfähigkeit mit Ausnahme der Ermüdung ist die Bemessung für Biegung und Zug unter Vernachlässigung der Betonzugfestigkeit durchzuführen. Die Nachweise sind in Übereinstimmung mit den verbindlichen Regeln nach Abschnitt II-4.4 zu führen.

(2) P

Für den Grenzzustand der Ermüdung sind die Spannungen im Betonstahl unter Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen zu ermitteln.

(3)

Der Einfluss aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen darf vernachlässigt werden, wenn die Teilschnittgrößen des bewehrten Betonquerschnittes mit den Querschnittskenngrößen des ungerissenen Querschnittes und die Teilschnittgrößen des Baustahlquerschnittes unter Vernachlässigung des Betons (Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen ebenfalls vernachlässigt) ermittelt werden.

(5) P

Für die Krafteinleitung von Normalkräften und Biegemomenten in die Einzelquerschnitte und die daraus resultierenden Schubkräfte zwischen Baustahl und Beton sind Verbundmittel vorzusehen.

(6)

Für zugbeanspruchte Verbundbauteile, wie z.B. Diagonalen in Fachwerken, sollte die Länge des Krafteinleitungsbereiches den zweifachen Wert der kleineren Außenabmessung des Verbundquerschnittes nicht überschreiten.

4.8

Träger mit Kastenquerschnitten

(1) P

Es gilt Abschnitt II-5.2.3.3 des DIN-Fachberichtes 103 in Verbindung mit (2) bis (4). Für die Schnittgrößenermittlung ist die Biegesteifigkeit in Brückenlängsrichtung in Übereinstimmung mit den verbindlichen Regeln nach Abschnitt II-4.5 zu ermitteln. Quer zur Brückenlängsrichtung darf die Steifigkeit des ungerissenen Querschnittes angenommen werden.

(2)

Die Torsionssteifigkeit sollte für einen ideellen Querschnitt berechnet werden, bei dem die Betongurtdicke im Verhältnis der Schubmoduli von Beton und Baustahl reduziert wird und konzentriert in der Plattenmitte angenommen wird. Näherungsweise darf für das Verhältnis der Schubmoduli auch das Verhältnis der Elastizitätsmoduli von Beton und Baustahl angenommen werden. Wenn die aus dem umlaufenden Schubfluss resultierenden Schubspannungen so groß sind, dass eine Schubbewehrung erforderlich wird, sollte die ideelle Plattendicke auf die Hälfte abgemindert werden, wenn zur Berücksichtigung der Rissbildung kein genauerer Nachweis geführt wird. Bei Torsionsbeanspruchungen aus ständigen Einwirkungen darf der Einfluss des Kriechens näherungsweise durch Abminderung des Schubmoduls im Verhältnis der Reduktionszahlen nach Abschnitt II-4.2.3(4) berücksichtigt werden. 51


II-4



(3)

Der Einfluss der Profilverformung sollte in Übereinstimmung mit Abschnitt II-5.2.3.3 des DINFachberichtes 103 berücksichtigt werden.

(4)

Die maßgebenden Längsschubkräfte für die Verbundmittel sollten unter Berücksichtigung der Beanspruchungen aus Biegung und Torsion ermittelt werden. Bezüglich der Vernachlässigung des Einflusses aus der Profilverformung siehe (3). Für geschlossene Stahlquerschnitte mit Verbundgurten siehe Abschnitt II-7.

4.9 4.9.1

Ermüdung Allgemeines

(1) P

Für Straßen- und Eisenbahnbrücken in Verbundbauweise ist im Allgemeinen ein Nachweis der Ermüdung erforderlich.

(2)

Ein Ermüdungsnachweis ist nicht erforderlich, wenn die Bedingungen des Abschnittes II-9.1 des DIN-Fachberichtes 103 sowie die Bedingungen des Abschnittes II-4.3.7.1 des DIN-Fachberichtes 102 eingehalten werden.

(3)

Der Nachweis des Grenzzustandes der Ermüdung für Verbundmittel ist in Abschnitt II-6.1.5 geregelt. Für Verbundmittel darf der Nachweis der Ermüdung entfallen, wenn die Bedingungen nach Abschnitt II-6.1.3(3) eingehalten werden.

4.9.2

Ermüdungslasten und Teilsicherheitsbeiwerte

(1) P

Für die Ermüdungslasten gelten die Abschnitte IV-4.6 und IV-6.9 des DIN-Fachberichtes 101.

(2)

Für den Nachweis der Ermüdung von Straßenbrücken sollten die Nachweise mit dem Ermüdungslastmodell 3 des Abschnittes IV-4.6 des DIN-Fachberichtes 101 geführt werden.

(3)

Für den Nachweis des Baustahlquerschnittes ist der Teilsicherheitsbeiwert für die Ermüdungslasten nach Abschnitt II-9.3(1) P des DIN-Fachberichtes 103 anzusetzen. Für den Teilsicherheitsbeiwert des Ermüdungswiderstandes gelten die Abschnitte II-9.3(2) und (3) des DINFachberichtes 103.

(4)

Für Beton, Betonstahl und Spannglieder sind die Teilsicherheitsbeiwerte nach Abschnitt II-4.3.7.2 des DIN-Fachberichtes 102 zugrunde zu legen.

(5)

Für Verbundmittel ist der Teilsicherheitsbeiwert für die Ermüdungslasten nach Abschnitt II-9.3(1) P des DIN-Fachberichtes 103 zu berücksichtigen. Der Teilsicherheitsbeiwert des Ermüdungswiderstandes ist in Abschnitt II-6.1.5 geregelt.

52




II-4

4.9.3

Schnittgrößen

(1)P

Die Schnittgrößen sind auf der Grundlage der Elastizitätstheorie nach Abschnitt II-5.1.3 zu berechnen.

(2)

Bei Straßenbrücken ergeben sich die maßgebenden Schnittgrößen aus der häufigen Einwirkungskombination, wobei jedoch anstelle des repräsentativen Wertes des Lastmodells 1 das Ermüdungslastmodell 3 berücksichtigt werden sollte. Anmerkung:

Die Erhöhung der Achslasten des Ermüdungslastmodells 3 für Straßenbrücken gemäß Abschnitt II-A.106.2 des DIN-Fachberichtes 102 ist bei der Ermittlung der Schnittgrößen von Verbundbauteilen nicht erforderlich. Die Erhöhung ist jedoch bei der Bemessung von Fahrbahnplatten zu berücksichtigen.

(3)

Bei Eisenbahnbrücken sollten die Schnittgrößen für die nicht-häufige Einwirkungskombination mit dem Lastmodell 71 berechnet werden.

(4)

Die Beanspruchungen aus Temperatur sind bei den Einwirkungskombinationen nach (2) und (3) zu berücksichtigen, sofern sie ungünstig wirken. Die für den Ermüdungsnachweis maßgebenden Schnittgrößen zur Bestimmung der Spannungsschwingbreite sollten (sofern maßgebend) getrennt für die maximalen und minimalen Beanspruchungen aus Temperatur berechnet werden.

(5)

Die aus den Einwirkungskombinationen nach (2) und (3) resultierenden Bemessungswerte der Biegemomente werden nachfolgend mit M Ed,max,f und M Ed,min,f bezeichnet.

4.9.4 4.9.4.1

Spannungen und Spannungsschwingbreiten Allgemeines

(1)

Für die Ermittlung der Spannungen gelten die Annahmen des Abschnittes II-5.1.4.1.

(2)

Die Rissbildung des Betons sollte in Übereinstimmung mit Abschnitt II-5.1.4.2 berücksichtigt werden.

(3)

Die schädigungsäquivalente Spannungsschwingbreite für die Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung ergibt sich zu:

∆σE,glob = λ ⋅ φ ⋅ σmax,f − σmin,f .

E

(4.10)

Dabei ist:

σmax,f die maximale Spannung infolge der Einwirkungskombination nach Abschnitt II-4.9.3, σmin,f die minimale Spannung infolge der Einwirkungskombination nach Abschnitt II-4.9.3, 53


II-4


λ

φ


ein Anpassungsbeiwert nach (4) und (5) zur Ermittlung der schädigungsäquivalenten Spannungsschwingbreite infolge des Ermüdungslastmodells 3 für Straßenbrücken oder des Lastmodells 71 für Eisenbahnbrücken, dynamischer Beiwert, der für Straßenbrücken nach Abschnitt II-9.4.1(5) des DIN-Fachberichtes 103 und für Eisenbahnbrücken nach Abschnitt IV-6.4.3 des DIN-Fachberichtes 101 bestimmt werden sollte.

(4)

Für Beton- und Spannstahl sollte der Anpassungsfaktor λ = λS nach den Abschnitten II-A.106.2 und II-A.106.3 des DIN-Fachberichtes 102 bestimmt werden.

(5)

Für den Nachweis des Baustahls sollte λ = λa = λ1λ2λ3λ4 nach den Abschnitten II-9.5.2 und II-9.5.3 des DIN-Fachberichtes 103 ermittelt werden.

(6)

Bei kombinierten Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung und örtlichen Beanspruchungen gilt:

∆σE = ∆σE,glob + λloc∆σloc.

(4.11)

Dabei ist:

∆σE,glob λloc ∆σloc

die schädigungsäquivalente Spannungsschwingbreite nach (3) infolge der Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung, ein Anpassungsfaktor nach (4) und (5) zur Berücksichtigung örtlicher Einwirkungen, die Spannungsschwingbreite infolge örtlicher Einwirkungen.

4.9.4.2

Ermittlung der Spannungen im Baustahlquerschnitt

(1)

Wenn die Biegemomente nach Abschnitt II-4.9.3 im Betongurt Druckbeanspruchungen erzeugen, sollten die zugehörigen Spannungen im Baustahl mit den Querschnittseigenschaften des ungerissenen Querschnittes ermittelt werden.

(2)

Wenn die Biegemomente nach Abschnitt II-4.9.3 im Betongurt Zugbeanspruchungen erzeugen, sollte die Rissbildung des Betongurtes bei der Ermittlung der Spannungen des Baustahlquerschnittes berücksichtigt werden. Wenn keine genauere Berechnung unter Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen durchgeführt wird, dürfen die Spannungen im Baustahlquerschnitt vereinfacht mit dem Gesamtstahlquerschnitt (Flächenmoment zweiten Grades J 2 nach Abschnitt II-4.2.3(2)) berechnet werden.

4.9.4.3

Ermittlung der Spannungen im Beton- und Spannstahlquerschnitt

(1) P

Bei der Berechnung der Spannungsschwingbreite im Betonstahl ist bei Rissbildung der Einfluss aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen zu berücksichtigen.

54




II-4

(2) P

Für mit Spanngliedern in sofortigem oder nachträglichem Verbund vorgespannte Tragwerke mit auf Zug beanspruchten Betongurten ist bei Rissbildung das unterschiedliche Verbundverhalten von Beton- und Spannstahl zu berücksichtigen.

(3)

Wenn kein genauerer Nachweis geführt wird, darf der Einfluss aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen auf die Spannungen im Beton- und Spannstahl vereinfachend nach (4) und (5) berücksichtigt werden.

(4)

In Bereichen, in denen das Biegemoment M Ed,max,f nach Abschnitt II-4.9.3 im Betongurt Zugbeanspruchungen hervorruft, sollte die zugehörige Spannung σmax,f im Betonstahl nach Abschnitt II-5.3.3.1(2) berechnet werden. Bei Spanngliedvorspannung mit sofortigem oder nachträglichem Verbund sollten die Spannungen unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Verbundverhaltens von Spannstahl und Betonstahl nach Abschnitt II-5.3.3.2(2) berechnet werden.

(5)

Wenn sich infolge des Biegemomentes M Ed,min,f im Betongurt ebenfalls Zugbeanspruchungen ergeben, beträgt die Spannung σmin,f nach Gleichung (4.12) und Bild 4.5:

σmin,f = σmax,f (6)

M Ed,min,f M Ed,max,f

.

(4.12)

Wenn das Biegemoment M Ed,min,f nach Abschnitt II-4.9.3 im Betongurt zu Druckbeanspruchungen führt, sollten die Spannungen im Beton- und Spannstahl mit den Querschnittseigenschaften des ungerissenen Querschnittes ermittelt werden. σs, σp (zugbeanspruchter Betongurt)

σmax,f d I I t a n s u e r Z r e i n

∆σ σmin,f

M M Ed,min,f

Bild 4.5

M Ed,max,f

(negativ)

Ermittlung der Spannungsschwingbreite, wenn M Ed,min,f Zugbeanspruchungen im Betongurt hervorruft

4.9.5

Ermüdungswiderstand

(1)

Für den Ermüdungsnachweis von Beton unter Druck gilt Abschnitt II-4.3.7 des DIN-Fachberichtes 102.

55


II-4



(2)

Die Ermüdungsfestigkeit von Beton- und Spannstahl ist in den Abschnitten II-4.3.7.8 und II-4.3.7.7 des DIN-Fachberichtes 102 geregelt.

(3)

Bezüglich der Ermüdungsfestigkeit von Baustahl wird auf Abschnitt II-9.6 des DIN-Fachberichtes 103 verwiesen.

(4) P

Für die Ermüdungsfestigkeit von Verbundmitteln gelten die Abschnitte II-6.1.5 und II-6.3.3.

4.9.6

Nachweis der Ermüdung mit schädigungsäquivalenten Spannungsschwingbreiten

(1)

Für Bau-, Beton- und Spannstahl sollte die nachfolgende Bedingung eingehalten sein:

γFf ⋅ ∆σE ≤

⎛ ⎞ ∆σRk ⎜⎜ N ∗ ⎟⎟ ⎝

γMf

⎠ .

(4.13)

Dabei ist:

γFf γMf ∆σE ∆σRk (N *)

in Abschnitt II-4.9.2 angegeben, in Abschnitt II-4.9.2 angegeben, die schadensäquivalente Spannungsschwingbreite nach Abschnitt II-4.9.4.1, der charakteristische Wert der Ermüdungsfestigkeit für die maßgebende Ermüdungsfestigkeitskurve und die Lastwechselzahl N *. Für Beton- und Spannstahl ist ∆σRk(N *) = ∆σRsk(N *) nach Abschnitt II-4.3.7.5(102) des DIN-Fachberichtes 102. Für Baustahl ist ∆σRk(N *) = ∆σC die Ermüdungsfestigkeit für N c = 2 ⋅ 106 Spannungsspiele, siehe hierzu Abschnitt II-9.1.6 und II-9.5.1 des DIN-Fachberichtes 103.

(2)

Für druckbeanspruchte Betonquerschnittsteile gilt Abschnitt II-4.3.7.4 des DIN-Fachberichtes 102.

4.9.7

Vereinfachter Nachweis für Betonstahl

(1)

Für Betonstahl darf der Nachweis auch nach Abschnitt II-4.3.7.5(101) des DIN-Fachberichtes 102 geführt werden. Dabei sollten die Betonstahlspannungen nach den Abschnitten II-4.9.4.3(4) bis (6) bestimmt werden, wobei anstelle der Biegemomente M Ed,max,f und M Ed,min,f die jeweiligen Schnittgrößen für die häufige Einwirkungskombination zu verwenden sind.

56



5


II-5


5.1 5.1.1

Allgemeines Geltungsbereich

(1)

Dieser Abschnitt regelt die in Abschnitt II-2.2.1.1(6) angegebenen Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit.

(2)

Hinsichtlich der Begrenzungen gegen Stegblechatmen gilt Abschnitt II-4.4 des DIN-Fachberichtes 103.

5.1.2

Klassifizierung der Nachweisbedingungen

(1) P

Verbundbrücken oder einzelne Teile sind nach Abschnitt II-4.4.0.3(101) P des DIN-Fachberichtes 102 nach den vorhandenen Umweltbedingungen zu klassifizieren.

(2)

Zur Gewährleistung einer ausreichenden Dauerhaftigkeit dürfen Brücken oder deren Teile bezüglich der Nachweisbedingungen für die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit in die Anforderungsklassen nach Abschnitt II-4.4.0.3 des DIN-Fachberichtes 102 eingestuft werden. Die jeweilige Anforderungsklasse sollte mit dem Auftraggeber abgestimmt werden. Brücken ohne Spanngliedvorspannung sind in der Regel in die Anforderungsklasse D nach Abschnitt II-4.4.0.3 des DIN-Fachberichtes 102 einzustufen.

(3)

Die Regelungen des Abschnittes II-4.4.0.3(4) P des DIN-Fachberichtes 102 sind für Verbundbrücken nicht anzuwenden.

5.1.3

Schnittgrößenermittlung

(1)

Regelungen bezüglich effektiver Querschnitte sind in Abschnitt II-4.2.1(1) enthalten.

(2)

Die Schnittgrößen sollten auf der Grundlage einer elastischen Tragwerksberechnung nach Abschnitt II-4.5.2 ermittelt werden.

(3) P

Bezüglich der Berücksichtigung des Bauablaufs und der Belastungsgeschichte siehe Abschnitt II-4.5.2.2(1) P.

(4)

Das Kriechen und Schwinden des Betons sollten nach Abschnitt II-4.5.2.3 behandelt werden.

(5)

Bei Brücken der Anforderungsklassen D und E nach Abschnitt II-4.4.0.3 des DIN-Fachberichtes 102 sollten die Einflüsse aus der Rissbildung des Betons nach Abschnitt II-4.5.2.4 berücksichtigt werden.

57


II-5



(6)

Für Brücken mit Spanngliedvorspannung und/oder Vorspannmaßnahmen mittels eingeprägter Deformationen der Anforderungsklassen A, B und C nach Abschnitt II-4.4.0.3 des DIN-Fachberichtes 102 sind die Schnittgrößen unter der Annahme ungerissener Querschnitte zu berechnen. Bei Anwendung des Verfahrens nach Abschnitt II-4.5.2.4(3) darf eine Momentenumlagerung nicht berücksichtigt werden.

(7) P

Bei den Nachweisen sind die Einflüsse aus Temperatureinwirkungen in Übereinstimmung mit Kapitel V des DIN-Fachberichtes 101 zu berücksichtigen.

5.1.4 5.1.4.1

Ermittlung der Spannungen Allgemeines

(1) P

Bei der Berechnung der Spannungen müssen gegebenenfalls folgende Einflüsse berücksichtigt werden: -

Schubverformungen breiter Gurte, Kriechen und Schwinden des Betons, Rissbildung und Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen, Vorspannung, Montageablauf und Belastungsgeschichte, Einflüsse aus Temperatureinwirkungen, Baugrundbewegungen.

(2)

Der Einfluss von Schubverformungen bei breiten Gurten darf nach Abschnitt II-4.2.2.2 berücksichtigt werden.

(3)

Wenn kein genaueres Berechnungsverfahren verwendet wird, dürfen die Einflüsse aus dem Kriechen und Schwinden bei Anwendung des Gesamtquerschnittsverfahrens mit den Reduktionszahlen nach Abschnitt II-4.2.3(4) ermittelt werden.

(4)

Im Betongurt und in der Bewehrung sollten Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung und zugehörigen örtlichen Wirkungen überlagert werden.

(5)

Bei Querschnitten mit Rissbildung im Betongurt dürfen die primären Beanspruchungen aus dem Schwinden bei der Berechnung der Spannungen vernachlässigt werden.

(6)

Die Spannungen sind bei Querschnitten der Klasse 4 mit den Bruttoquerschnittswerten des Baustahlquerschnittes zu ermitteln.

58




II-5

5.1.4.2

Zugspannungen im Beton

(1) P

Beim Nachweis der Querschnitte ist die Zugfestigkeit des Betons zu vernachlässigen.

(2)

Wenn kein genaueres Verfahren zur Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen verwendet wird, sollten die Spannungen im Beton- und im Spannstahl nach Abschnitt II-5.3.3 ermittelt werden.

(3)

Der Einfluss aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen darf bei der Ermittlung der Spannungen des Baustahlquerschnittes vernachlässigt werden.

5.2

Spannungsbegrenzung und maßgebende Einwirkungskombinationen

(1) P

Übermäßige Kriechverformungen oder Mikrorissbildung sind durch eine Begrenzung der Betondruckspannung zu verhindern.

(2)

Bei Vorspannung mit Spanngliedern und/oder planmäßig eingeprägten Deformationen sollte die maximale Betondruckspannung auf die Werte nach Abschnitt II-4.4.1.2 des DIN-Fachberichtes 102 begrenzt werden.

(3) P

Die Spannung im Betonstahl und in den Spanngliedern muss so begrenzt werden, dass nichtelastische Dehnungen im Stahl verhindert werden.

(4)

Die Zugspannungen in der Betonstahlbewehrung sollten unter der nicht-häufigen Einwirkungskombination den Wert 0,8 f sk nach Abschnitt II-4.4.1.3(105) des DIN-Fachberichtes 102 nicht überschreiten.

(5)

Die Spannung in den Spanngliedern sollte unter Berücksichtigung der Spannkraftverluste unter der quasi-ständigen Einwirkungskombination den Wert 0,65 f pk nach Abschnitt II-4.4.1.4(1)*P des DIN-Fachberichtes 102 nicht überschreiten.

(6)

Die Spannungen im Baustahl sollten unter der charakteristischen Einwirkungskombination nach Abschnitt II-4.3 des DIN-Fachberichtes 103 begrenzt werden. Der Nachweis darf alternativ für die nicht-häufige Einwirkungskombination geführt werden. Bei den Nachweisen nach Abschnitt II-4.3(1) des DIN-Fachberichtes 103 ist dann der Teilsicherheitsbeiwert γM,ser = 1,1 zu berücksichtigen. Bei Brücken ohne Spanngliedvorspannung und/oder ohne planmäßig eingeprägte Deformationen darf dieser Nachweis bei Querschnitten der Klassen 3 und 4 entfallen.

59


II-5



(7)

Bei Querschnitten mit positiver Momentenbeanspruchung und plastischer Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit nach Abschnitt II-4.4.1.2 sollte im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit für die seltene Einwirkungskombination ein Nachweis der Beulsicherheit nach Abschnitt III-10 des DIN-Fachberichtes 103 mit γM = 1,1 geführt werden, wenn die b/t Verhältnisse nach Abschnitt II-4.4(8) des DIN-Fachberichtes 103 nicht eingehalten sind.

(8)

Beanspruchungen von Verbundmitteln sollten nach Abschnitt II-6.1.3(2) begrenzt werden.

5.3

Grenzzustände der Dekompression und Rissbildung

5.3.1

Allgemeines

(1) P

Die Rissbildung ist so zu beschränken, dass die ordnungsgemäße Nutzung des Tragwerkes und seine Dauerhaftigkeit nicht beeinträchtigt werden. Es gelten die verbindlichen Regeln des Abschnittes II-4.4.2.1 des DIN-Fachberichtes 102.

(2)

Die Begrenzung der Rissbreite umfasst den Nachweis der Mindestbewehrung nach Abschnitt II-5.3.2 und den Nachweis der Rissbreite unter der maßgebenden Einwirkungskombination nach Abschnitt II-5.3.3.

(3)

Bewehrungsstäbe mit einem Stabdurchmesser kleiner als 10 mm sollten nicht verwendet werden. Es gelten zusätzlich die Regelungen nach Abschnitt II-2.4.

5.3.2

Mindestbewehrung

5.3.2.1

Allgemeines

(1) P

Aus Gründen der Dauerhaftigkeit und des äußeren Erscheinungsbildes ist eine Mindestbewehrung anzuordnen. Diese soll verhindern, dass sich infolge rechnerisch nicht berücksichtigter Zwangsbeanspruchungen und Eigenspannungen sowie bei Tragwerken mit Vorspannung durch Spannglieder und/oder planmäßig eingeprägter Deformation infolge von Abweichungen bei den Beanspruchungen aus Vorspannung breite Einzelrisse bilden.

(2)

Zur Erfüllung der Anforderung nach (1) P sollte in allen oberflächennahen Bereichen des Betonquerschnittes eine Mindestbewehrung angeordnet werden, die unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Rissbreitenbeschränkung für die Schnittgrößenkombination zu bemessen ist, die im Betonquerschnitt zur Erstrissbildung führt. Diese Mindestbewehrung darf bei allen Nachweisen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit angerechnet werden.

60




II-5

(3)

Die Mindestbewehrung ist bei Betongurten mit veränderlicher Dicke in Gurtquerrichtung für die einzelnen Bereiche mit der örtlichen Dicke nachzuweisen.

5.3.2.2

Mindestbewehrung für Gurte von Verbundträgern

(1)

Die Mindestbewehrung nach (2) sollte in Bereichen angeordnet werden, in denen unter der nicht-häufigen Einwirkungskombination bei nicht vorgespannten Bauteilen in der Betonplatte Zugspannungen auftreten und bei Vorspannung mit Spanngliedern Druckspannungen von we2 niger als 1 N/mm in der Betonplatte vorhanden sind.

(2)

Wenn eine genauere Berechnung nicht zeigt, dass ein geringerer Bewehrungsquerschnitt ausreicht, sollte der Mindestbewehrungsgrad des Betongurtes innerhalb der Zugzone Act die nachfolgende Bedingung erfüllen.

ρs ≥

k d ⋅ k c ⋅ k ⋅ f ct,eff

σs

(5.1)

Dabei ist:

ρs Act k d k c

der auf den gezogenen Querschnitt oder Querschnittsteil bezogene Bewehrungsgehalt an Betonstahl: ρs = As / Act, die Fläche der Zugzone unmittelbar vor der Rissbildung. Zur Vereinfachung darf die mittragende Querschnittsfläche des Betongurtes angesetzt werden, = 0,9, Beiwert zur Berücksichtigung der Umlagerung der Teilschnittgrößen des Betongurtes bei Erstrissbildung, Beiwert zur Erfassung der Spannungsverteilung in Betongurten bei Erstrissbildung k c

1

= 1+

hc

+ 0 ,3 ≤ 1,0,

(5.2)

2 z 0

mit: die Dicke des Betongurtes, z 0 der vertikale Abstand zwischen den Schwerachsen des ungerissenen, unbewehrten Beton- und des Verbundquerschnittes, berechnet mit der Reduktionszahl n = E a / E cm für kurzzeitige Beanspruchungen, Beiwert zur Berücksichtigung nichtlinear verteilter Eigenspannungen, der bei Verbundquerschnitten zu k = 0,8 angenommen werden sollte, wirksame Betonzugfestigkeit nach Abschnitt II-4.4.2.2 des DIN-Fachberichtes 102 , zulässige Spannung in der Betonstahlbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite in Abhängigkeit vom Grenzdurchmesser d s∗ nach Abschnitt II-4.4.2.3, Tabelle 4.120 hc

k f ct,eff

σs

des DIN-Fachberichtes 102.

61


II-5

(3)



Die Begrenzung der Rissbreite darf dabei durch eine Begrenzung des Stabdurchmessers auf den folgenden Wert nachgewiesen werden: d s

f ct,eff

= d s∗

f ct,0

.

(5.3)

Dabei ist: d s∗

der Grenzdurchmesser nach Abschnitt II-4.4.2.3, Tabelle 4.120 des DIN-Fach-

f ct,0

berichtes 102, 2 die Zugfestigkeit des Betons, auf die die Werte für d s∗ bezogen sind ( f ct,0 = 3 N/mm ).

(4)

Mindestens die Hälfte der erforderlichen Mindestbewehrung sollte in der durch die größere Zugspannung beanspruchten Hälfte des Betongurtes angeordnet werden.

(5)

Bei Spanngliedern im sofortigen oder nachträglichen Verbund darf die erforderliche Mindestbewehrung abgemindert werden. Für die Abminderung gilt Abschnitt II-4.4.2.2(7) des DIN-Fachberichtes 102.

5.3.2.3

Mindestbewehrung für zugbeanspruchte Betonbauteile

(1)

Bei zugbeanspruchten Betonbauteilen nach Abschnitt II-4.7.1, die gleichzeitig zur Abtragung von örtlichen Radlasten dienen (z.B. Fahrbahnplatten von Stabbogenbrücken), ist eine Mindestbewehrung nach Gleichung (5.4) erforderlich, die symmetrisch zur Plattenmittelfläche anzuordnen ist. ρ s,min

=

0,7 f ctm σs

(5.4)

Die Betonstahlspannung σs ist in Abhängigkeit vom Stabdurchmesser d s∗ der Tabelle 5.1 zu entnehmen. (2)

Die Begrenzung der Rissbreite darf dabei durch eine Begrenzung des Stabdurchmessers auf den Wert d s nach Abschnitt II-5.3.2.2(3) mit d s∗ nach Tabelle 5.1 nachgewiesen werden.

Tabelle 5.1

Grenzdurchmesser d s∗ bei der Ermittlung der Mindestbewehrung

Betonstahlspannung 2 s (N/mm ) ∗ d s (mm)

62

120

160

200

220

20

16

12

10




II-5

5.3.3

Nachweis der Rissbreite

5.3.3.1

Schlaff bewehrte Brücken oder Brücken mit Spanngliedern ohne Verbund

(1)

Zugspannungen im Betonstahl sollten mit einer elastischen Querschnittsberechnung ermittelt werden. Die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen führt bei Verbundquerschnitten zu einer Erhöhung der Zugspannungen σs im Betonstahl. Diese erhöhte Spannung ist für die von der Anforderungsklasse nach Abschnitt II-5.1.2(2) abhängigen Einwirkungskombination für den Nachweis der Rissbreitenbeschränkung zu ermitteln. Sie darf nach (2) bestimmt werden.

(2)

Die Zugspannungen im Betonstahl dürfen bei Brücken ohne Spanngliedvorspannung wie folgt berechnet werden: σs

= σ s,2 + 0,4

f ct,eff α st ρ s

.

(5.5)

Dabei ist:

σs,2

die Betonstahlspannung unter Vernachlässigung des Betons im Zugbereich,

f ct,eff

die Zugzone des Querschnittes unmittelbar vor Rissbildung; vereinfacht sollte die mittragende Fläche des Betongurtes angesetzt werden, die Gesamtfläche der Längsbewehrung innerhalb der mittragenden Fläche Act, = ( As / Act), (5.6) die wirksame Betonzugfestigkeit,

αst

=

Act As

ρs

A2 J 2 Aa J a

.

(5.7)

Hierbei sind A2 und J 2 die Fläche und das Flächenmoment zweiten Grades des Verbundquerschnittes unter Vernachlässigung des Betons im Zugbereich und Aa und J a die Fläche und das Flächenmoment zweiten Grades des Baustahlquerschnittes. (3)

Die Rissbreite darf als angemessen kontrolliert angesehen werden, wenn entweder der Stabdurchmesser nach Abschnitt II-5.3.2.2(3) begrenzt wird, oder wenn die von der Betonstahlspannung σs abhängigen Höchstwerte für den Stababstand nach Tabelle 4.121 des Abschnittes II-4.4.2.3 des DIN-Fachberichtes 102 nicht überschritten werden.

5.3.3.2

Brücken mit Spanngliedvorspannung mit sofortigem oder nachträglichem Verbund

(1)

Die Abschnitte II-5.3.3.1(1) und (3) sind zu beachten. Die Spannungen in der Bewehrung und im Spannstahl sollten nach (2) berechnet werden, wobei zusätzlich das unterschiedliche Verbundverhalten von Spann- und Betonstahl zu berücksichtigen ist.

63


II-5



Die Verwendung von Spanngliedern mit sofortigem und nachträglichem Verbund bedarf bei Straßenbrücken der Zustimmung im Einzelfall, siehe hierzu Abschnitt II-2.4. (2)

Die Spannung σs der Bewehrung bzw. der Spannungszuwachs ∆σp im Spannstahl sollten für die von der Anforderungsklasse nach Abschnitt II-5.1.2(2) abhängigen Einwirkungskombination unter Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen und des unterschiedlichen Verbundverhaltens von Betonstahl und Spannstahl nach Gleichung (5.8) berechnet werden. σs

⎛ 1 1 ⎞ ⎟⎟ = σIIs + 0,4 ⋅ f ct,eff ⎜⎜ − eff ρ ρ tot ⎠ ⎝

∆σ p =

σ IIs

− 0,4 ⋅ f ct,eff

(5.8)

⎛ 1 ξ 12 ⎞⎟ ⎜ ⎜ ρ tot − eff ρ ⎟ ⎝ ⎠

mit: σ IIs

= σ s,2 + 0,4

f ct,eff ρ tot α st

,

(5.9)

wobei die Bezeichnungen in Abschnitt II-5.3.3.1(2) und nachfolgend definiert sind:

σs ∆σp σs,2

eff ρ, ρtot

ξ1

ist die Spannung in der Bewehrung infolge von äußeren Momenten, ist der Spannungszuwachs im Spannstahl infolge von äußeren Momenten. Zusätzlich ist die aus der Vordehnung resultierende Spannung zu berücksichtigen, Spannung im Beton und Spannstahl ohne Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen und ohne Berücksichtigung der unterschiedlichen Verbundeigenschaften von Beton- und Spannstahl (ermittelt mit J 2 nach Abschnitt II-4.2.3(2)), der effektive und der geometrische Bewehrungsgrad nach Abschnitt II-4.4.2.3(5) P des DIN-Fachberichtes 102, das Verhältnis der Verbundfestigkeit von Spannstahl zu Betonstahl unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Stabdurchmesser nach Abschnitt II-4.4.2.2(7) des DINFachberichtes 102.

5.3.3.3

Zugbeanspruchte Betonbauteile

(1)

Wenn kein genauerer Nachweis geführt wird, ist für zugbeanspruchte Betonbauteile nach Abschnitt II-4.7.1 bei Nachweisen in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit die Normalkraft nach II-4.7.1(2) P oder (3) zu berücksichtigen.

64




II-5

(2)

Beim Nachweis der Rissbreitenbeschränkung für die kombinierte Beanspruchung aus Haupttragwerkswirkung und örtlicher Plattentragwirkung darf die Rissbreite als angemessen kontrolliert angesehen werden, wenn der Stabdurchmesser nach Abschnitt II-5.3.2.2(3) und Tabelle 4.120 des DIN-Fachberichtes 102 begrenzt wird.

(3)

Für Betonzugglieder nach Abschnitt II-4.7.1 ist zusätzlich für Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung (ohne Berücksichtigung der örtlichen Plattenbiegung) der Stabdurchmesser nach Abschnitt II-5.3.2.2(3) zu begrenzen, wobei jedoch der Grenzdurchmesser d s∗ nach Tabelle 5.1 der berücksichtigt werden sollte.

(4)

Wird die Plattendicke in den Krafteinleitungsbereichen an den Brückenenden vergrößert, so ist in den Bereichen, die von der Normalkrafteinleitung nicht betroffen sind, die erforderliche Mindestbewehrung nach Abschnitt II-4.4.2.2 des DIN-Fachberichtes 102 für w k = 0,2 mm zu ermitteln.

5.4

Verformungen

(1)

Für die Berechnung der Verformungen darf entweder die mittragende Breite nach Abschnitt II-4.2.2.1 oder alternativ ein genaueres Verfahren nach Abschnitt II-4.2.1(1) P benutzt werden.

(2) P

Die Verformungen sind auf der Grundlage einer elastischen Tragwerksberechnung nach den verbindlichen Regeln des Abschnittes II-4.5.2 unter Berücksichtigung der maßgebenden Einflüsse nach Abschnitt II-5.1.4.1(1) P zu ermitteln.

(3) P

Verformungen dürfen weder die Entwässerung noch die ordnungsgemäße Funktion des Tragwerkes selbst oder angrenzender Bauteile beeinträchtigen.

(4)

Für Eisenbahnbrücken ist Abschnitt IV-G.3 des DIN-Fachberichtes 101 zu beachten. Für andere Brücken sollten, falls erforderlich, geeignete Grenzwerte für die Durchbiegung infolge des zu erwartenden Verkehrs unter Berücksichtigung der zugehörigen Einwirkungskombination mit dem Bauherren vereinbart werden.

(5) P

Verformungen während der Bauzeit müssen so begrenzt werden, dass der Beton während des Betonierens und Abbindens nicht geschädigt wird und die planmäßige Gradiente sichergestellt wird.

(6)

Zur Festlegung der Überhöhung sollte die quasi-ständige Einwirkungskombination zugrunde gelegt werden. Bei Eisenbahnbrücken sollten die quasi-ständigen Verkehrslasten mit ψ2 = 0,20 bei der Festlegung der Überhöhung berücksichtigt werden. Die aus den quasi-ständigen Verkehrslastanteilen resultierenden Verformungen infolge Kriechen dürfen vernachlässigt werden.

65


II-5


Anmerkung:


Der Bauherr kann von dieser Regel abweichende Festlegungen treffen. Für Eisenbahnbrücken ist eine Abstimmung mit der zuständigen Bauaufsichtsbehörde erforderlich.

5.5

Schwingungen

(1)

Siehe hierzu Abschnitte IV-5.7 und IV-6.4 des DIN-Fachberichtes 101, Abschnitt II-4.4.4 des DIN-Fachberichtes 102 und Abschnitte II-4.7, II-4.8 und II-4.9 des DIN-Fachberichtes 103.

66




II-6

6

Verbundsicherung

6.1 6.1.1

Allgemeines Bemessungsgrundlagen

(1)

Die Abschnitte II-6.1 bis II-6.6 sind für Träger mit offenen und geschlossenen Querschnitten sowie gegebenenfalls für andere Bauteile anwendbar. Es ist Abschnitt II-2.3.3.2(3) P zu beachten. Weitere Regelungen zur Verbundsicherung werden in Abschnitt II-4.7 (zugbeanspruchte Verbundbauteile und Stabbogenbrücken), Abschnitt II-4.8(4) (Träger mit Kastenquerschnitten) sowie in Abschnitt II-7.4 (Verbundplatten) angegeben.

(2) P

Die Verbundmittel und die Querbewehrung müssen in Trägerlängsrichtung so angeordnet werden, dass die Schubkräfte zwischen Betonplatte und Stahlträger übertragen werden können.

(3) P

Verbundmittel müssen eine ausreichend große Steifigkeit besitzen, damit der Einfluss des Schlupfes in der Verbundfuge und daraus resultierende Spannungsumlagerungen im Verbundquerschnitt vernachlässigt werden können.

(4)

Wenn Verbundmittel nach Abschnitt II-6.3 verwendet werden und die Ermittlung der Längsschubkräfte nach Abschnitt II-6.2 erfolgt, darf angenommen werden, dass (3) P erfüllt ist. Die Längsschubkräfte dürfen dann unter der Annahme des Ebenbleibens des Gesamtquerschnittes ermittelt werden.

(5) P

Die Verbundmittel müssen in der Lage sein, ein Abheben der Betonplatte vom Stahlträger zu verhindern, wenn keine anderen Verankerungen vorhanden sind, oder ein Abheben des Stahlflansches, z.B. durch Einbetonieren, verhindert wird.

(6)

Um ein Abheben der Betonplatte zu verhindern, sollten Verbundmittel für eine rechtwinklig zum Stahlträgerflansch wirkende Zugkraft bemessen werden, die mindestens der 0,1-fachen Grenzscherkraft des Verbundmittels entspricht. Falls erforderlich, sind zusätzliche Verankerungen vorzusehen.

(7)

Bei Kopfbolzendübeln nach den Abschnitten II-6.3.2 und II-6.4 darf angenommen werden, dass sie einen ausreichenden Widerstand gegen Abheben nach (5) P und (6) aufweisen.

(8)

Im Bereich von Querrahmen und Quersteifen sowie bei Trägern mit Kastenquerschnitten sollte bei der Verdübelung der Einfluss aus der Einspannung der Fahrbahnplatte in die Stahlkonstruktion berücksichtigt werden. Die konstruktive Ausbildung sollte so erfolgen, dass aus der Einspannwirkung in den Dübeln keine nennenswerten Zugkräfte entstehen. Ein rechnerischer Nachweis darf entfallen, wenn die konstruktive Ausbildung nach Abschnitt II-6.4.8 erfolgt.

67


II-6



(9) P

Der Ansatz des Haftverbundes zwischen Stahl und Beton ist mit Ausnahme der Regelungen nach Abschnitt II-Anhang K nicht zulässig.

(10) P

Wenn zur Verbundsicherung Verbundmittel verwendet werden, die nicht in Abschnitt II-6.3 geregelt sind, muss das bei der Bemessung angenommene Tragverhalten durch Versuche und entsprechende Berechnungsmodelle abgesichert werden. Die Bemessung des Verbundbauteils muss mit den Bemessungsmethoden für vergleichbare Verbundmittel nach Abschnitt II-6.3 übereinstimmen, soweit dies möglich ist. Es sind die Abschnitte II-2.3.3.2(3) P und II-2.2.3.2(3) P zu beachten.

(11) P

Wenn unterschiedliche Arten von Verbundmitteln innerhalb eines Trägerabschnittes verwendet werden, ist das unterschiedliche Last-Verformungsverhalten der Verbundmittel zu berücksichtigen.

6.1.2

Verformungsvermögen von Verbundmitteln

(1) P

Verbundmittel müssen ein ausreichendes Verformungsvermögen besitzen, um eine bei der Bemessung angenommene bzw. rechnerisch nur näherungsweise erfasste Umlagerung von Längsschubkräften zu ermöglichen.

(2)

Es darf angenommen werden, dass (1) P für diejenigen Verbundmittel erfüllt ist, deren Tragfähigkeiten in Abschnitt II-6.3 geregelt sind.

6.1.3


(1)

Die Längsschubkräfte sollten für die charakteristische Einwirkungskombination mit den Berechnungsannahmen nach Abschnitt II-6.2 ermittelt werden.

(2)

In den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit ist eine äquidistante Anordnung von Dübeln in den Bereichen zulässig, in denen der Bemessungswert der Längsschubkraft den Bemessungswert der Längsschubkrafttragfähigkeit um nicht mehr als 10 % überschreitet. Der Bemessungswert der Längsschubkrafttragfähigkeit im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit ergibt sich zu 0,60 P Rd, wobei P Rd die Grenzscherkraft des Verbundmittels nach Abschnitt II-6.3.2.1(1) ist. Über die jeweils betrachtete Länge darf die gesamte Bemessungslängsschubkraft nicht größer als 0,60 P Rd n sein, wobei n die Anzahl der Verbundmittel innerhalb der betrachteten Länge ist.

(3)

Für Haupttragglieder darf bei Verwendung von Kopfbolzendübeln auf einen Nachweis der Ermüdung der Verbundmittel nach Abschnitt II-6.1.5 verzichtet werden, wenn die nachfolgenden Bedingungen erfüllt sind.

68



-


II-6

Die Längsschubkräfte werden mit den Querschnittskenngrößen des ungerissenen Querschnittes (Zustand I) ermittelt. Beim Nachweis des Grenzzustandes der Gebrauchstauglichkeit nach (2) ist der Bemessungswert der Längsschubkraft auf den 0,3-fachen Bemessungswert P Rd nach Abschnitt II-6.3.2.1(1) abzumindern.

(4)

An den Einleitungsstellen von Längskräften und an Betonierabschnittsgrenzen nach 6.2.3.2 und 6.2.4 ist im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit bei der Ermittlung der konzentrierten Längsschubkräfte nach den Bildern 6.3 und 6.4 für die Einleitungslänge Lv anstelle der gesamten mittragenden Gurtbreite beff die größere der beiden mittragenden Teilgurtbreiten bei nach 4.2.2.2(2) zugrunde zu legen.

6.1.4

Grenzzustand der Tragfähigkeit außer Ermüdung

(1)

Für den Nachweis des Grenzzustandes der Tragfähigkeit gilt Abschnitt II-6.1.3(2), wobei anstelle von 0,6 P Rd die Grenzscherkraft P Rd (siehe Abschnitt II-6.32.1(1)) zu verwenden ist.

(2)

Die Längsschubkräfte sollten mit den Berechnungsannahmen nach Abschnitt II-6.2 ermittelt werden.

(3) P

Ein örtliches Versagen des Betongurtes infolge der konzentrierten Lasteinleitung durch die Verbundmittel muss verhindert werden.

(4)

Wenn die konstruktive Ausbildung und die Bemessung der Verbundmittel in Übereinstimmung mit Abschnitt II-6.4 und die Bemessung der Querbewehrung in Übereinstimmung mit Abschnitt II-6.5 erfolgt, kann (3) P als erfüllt angesehen werden.

6.1.5

Nachweis der Ermüdung basierend auf Spannungsschwingbreiten

(1) P

Für den Nachweis der Verbundmittel auf der Grundlage von schädigungsäquivalenten Spannungsschwingbreiten sind die Ermüdungslasten und die Teilsicherheitsbeiwerte γFf nach Abschnitt II-4.9.2 zu verwenden.

(2)

Die Regelungen nach (3) bis (5) gelten für Kopfbolzendübel nach Abschnitt II-6.3.2. Für andere Arten von Verbundmitteln muss eine aus Versuchen hergeleitete Ermüdungsfestigkeitskurve vorliegen, die das Ermüdungsverhalten des Betons und des Verbundmittels berücksichtigt. Ermüdungsnachweise für andere Arten von Schweißverbindungen für Verbundmittel sollten in Übereinstimmung mit den Abschnitten II-9.5 und II-9.6 des DIN-Fachberichtes 103 geführt werden.

69


II-6

(3)



Für Kopfbolzendübel sollte die auf eine Lastspielzahl von 2 Millionen bezogene schadensäquivalente Schubspannungsschwingbreite ∆τE,2 in Übereinstimmung mit Abschnitt II-9.4.1 des DIN-Fachberichtes 103 bestimmt werden. Bei der Bestimmung des Anpassungsbeiwertes λ sollten die nachfolgenden, abweichenden Regelungen beachtet werden. Für Straßenbrücken ergibt sich der Anpassungsbeiwert zu λv = λv,1⋅λv,2⋅λv,3⋅λv,4. Der Beiwert λv,1 darf für Straßenbrücken mit Stützweiten bis zu 100 m bei Verwendung von Kopfbolzendübeln mit λv,1 = 1,55 angenommen werden. Die Beiwerte λv,2, λv,3 und λv,4 ergeben sich nach den Abschnitten II-9.5.2(4) bis (7) des DIN-Fachberichtes 103, wobei anstelle der Exponenten 5 bzw. 1/5 die Exponenten 8 bzw. 1/8 verwendet werden sollten. - Für Eisenbahnbrücken ergibt sich der Anpassungsbeiwert zu λv = λv,1⋅λv,2⋅λv,3⋅λv,4. Der Beiwert λv,1 ist in Bild 6.1 angegeben. Die Beiwerte λv,2, λv,3 und λv,4 ergeben sich nach den Abschnitten II-A.106.3.1(104) bis (106) des DIN-Fachberichtes 102, wobei anstelle des Exponenten m = k 2 der für Kopfbolzendübel maßgebende Exponent m = 8 verwendet werden sollte. -

λv,1

1,0 λ v,1= 0,9 - L

0,9

133

0,8

0,75

0,7 0,6 für normalen und schweren Verkehr

0,5 0

Bild 6.1 (4)

v,1 für

20

30

40 50 60 Spannweite [m]

70

80

90

100

das Lastmodell 71 nach Kapitel IV des DIN-Fachberichtes 101

In Trägerbereichen, in denen im Stahl- und Betongurt unter der Einwirkungskombination nach den Abschnitten II-4.9.3(2) und (3) Druckspannungen vorhanden sind, sollte der Nachweis der Ermüdung für Kopfbolzendübel mit der folgenden Bedingung geführt werden:

γ Ff ∆τE,2 ≤ 1,0 ∆τ C / γ Mf,v

70

10

(6.1)




II-6

Dabei ist:

∆τE,2

∆τC γFf γMf,v φ (5)

= λv φ ∆τ, schädigungsäquivalente Schubspannungsschwingbreite bezogen auf zwei Millionen Lastwechsel mit λv nach (3). Die Spannungsschwingbreite ∆τ infolge des Ermüdungslastmodells ist dabei mit der Querschnittsfläche des Bolzenschaftes zu bestimmen, 2 6 = 90 N/mm , der Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit für ∆τR bei N C = 2 ⋅ 10 Lastspielen, siehe Abschnitt II-6.3.3, der Teilsicherheitsbeiwert nach Abschnitt II-9.3(1) P des DIN-Fachberichtes 103 und = 1,25, dynamischer Beiwert nach Abschnitt II-4.9.4.1(3).

In Trägerbereichen, in denen unter der Einwirkungskombination nach den Abschnitten II-4.9.3(2) und (3) Zugspannungen im Betongurt entstehen, sollte der Einfluss aus der Interaktion zwischen der Schubspannungsschwingbreite ∆τE,2 im Bolzenschaft des Dübels und der Normalspannungsschwingbreite ∆σE,2 in der Schwerachse des Gurtes des Stahlträgers mit den nachfolgenden Bedingungen nachgewiesen werden.

γ Ff ∆σ E,2 γ ∆τ + Ff E,2 ≤ 1,3 ∆σ C / γ Mf ,a ∆τ C / γ Mf ,v

(6.2)

γ Ff ∆σ E,2 ≤ 1,0 ∆σ C / γ Mf ,a

(6.3)

γ Ff ∆τ E,2 ≤ 1,0 ∆τ C / γ Mf ,v

Dabei ist:

∆τC, γFf und γMf,v ∆σC

∆σE,2 γMf,a = γMf

in (4) definiert, 2 = 80 N/mm , der Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit für die maßgebende Kerbgruppe 80 nach den Abschnitten II-9.6 und II-Anhang L des DINFachberichtes 103, die schädigungsäquivalente Spannungsschwingbreite ∆σE,2 im Gurt des Stahlträgers nach den Abschnitten II-4.9.3 und II-4.9.4, der Teilsicherheitsbeiwert für den Ermüdungswiderstand nach Abschnitt II-9.3 des DIN-Fachberichtes 103.

Die Nachweisgleichung (6.2) sollte jeweils für die Spannungsschwingbreiten max. ∆σE,2 und zugehörig ∆τE,2 sowie für die Spannungsschwingbreiten max. ∆τE,2 und zugehörig ∆σE,2 nachgewiesen werden. (6)

Wenn bei der Ermittlung der Spannungsschwingbreiten die Einflüsse aus der Rissbildung, der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen und Einflüsse aus Überfestigkeiten bei der Betonzugfestigkeit auf die Normal- und Schubspannungen nicht genauer nachgewiesen werden,

71


II-6



sollte der Interaktionsnachweis nach den Gleichungen (6.2) und (6.3) sowohl mit den Querschnittskenngrößen des reinen Zustand II (Flächenmoment zweiten Grades J 2 nach Abschnitt II-4.2.3(2)) als auch mit den Querschnittskenngrößen des ungerissenen Querschnittes (Flächenmoment zweiten Grades J 1 nach Abschnitt II-4.2.3(2)) geführt werden.

6.1.6

Bemessungssituationen während der Bauausführung

(1)

Wenn während der Bauausführung die Verbundmittel vor Erreichen des Bemessungswertes der Festigkeit des Betons beansprucht werden, können sie als wirksam angesehen werden, 2 wenn der sie umgebende Beton eine Zylinderdruckfestigkeit f cx von mehr als 20 N/mm besitzt.

6.2 6.2.1

Ermittlung der Längsschubkräfte Allgemeines

(1) P

Die Bemessungswerte der Längsschubkräfte v L,Ed in der Verbundfuge und im Betongurt sind im Grenzzustand der Tragfähigkeit und im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit für jede Einwirkungskombination und Laststellung mit den nachfolgenden Annahmen zu berechnen. Bei Trägern mit Kastenquerschnitten sind die Längsschubkräfte aus Torsion zu berücksichtigen.

(2)

Die Längsschubkraft v L,Ed pro Längeneinheit in der Verbundfuge zwischen Stahl und Beton sollte im Grenzzustand der Tragfähigkeit mit Ausnahme der Regelungen nach Abschnitt II-6.2.2 mit Hilfe von elastischen Berechnungsverfahren aus der Änderung der Normalkräfte im Baustahl- oder Betonquerschnitt des Verbundquerschnittes ermittelt werden. Es darf von der Querkraftgrenzlinie des Trägers ausgegangen werden.

(3)

In Trägerbereichen mit Rissbildung im Betongurt sollten im Grenzzustand der Tragfähigkeit außer Ermüdung die Einflüsse aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen und aus Überfestigkeiten bei der Betonzugfestigkeit berücksichtigt werden. Vereinfachend darf die Längsschubkraft pro Längeneinheit mit den Querschnittsgrößen des ungerissenen Querschnittes berechnet werden.

(4)

Für die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit und Ermüdung sind die Längsschubkräfte im Allgemeinen unter der Annahme ungerissener Querschnitte zu ermitteln. Wenn bei Brücken der Anforderungsklassen D und E nach Abschnitt II-4.4.0.3 des DIN-Fachberichtes 102 im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit der Einfluss der Rissbildung berücksichtigt wird, sollten die Längsschubkräfte unter Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen und möglicher Überfestigkeiten bei der Betonzugfestigkeit berechnet werden.

72




II-6

(5)

In Bereichen mit konzentrierter Einleitung von Längsschubkräften sollten die Einflüsse aus lokalem Schlupf in der Verbundfuge nach Abschnitt II-6.2.3 berücksichtigt werden.

(6)

In Bereichen mit Querschnittsänderungen ergeben sich örtliche Längsschubkraftspitzen. Wenn keine genauere Berechnung durchgeführt wird, darf der Verlauf der durch die Querschnittsänderung verursachten Längsschubkraft V L,Ed nach Abschnitt II-6.2.3.2 angenommen werden, wobei ed = 0 anzusetzen ist.

6.2.2

Grenzzustände der Tragfähigkeit mit Ausnahme der Ermüdung für Träger mit Querschnitten der Klassen 1 und 2

(1)

Wenn bei Trägern mit Querschnitten der Klassen 1 und 2 nach Abschnitt II-4.3 der Bemessungswert des Biegemomentes M Ed das elastische Grenzmoment M el,Rd überschreitet, ist in Trägerbereichen mit M Ed > M el,Rd der nichtlineare Zusammenhang zwischen Querkraft V Ed und Längsschubkraft v L,Ed zu berücksichtigen.

(2)

Das elastische Grenzmoment darf nach Gleichung (6.4) berechnet werden. M el,Rd = M a,Ed + k M c,Ed

(6.4)

Dabei ist: M a,Ed M c,Ed k

das auf den Baustahlquerschnitt wirkende Bemessungsmoment, das auf den Verbundquerschnitt wirkende Bemessungsmoment, der kleinste Faktor (k < 1,0), der sich aus den für die jeweiligen Randfasern des Querschnittes maßgebenden Grenzspannungen nach Abschnitt II-4.4.1.4 ergibt.

(3)

Wenn kein genauer Nachweis geführt wird, sollte in Trägerbereichen, in denen sich der Betongurt in der Druckzone befindet, zur Berücksichtigung des nichtlinearen Verhaltens die resultierende Längsschubkraft V L,Ed im Bereich L A-B (siehe Bild 6.2(a)) aus der Differenz der Normalkräfte N c,Ed und N c,el berechnet werden. Die Verbundmittel dürfen in diesem Bereich äquidistant angeordnet werden.

(4)

Wenn das Bemessungsmoment M Ed,max kleiner als das vollplastische Grenzmoment M pl,Rd ist, darf die Normalkraft des Betongurtes nach Bild 6.2(b) und Gleichung (6.5) ermittelt werden. N c,Ed = N c,el +

M Ed,max − M el,Rd M pl,Rd − M el,Rd

(N cf − N c,el ) für M el,Rd < M Ed,max ≤ M pl,Rd

(6.5)

Dabei ist: M el,Rd und M pl,Rd N c,el

das elastische bzw. vollplastische Grenzmoment des Querschnittes, die Normalkraft des Betongurtes bei Erreichen des elastischen Grenzmomentes,

73


II-6


die Normalkraft des Betongurtes bei Erreichen des vollplastischen Grenzmomentes M pl,Rd, der Bemessungswert der Normalkraft des Betongurtes infolge des Momentes M Ed,max.

N c,f N c,Ed

(a)

(b)

N c,el

N c,Ed V L,Ed

M el,Rd

M Ed,max

A 0

B

L A-B

M -

Biegemoment

M pl,Rd M Ed,max M el,Rd

x M a,Ed

M el,Rd


M a,Ed

M Ed

M Ed,max M pl,Rd

0 M

Bild 6.2

N c,el N c -

N c,Ed

N cf

N c

Normalkraft im Betongurt

Längsschubkräfte bei Trägern mit Querschnitten der Klassen 1 und 2

6.2.3 6.2.3.1

Örtliche Einleitung von konzentrierten Längsschubkräften Allgemeines

(1)

Abschnitt II-6.2.3 behandelt die Ermittlung der Längsschubkräfte in der Verbundfuge infolge einer konzentrierten Längsschubkraft V L,Ed, die aus den folgenden Beanspruchungen F Ed resultiert: - statisch bestimmter Anteil einer Vorspannkraft F Ed infolge von Spanngliedern mit oder ohne Verbund, - Einleitung einer Kraft F Ed in den Betongurt durch Stahl- oder Verbundbauteile (z.B. bei Fachwerken oder Rahmen). Dabei ist F Ed diejenige Komponente der einzuleitenden Kraft, die nach Herstellung des Verbundes parallel zur Richtung der Verbundfuge wirkt.

(2)

74

Der resultierende Verlauf von V L,Ed infolge mehrerer Kräfte F darf durch Überlagerung der Einzelanteile ermittelt werden. Für die Weiterleitung der konzentrierten Längsschubkräfte sollten die Lastausbreitungswinkel nach Abschnitt II-4.2.2.3 angenommen werden.




II-6

6.2.3.2

Verteilung der Längsschubkraft entlang der Verbundfuge bei Einleitung von Längskräften

(1)

Die Verteilung der Kraft V L,Ed über die Länge Lv der Verbundfuge darf im Grenzzustand der Tragfähigkeit nach Bild 6.3(a) angenommen werden. Der Maximalwert der Längsschubkraft pro Längeneinheit ergibt sich zu: v L,Ed,max = V L,Ed / (ed + beff / 2).

(6.6)

Dabei ist: beff ed eh ev

die bei der Schnittgrößenermittlung angesetzte mittragende Gurtbreite nach Abschnitt II-4.2.2.1, entweder 2eh oder 2ev, der seitliche Abstand vom Angriffspunkt der Kraft F Ed zur maßgebenden Stegachse des Stahlquerschnittes, wenn die Kraft in den Betongurt eingeleitet wird, der vertikale Abstand vom Angriffspunkt der Kraft F Ed zur Verbundfuge, wenn die Kraft in den Stahlträger eingeleitet wird. (a)

(b) F Ed

F Ed

v L,Ed

v L,Ed

v L,Ed,max

v L,Ed,max

x b /2 eff

e

d

Lv

b /2 eff

x e

/2

d

b /2 eff L v /2

Bild 6.3 Verteilung der Längsschubkraft entlang der Verbundfuge (2)

Wenn die Einleitung der Kraft F Ed über eine größere Länge erfolgt, wie z.B. über ein Knotenblech eines Verbundfachwerkes, sollte diese Lasteinleitungslänge zusätzlich bei ed berücksichtigt werden.

75


II-6

(3)



Wenn die Kraft F Ed an einem freien Ende des Betongurtes oder des Stahlträgers eingeleitet wird, ergibt sich die maximale Längsschubkraft v L,Ed,max L,Ed,max pro Längeneinheit im Grenzzustand der Tragfähigkeit mit Bild 6.3(b) zu: v L,Ed,max L,Ed,max = 2 V L,Ed L,Ed / (ed + beff ).

(6.6)

(4)

Bei Nachweisen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit Gebrauchstaugl ichkeit sollte die Einleitungslänge Einleitungs länge Lv nach 6.1.3(4) ermittelt werden.

6.2.4

Konzentrierte Längsschubkräfte an Trägerenden und Betonierabschnittsgrenzen

(1) P

Konzentrierte Konzentrier te Längsschubkräfte Längsschubkr äfte an Trägerenden und an Betonierabschnittsgr Betonierabsc hnittsgrenzen enzen infolge von primären Beanspruchungen aus Schwinden und klimatischen Temperatureinwirkungen sowie die zusätzlichen Längsschubkräfte aus planmäßiger Momenten- und Normalkraftbeanspruchung an Betonierabschnittsgrenzen müssen, falls sie ungünstig wirken, berücksichtigt werden. Der Verlauf der Längsschubkraft Längsschubkraft v L,Ed L,Ed pro Längeneinheit darf an freien Trägerenden und an Betonierabschnittsgrenzen nach Bild 6.4 angenommen werden. Der Maximalwert der Längsschubkraft v L,Ed,max L,Ed,max ergibt sich im Grenzzustand der Tragfähigkeit mit der Einleitungslänge Lv=beff zu:

(2)

v L,Ed,max

= 2 V L,Ed / beff .

(6.7)

Hierbei ist beff die bei der Schnittgrößenermittlung zugrunde gelegte mittragende Gurtbreite nach Abschnitt II-4.2.2.1. Anmerkung: Anmerkung:

Konzentrierte Konzentrierte Endschubkräfte Endschubkräfte aus klimatischen Temperatureinwirkun Temperatureinwirkungen gen sind nur bei Verwendung von Leichtbeton zu berücksichtigen. Ferner ist ein Nachweis erforderlich, wenn nach Abschnitt II-3.1.3 die Auswirkungen aus dem Abfließen der Hydratationswärme berücksichtigt werden müssen. (a)

(b)

v L,Ed,max

Lv = beff V L,Ed

v L,Ed,max

Lv = beff V L,Ed

N c

M Ed

Bild 6.4

76

Verteilung der Längsschubkräfte aus primären Beanspruchungen Beanspruchungen an Trägerenden (a) sowie infolge von Normalkraft- und Momentenbeanspruchung Momentenbeanspruchung an Betonierabschnittsgren Betonierabschnittsgrenzen zen (b)




II-6

(3)

Wenn die Einflüsse aus dem Schwinden für Bauzustände (Betonierabschnittsgr (Betonierabsc hnittsgrenzen) enzen) untersucht werden, sollte die mittragende Breite beff zur zur Bestimmung der Länge Lv für eine äquivalente Stützweite ermittelt werden, die sich aus der Länge des im betrachteten Feldes bereits verdübelten Betongurtes ergibt.

(4)

Bei Nachweisen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit Gebrauchstauglichkeit sollte die Einleitungslänge Einleitungslänge Lv nach 6.1.3(4) ermittelt werden.

6.3 6.3.1

Tragfähigkeit der Verbundmittel Allgemeines

(1)

Die Regelungen dieses Abschnittes Abschnitt es gelten für Betongurte ohne Vouten und für Betongurte mit Vouten nach Abschnitt II-6.4.5.

(2)

Der charakteristische Wert der Tragfähigkeit Tragfähigkeit P Rk Rk eines Verbundmittels sollte mit der entsprechenden Beziehung für den Bemessungswert der Tragfähigkeit P Rd Rd (Grenzscherkraft) unter Ansatz eines Teilsicherheitsbe Teilsicherheitsbeiwertes iwertes von 1,0 berechnet werden. werden.

6.3.2 6.3.2.1

Kopfbolzendübel Grenzscherkraft von Kopfbolzendübeln Kopfbolzendübeln

(1)

Die Grenzscherkraft Grenzscher kraft eines Kopfbolzendübels, Kopfbolzendübels , bei dem ein automatisches Schweißverfahren Schweißverf ahren nach DIN EN ISO 14555:2006 verwendet wird, ergibt sich aus dem jeweils kleineren Wert der nachfolgenden Gleichungen. 1

P Rd

= 0,8 f u (π d 2 / 4)

P Rd

= 0,25 α d 2 f ck E cm

γv

(6.8) 1

γv

(6.9)

Es bedeuten: d f u f ck ck E cm cm

α α

Schaftdurchmesser Schaftdurchmesser des Dübels nach Bild 6.5(a), spezifizierte Zugfestigkeit des Bolzenmaterials, Bolzenmaterials, die jedoch höchstens mit 450 N/mm ² in Rechnung gestellt werden darf, charakteristischer charakteristischer Wert der Zylinderdruckfestigkeit Zylinderdruckfestigkeit des Betons im entsprechenden entsprechenden Alter, Nennwert des Sekantenmoduls des Betons nach Abschnitt II-3.1.5.2(2), II-3.1.5 .2(2), Tab. 3.2 des DIN-Fachberichtes DIN-Fachberichtes 102, = 0,2 [(h/d )+1] für 3 ≤ h/d ≤ 4, = 1,0 für h/d > 4,

77


II-6


h

γv (2)


Gesamthöhe des Bolzens nach dem Aufschweißen, = 1,25, Teilsicherheitsbeiwert Teilsicherheitsbeiwert im Grenzzustand der Tragfähigkeit. Tragfähigkeit.

Die Anwendung Anwendung der Gleichungen Gleichungen in (1) sollte mit Hilfe von Versuchen überprüft werden, wenn -

(3)

Bolzendurchmesser Bolzendurchmesser größer als 25 mm verwendet werden, Bolzendübel mit Schweißwulsten Schweißwuls ten kleiner als in DIN EN ISO 13918:1998 angegeben ausgeführt werden.

Werden Kopfbolzendübel so angeordnet, dass Spaltzugkräfte Spaltzugkräf te in Dickenrichtung Dickenric htung des Betongurtes entstehen (z.B. bei horizontaler Anordnung der Dübel nach Bild 6.5(b)), sollte der Einfluss der Spaltzugkräfte auf die Dübeltragfähigkeit beachtet werden. Wenn zur Aufnahme der Spaltzugkräfte eine Schlaufenbewehrung angeordnet wird und der Abstand zwischen Dübelachse und Achse Schlaufenbewehrung Schlaufenbewehrung nicht kleiner als der 6-fache Dübeldurchmesser Dübeldurchmesser ist, dürfen die Grenzscherkräfte nach (1) berechnet werden. Wenn kleinere Abstände gewählt werden, sollte die Längsschubkrafttragfähigkeit Längsschubkrafttragfähigkeit nach DIN 18800-5:03-2007, 18800-5:03-2007, Anhang A ermittelt werden.

(a)

(b) d d

6d

h h

Schweißwulst Bild 6.5

Geschweißter Kopfbolzendübel Kopfbolzendübel – Dübel in vertikaler und horizontaler Position

6.3.2.2

Einfluss von Zugkräften auf die Grenzscherkraft

(1)

Werden Kopfbolzendübel neben Längsschubkräften Längsschubkr äften zusätzlich zusätzlic h planmäßig durch Zugkräfte beansprucht, sollte deren Einfluss auf die Grenzscherkraft berücksichtigt werden. Wenn der Bemessungswert der einwirkenden Zugkraft pro Dübel F t,Ed t,Ed den Wert 0,1 P Rd Rd nicht überschreitet, darf der Einfluss der Zugkraft auf die Grenzscherkraft P Rd Rd nach Abschnitt II-6.3.2.1 vernachlässigt vernachlässigt werden.

(2)

Wenn F t,Ed t,Ed größer als 0,1 P Rd Rd ist, sollte die Tragfähigkeit der Verbundmittel durch Versuche nachgewiesen werden.

(3)

Ergeben sich bei Tragwerken z.B. infolge der Querverteilung Querverteilung der Einwirkungen Zugkräfte F t,Ed t,Ed in der Verbundfuge, so sollte ein Nachweis der Einleitung in die Fahrbahnplatte geführt wer-

78




II-6

den. Ein Nachweis kann für Straßenbrücken entfallen, wenn Kopfbolzendübel mit h ≥ 125 mm verwendet werden und die im Grenzzustand der Tragfähigkeit auftretenden Zugkräfte den 0,1-fachen Wert der Grenzscherkraft P Rd nach Abschnitt II-6.3.2.1 nicht überschreiten. Bei Eisenbahnbrücken sind Zugkräfte in der Verbundfuge nicht zulässig.

6.3.3

Beanspruchbarkeit von Kopfbolzendübeln in Vollbetonplatten bei Ermüdung

(1)

Dieser Abschnitt ist nur bei geschweißten Kopfbolzendübeln anwendbar, für die der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit nach Abschnitt II-6.1.3(2) erfüllt ist. Die Ermüdungsfestigkeitskurve eines automatisch aufgeschweißten Kopfbolzendübels mit einem normalen Schweißwulst wird bei Verwendung von Normalbeton wie folgt definiert, siehe Bild 6.6:

(2)

(∆τR)m N = (∆τC)m N C.

(6.10)

Es bedeuten:

∆τR ∆τC m N N C

Ermüdungsfestigkeit für die Schubspannung im Bolzenschaft, Grenzwert der Ermüdungsfestigkeit bei zwei Millionen Spannungsspielen, Neigung der Ermüdungsfestigkeitskurven mit m = 8 für Kopfbolzendübel, Anzahl der Spannungsspiele, Anzahl der Spannungsspiele, bei der der Grenzwert der Ermüdungsfestigkeit ∆τC definiert ist.

Die Ermüdungsfestigkeit ∆τR ergibt sich mit dem Ermüdungswiderstand des Bolzens zu:

∆τR = 4 ∆P R,f / (π d 2).

(6.11)

Dabei ist:

∆P R,f d

der Ermüdungswiderstand eines Bolzendübels, der Nennwert des Dübeldurchmessers. ∆τR ∆τ C = 90 N/mm2 1

∆τC

m =

8

N C

10

4

5

10

6

10

= 2 106 7

10

8

10

9

N

10

Bild 6.6 Ermüdungsfestigkeitskurve für Spannungsamplituden beln in Vollbetonplatten

R von

Kopfbolzendü-

79


II-6



6.4 6.4.1

Bauliche Durchbildung der Verdübelung bei Kopfbolzendübeln Abmessungen von Kopfbolzendübeln

(1)

Die Abmessungen von Kopfbolzendübeln sowie die des Schweißwulstes sollten in Übereinstimmung mit DIN EN ISO 13918:1998 sein.

(2)

Die Gesamthöhe eines Dübels sollte nicht kleiner als der 3-fache Schaftdurchmesser des Dübels sein.

(3)

Werden die Dübel nicht direkt über dem Steg des Stahlprofils angeordnet, so sollte der Durchmesser des Dübels den 2,5-fachen Wert der Flanschdicke des Stahlträgers oder der Dicke des Bleches, auf das der Dübel geschweißt wird, nicht überschreiten. Bei Ermüdungsbeanspruchung sollte für Gurte mit Zugbeanspruchungen der 1,5-fache Wert eingehalten werden. Dies gilt auch für Dübel, die direkt über dem Steg angeordnet werden, wenn zur Beurteilung der Ermüdungsfestigkeit keine Versuche vorliegen.

6.4.2

Sicherung gegen Abheben der Betonplatte

(1)

Die wirksame Fläche eines Verankerungselementes - dies ist die Unterseite des Kopfes bei Kopfbolzendübeln - sollte mindestens 30 mm über der unteren Bewehrung des Betongurtes liegen, siehe Bild 6.7(b).

6.4.3

Betondeckung und Verdichtung des Betons

(1) P

Die Dübel sind im Detail so auszubilden, dass eine einwandfreie Verdichtung des Betons im Fußbereich gewährleistet ist.

(2)

Bei Verwendung von Fertigteilen sollte Abschnitt II-8.5.3 beachtet werden.

(3)

Die Betondeckung von Dübeln sollte die Anforderungen für die Bewehrung nach Abschnitt II-4.1.3.3 des DIN-Fachberichtes 102 erfüllen.

6.4.4

Örtliche Bewehrung der Betonplatte

(1) P

Verläuft die Verbundfuge parallel zu einem freien Rand der Betonplatte, so ist eine Querbewehrung nach Abschnitt II-6.5 anzuordnen, die zwischen dem freien Rand des Betongurtes und der angrenzenden Dübelreihe voll zu verankern ist (siehe Abschnitt II-6.5.3).

(2) P

Am Ende eines Kragarmes ist eine ausreichende örtliche Querbewehrung zur Einleitung der Längsschubkräfte in die Längsbewehrung anzuordnen.

80




6.4.5 (1)

II-6

Vouten Werden Vouten zwischen dem Stahlträger und der Unterseite der Betonplatte angeordnet, so sollten hinsichtlich der Breite die Mindestabmessungen nach Bild 6.7(a) eingehalten sein. Die Seiten der Vouten sollten im Bereich der Voutenhöhe hv außerhalb einer Linie liegen, die unter 45° von der Außenkante des Dübels verläuft.

(a)

(b)

40 mm

45 °

hv

30 mm

eD ev

50 mm Bild 6.7

Mindestabmessungen von Vouten und Anordnung der Bewehrung zur Verankerung gegen Abheben

(2)

Die seitliche Betondeckung des Dübels ev am unteren Rand der Voute sollte nicht kleiner als 50 mm sein.

(3)

Der lichte Abstand zwischen der Querbewehrung nach Abschnitt II-6.5 und der wirksamen Verankerungsfläche des Verankerungselementes, das das Abheben der Platte verhindern soll, sollte mindestens 40 mm betragen (Bild 6.7(a)).

6.4.6

Dübelabstände

(1)

Der Achsabstand der Dübel in Richtung der Längsschubkraft sollte nicht kleiner als 5d sein. Rechtwinklig zur Richtung der Schubkraft sollte der Achsabstand bei Vouten mit einem Neigungswinkel von mehr als 30o nicht kleiner als 4d und in allen anderen Fällen nicht kleiner als 2,5d sein.

(2)

Der maximale Achsabstand der Dübel in Längsrichtung sollte nicht größer als die 4-fache Betonplattendicke bzw. nicht größer als 800 mm sein.

(3) P

Wenn bei der Bemessung angenommen wird, dass ein örtliches Stabilitätsversagen des Stahloder Betonteils durch die Verdübelung verhindert wird, ist der Abstand der Dübel ausreichend eng zu wählen, so dass die getroffene Voraussetzung erfüllt ist.

81


II-6

(3)



Wird der Druckgurt eines Stahlträgers, der normalerweise in eine höhere Klasse einzustufen wäre, wegen des günstigen Einflusses der Verdübelung mit dem Betongurt auf das örtliche Stabilitätsverhalten in die Klasse 2 oder 3 eingestuft, so sollten die in Tabelle 7.1 angegebenen Achsabstände der Dübel nicht überschritten werden. Der lichte Abstand eD zwischen der Außenkante des Druckgurtes und der äußeren Dübelreihe (siehe Bild 6.7(a)) sollte den kleineren der beiden Werte eD = 100 mm oder eD = 9 t ε nicht überschreiten.

(5)

Alternativ dürfen Dübelgruppen in Abständen angeordnet werden, die die Grenzwerte für die Einzeldübel überschreiten, wenn folgende Einflüsse berücksichtigt werden: -

ungleichmäßige Übertragung der Längsschubkräfte, größere Möglichkeit des Auftretens von Schlupf und abhebenden Kräften zwischen Betongurt und Stahlträger, - örtliches Beulen des Stahlflansches, - Reduktion der Dübeltragfähigkeit und der örtlichen Tragfähigkeit des Betongurtes, hervorgerufen durch die konzentrierte Krafteinleitung der Dübelkräfte. Anmerkung:

Weitere Regelungen für die Anordnung von Dübeln bei Verbundplatten sind in Abschnitt II-7.4 angegeben.

6.4.7

Abmessungen des Stahlflansches

(1) P

Die Dicke des Bleches bzw. des Stahlflansches ist so zu wählen, dass eine einwandfreie Schweißung und eine ordnungsgemäße Einleitung der Dübelkraft in den Stahlflansch ohne örtliche Überbeanspruchungen oder übermäßige Verformungen sichergestellt sind.

(2)

Der Abstand eD zwischen der Außenkante des Dübels und dem Rand des Flansches sollte nicht kleiner als 25 mm sein (siehe Bild 6.7(a)).

6.4.8

Konstruktive Ausbildung der Anschlüsse von Querrahmen und Quersteifen

(1)

Bei Querrahmen darf auf einen rechnerischen Nachweis der Einspannwirkung verzichtet werden, wenn die konstruktive Ausbildung nach Bild 6.8 erfolgt und bei der Bemessung der Querrahmen eine gelenkige Lagerung zwischen Fahrbahn und Querrahmen angenommen wird. Die Naht zwischen dem Gurt der Steife und dem Obergurt des Trägers ist bei Straßenbrücken als HV- bzw. DHY-Naht mit ∑aw = t G und bei Eisenbahnbrücken als HV- bzw. DHV-Naht auszuführen. Hierbei ist t G die Dicke des Steifengurtes nach Bild 6.8. Einspannwirkungen zwischen Fahrbahnplatte und Stahltragwerk, die beim Standsicherheitsnachweis günstig wirkend angesetzt werden, sind rechnerisch nachzuweisen.

82




(2)

II-6

Bei Quersteifen darf ein rechnerischer Nachweis der Einspannwirkung in die Fahrbahnplatte entfallen, wenn eine konstruktive Ausbildung nach Bild 6.9 erfolgt. Die Naht zwischen Steife und Obergurt ist bei Straßenbrücken als HV- bzw. DHY-Naht mit ∑aw = t st und bei Eisenbahnbrücken als HV- bzw. DHV-Naht auszuführen. Hierbei ist t st die Dicke der Steife nach Bild 6.9. Schnitt A-A

t G t St

0,4 t St 0,4 t St A

Bild 6.8

HV- bzw. DHY-Naht (Straßenbrücken) HV- bzw. DHV-Naht (Eisenbahnbrücken) A

Konstruktive Mindestausbildung bei Querrahmen Schnitt A-A

t St

HV- bzw. DHY-Naht (Straßenbrücken) HV- bzw. DHV-Naht (Eisenbahnbrücken) A

Bild 6.9

A

Konstruktive Mindestausbildung bei Quersteifen

6.5

Längsschubtragfähigkeit des Betongurtes

6.5.1

Nachweis der Längsschubkrafttragfähigkeit

(1) P

Die Querbewehrung und der Betongurt sind für den Grenzzustand der Tragfähigkeit so zu bemessen, dass ein frühzeitiges Versagen infolge Längsschub und örtlicher Lasteinleitung vermieden wird.

(2) P

Der Bemessungswert der einwirkenden Längsschubkraft v L,Ed pro Längeneinheit muss in den für das Längsschubversagen maßgebenden Schnitten nach Bild 6.10 kleiner als die Längsschubtragfähigkeit v L,Rd in dem jeweils betrachteten Schnitt sein.

83


II-6


a

a b

a

b a

Abh

At

c

A b

a Schnitt a-a b-b c-c d-d

Bild 6.10

Ae

( Ab + At ) 2 Ab 2( Ab + Abh ) 2 Abh


a

At

c

Abh

d

Ab

At

d

Ab

Typische Schnitte bei Längsschubversagen des Betongurtes

(3) (4)

Die Querbewehrung sollte in Längsrichtung nach der Dübelverteilung abgestuft werden. Für den jeweils maßgebenden Schnitt sollte der Bemessungswert der einwirkenden Längsschubkraft v L,Ed nach Abschnitt II-6.2 unter Beachtung der Abschnitte II-6.1.3 und II-6.1.4 bestimmt werden.

(5)

Der Bemessungswert der Längsschubtragfähigkeit des Betongurtes v L,Rd sollte in den maßgebenden Schnitten nach Bild 6.10 in Übereinstimmung mit den Regelungen des Abschnittes II-4.3.2.5 des DIN-Fachberichtes 102 ermittelt werden. Bei der Ermittlung der Längsschubkrafttragfähigkeit in der Dübelumrissfläche ist bei den Nachweisen nach Abschnitt II-4.3.2.5 des DINFachberichtes 102 die Gurtdicke hf durch die Länge Lv der Dübelumrissfläche nach (6) zu ersetzen.

(6)

Die Länge Lv des maßgebenden Schnittes b-b nach Bild 6.10 ergibt sich bei einreihigen bzw. bei versetzt angeordneten Dübeln aus dem 2-fachen Wert der Dübelhöhe zuzüglich des Kopfdurchmessers des Dübels. Bei mehrreihiger Dübelanordnung resultiert die Länge Lv des Schnittes b-b aus 2h + st zuzüglich des Kopfdurchmessers eines Dübels, wobei h die Höhe des Dübels und st der Achsabstand der äußeren Dübel in Querrichtung ist.

(7)

Bei der Ermittlung von v L,Ed darf der Verlauf der Längsschubkraft in Querrichtung des Betongurtes berücksichtigt werden.

(8) P

Bei gleichzeitiger Beanspruchung durch Längsschubkräfte und Querbiegung sind die Regelungen nach Abschnitt II-4.3.2.5(4)*P des DIN-Fachberichtes 102 zu beachten.

84



(9)


Bei der Ermittlung der Längsschubkrafttragfähigkeit in Fugen von teilweise vorgefertigten Betongurten sollte Kapitel IV des DIN-Fachberichtes 102 beachtet werden.

6.5.2

Mindestbewehrung in Querrichtung

(1)

Für die Mindestbewehrung in Querrichtung gilt Abschnitt II-5.4.2.2 des DIN-Fachberichtes 102.

6.5.3

Längsrissbildung

(1)

II-6

Ist bei Verbundträgern der Abstand zwischen dem freien Betonrand und der benachbarten Dübelreihe kleiner als 300 mm, so ist die untere Querbewehrung nach den Abschnitten II-6.4.2 und II-6.5.1 mit möglichst tief liegenden Schlaufen auszuführen, die um die Dübel greifen. Bei Verwendung von Kopfbolzendübeln sollte der Abstand zwischen dem freien Betonrand und der Achse des nächstliegenden Dübels nicht kleiner als der 6-fache Schaftdurchmesser d des Dübels sein. Der Durchmesser der Schlaufenbewehrung sollte mindestens 0,5 d betragen.

85


II-7



7

Verbundplatten

7.1

Allgemeines

(1) P

Der Abschnitt II-7 gilt für Verbundplatten, die aus Flachblechen mit aufgeschweißten Kopfbolzendübeln und auf der Baustelle aufgebrachtem Aufbeton bestehen. Fahrbahnplatten, die aus Blechen auf der Ober- und Unterseite mit dazwischen angeordnetem Beton bestehen oder bei denen andere Verbundmittel verwendet werden, werden nicht behandelt. Verbundplatten als Gurte von Brückenquerschnitten dienen zur Abtragung von örtlichen Querlasten und Scheibenbeanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung. Untergurte von Kastenquerschnitten können auch als Verbundplatten ausgeführt werden.

(2)

Das Stahlblech sollte beim Betonieren durch Aussteifungen des Bleches oder Rüstträger so unterstützt werden, dass die Durchbiegung 5 % der Plattendicke nicht überschreitet. Andernfalls ist das aus der Durchbiegung resultierende Mehrgewicht des Betons zu berücksichtigen. Neben den Einwirkungen nach Abschnitt II-2.2.2.2(3) P sind gegebenenfalls zusätzliche Einwirkungen aus Betonierbetrieb zu berücksichtigen.

(3)

Bei der Berechnung der mitwirkenden Breite nach Abschnitt II-4.2.2.2 sollte für b0 der Wert 2aw mit aw nach Abschnitt II-7.4(5) angenommen werden.

(4)

Für die Ermittlung der Schnittgrößen gilt Abschnitt II-4.5.

7.2

Bemessung für örtliche Beanspruchungen

(1)

Als örtliche Beanspruchungen werden Biegemomente und Querkräfte bezeichnet, die aus der ein- oder zweiaxialen Lastabtragung der örtlichen Querlasten resultieren. Die örtlichen Plattenschnittgrößen dürfen nach der Elastizitätstheorie unter Vernachlässigung der Rissbildung ermittelt werden. Der Obergurt eines Ι-förmigen Querschnittes braucht in Querrichtung nicht als Verbundplatte behandelt zu werden.

(2)

Für das Stahlblech und den Aufbetonquerschnitt darf eine gemeinsame Tragwirkung ohne Schlupf in der Verbundfuge angenommen werden. Die Tragfähigkeit für Biegung und vertikalen Schub darf wie für Stahlbetonquerschnitte ermittelt werden, wobei das Stahlblech als Bewehrung betrachtet wird.

(3)

Der Bemessungswert der Querkrafttragfähigkeit darf nach den Abschnitten II-4.3.2.3 und II-4.3.4.5.1 des DIN-Fachberichtes 102 ermittelt werden, wobei das Stahlblech als Bewehrung behandelt werden darf, wenn die Bedingungen des Abschnittes II-7.4(4) erfüllt sind.

86




II-7

7.3

Bemessung für Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung

(1) P

Die Verbundplatte ist so zu bemessen, dass eine ausreichende Tragfähigkeit für Normalkräfte und Biegemomente aus Haupttragwerkswirkung sowie aus Querträgerbiegung sichergestellt ist.

(2)

Bei Druckbeanspruchung ergibt sich der Bemessungswert der Tragfähigkeit aus der Addition der Tragfähigkeiten des Betongurtes und des Stahlbleches innerhalb der mittragenden Gurtbreite nach Abschnitt II-4.2.2, wenn die Verdübelung nach Abschnitt II-6.4 und (5) ausgeführt wird. Falls erforderlich, ist eine Abminderung der Tragfähigkeit infolge eines örtlichen Stabilitätsversagens nach Abschnitt II-4.3.5.1(3) P des DIN-Fachberichtes 102 zu berücksichtigen.

(3)

Bei Zugbeanspruchung ergibt sich der Bemessungswert der Tragfähigkeit aus der Addition der Tragfähigkeiten des Stahlbleches und der Bewehrung innerhalb der mittragenden Gurtbreite nach Abschnitt II-4.2.2.

(4)

Bei gleichzeitiger Wirkung von örtlichen Beanspruchungen und Beanspruchungen aus Haupttragwerkswirkung sollte für die Verbundmittel die gegenseitige Beeinflussung nach Abschnitt II-7.4(1) P berücksichtigt werden.

(5)

Für Verbundplatten darf ein Nachweis gegen Stabilitätsversagen des druckbeanspruchten Flansches entfallen, wenn die in Tabelle 7.1 angegebenen Grenzwerte der Dübelabstände nicht überschritten werden.

Tabelle 7.1

Obere Grenzwerte für den Achsabstand der Dübel bei Verbundplatten

Richtung der Druckbeanspruchung Senkrecht zur Richtung der Druckbeanspruchung In Richtung der Druckbeanspruchung

ε=

235 f y

mit f y in [N/mm2]

Stützung des Flansches

Klasse 2

Klasse 3

Einseitig gestützte Flansche

14 t ε

20 t ε

Beidseitig gestützte Flansche

45 t ε

50 t ε

Ein- und zweiseitig gestützte Flansche

22 t ε

25 t ε

t : Dicke des Flansches

7.4

Bemessung der Verbundmittel

(1) P

Die Nachweise der Ermüdung und der Gebrauchstauglichkeit sind für die Kombination der Beanspruchungen aus örtlicher Plattenwirkung und Haupttragwerkswirkung zu führen. Bei Beanspruchung der Verbundmittel in Längs- und Querrichtung ist der Nachweis mit der Dübelkraft des resultierenden Schubkraftvektors zu führen.

87


II-7



(2)

Für die Grenzscherkraft von Kopfbolzendübeln gelten die Regelungen nach den Abschnitten II-6.3.2 und II-6.3.3, wenn in beiden Richtungen eine untere Bewehrungslage nach Abschnitt II-6.4.2 mit einem Mindestbewehrungsquerschnitt von 0,2 % der Betonquerschnittsfläche angeordnet wird.

(3)

Es gelten die Konstruktionsregeln nach den Abschnitten II-6.4 und II-7.3(5).

(4)

Wenn das Stahlblech als Bewehrung angerechnet wird, darf der Abstand der Verbundmittel in beiden Richtungen nicht größer als die 3-fache Betongurtdicke sein.

(5)

Im Grenzzustand der Ermüdung und der Gebrauchstauglichkeit darf bei Trägern mit breiten Gurten der Einfluss der Schubweichheit des Verbundgurtes sowie der Einfluss des Schlupfes auf die Verteilung der Längsschubkräfte aus Haupttragwerkswirkung wie nachfolgend angegeben berücksichtigt werden. Die auf einen Dübel im Abstand x vom benachbarten Steg einwirkende Längsschubkraft P Ed ergibt sich zu:

P Ed

=

v L,Ed n tot

−0,17 ⎡ ⎛ ⎤ ⎞ ⎜ ⎟ ⎛ x ⎞ 2 ⎛ ⎢ ⎥ n w ⎞ − 3 ⎟ ⎜1 − ⎟ + 0,15⎥ . ⎟ ⎢ ⎜ 3,85 ⎜ ⎜n ⎟ ⎟⎟ ⎝ b ⎠ ⎢ ⎜⎜ ⎥ tot ⎠ ⎝ ⎠ ⎣⎢ ⎝ ⎦⎥

(7.1)

Dabei ist: v L,Ed die Bemessungslängsschubkraft pro Längeneinheit in der Verbundfuge infolge Haupttragwerkswirkung für die jeweils betrachtete Stegachse unter Berücksichtigung der mittragenden Gurtbreite, ntot die Gesamtanzahl der Dübel gleicher Größe pro Trägerlängeneinheit innerhalb der Breite b nach Bild 7.1. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Anzahl der Dübel pro Flächeneinheit nicht mit x zunimmt, nw die Anzahl der Dübel pro Längeneinheit innerhalb des Abstandes aw vom Steg, siehe Bild 7.1. Dabei ist für aw jeweils der größere Wert von 10 t f bzw. 200 mm maßgebend und t f die Dicke des Bleches. Für die in diesem Bereich angeordneten Dübel ist in Gleichung (7.1) x = 0 anzunehmen, b die Hälfte des Abstandes zwischen benachbarten Stegen oder der Abstand zwischen dem Steg und dem freien Ende des Gurtes. In Fällen mit zusätzlichen einseitig gestützten Flanschen mit der Breite aw nach Bild 7.1 dürfen die auf diesen Flanschen angeordneten Dübel bei der Ermittlung von n und nw berücksichtigt werden. Die Verbundmittel sind in der Regel im Bereich nw nach Bild 7.1 zu konzentrieren. Der Dübelabstand sollte die Bedingungen nach Abschnitt II-7.3 (5) und Abschnitt II-6.4.6(4) erfüllen, um ein örtliches Beulen des Bleches zu verhindern.

88




II-7

ntot nw

Schlaufenbewehrung 6d

aw

P Ed

aw

t f

av

b x

ah bei b

Bild 7.1

(6)

Definitionen der Bezeichnungen in Gleichung (7.1)

Bild 7.2 Verteilung der Dübel bei Doppelverbundquerschnitten, Bezeichnungen

Auf rechnerische Nachweise zur Verteilung der Verbundmittel darf für die Untergurte von Doppelverbundquerschnitten nach Bild 7.2 verzichtet werden, wenn die Anordnung der Verbundmittel nach folgenden Grundsätzen erfolgt: (a)

Die Verbundmittel sind im Bereich der Kastenecken zu konzentrieren. Im Bereich a nach Bild 7.2 sind mindestens 50 % der erforderlichen Gesamtanzahl der Dübel anzuordnen, die zur Übertragung der resultierenden Längsschubkraft des unteren Betongurtes erforderlich sind.

(b)

Der Bereich a ergibt sich nach Bild 7.2 zu a = ah + av, wobei für ah der größte der folgenden Werte anzunehmen ist: ah = 20 t f,

ah = 400 mm,

ah = 0,2 bei.

Hierbei ist bei die mittragende Breite des unteren Betongurtes nach Abschnitt II-4.2.2.2, b die geometrische Breite nach Bild 7.2 und t f die Dicke des Bodenbleches. Im Bereich der horizontal angeordneten Dübel ist eine Schlaufenbewehrung nach Bild 7.2 anzuordnen, die für die Längsschubkraft der am Steg angeordneten Dübel zu bemessen ist. Der Abstand zwischen der Schlaufenbewehrung und den horizontal angeordneten Dübeln muss größer als der 6-fache Dübeldurchmesser d sein. Bei kleineren Abständen ist der Einfluss auf die Dübeltragfähigkeit zu berücksichtigen.

89


II-8



8

Fahrbahnplatten mit Betonfertigteilen

8.1

Allgemeines

(1) P

Der Abschnitt II-8 behandelt bewehrte oder vorgespannte Fahrbahnplatten, die aus Betonfertigteilen oder teilweise vorgefertigten Platten in Kombination mit Ortbeton bestehen. Für Straßen- und Eisenbahnbrücken bedarf die Verwendung von schlaff bewehrten und vorgespannten Fahrbahnplatten aus Fertigteilen der Zustimmung im Einzelfall. Für teilweise vorgefertigte Platten in Kombination mit Ortbeton sind die Regelungen nach den Abschnitten II-8.4 und II-8.5 zu beachten.

(2) P

Vorgefertigte Fahrbahnplatten von Brücken sind gemäß Kapitel IV des Fachberichtes 102 sowie für die Verbundwirkung mit dem Stahlträger zu bemessen.

(3)

Für die Verbundfuge zwischen Stahl und Beton ist Abschnitt II-8.5 zu beachten.

8.2

Einwirkungen

(1) P

Besondere Aufmerksamkeit ist auf örtliche Auswirkungen von konzentrierten Lasten zu richten, die auf oder direkt neben den Fugen von Betonfertigteilen angreifen.

(2) P

Beim Nachweis von Betonfertigteilen als verbleibende Schalung sind die folgenden Lasten zu berücksichtigen: -

Eigengewicht des Ortbetons und der Betonfertigteile, Montagelasten, einschließlich örtlicher Anhäufung des Betons während des Betonierens und eventuelle Lasten aus gelagerten Materialien, zusätzliches Eigengewicht durch Vergrößerung der Betondicke infolge der Durchbiegung des Betonfertigteils.

(3)

Neben den Einwirkungen nach Abschnitt II-2.2.2.2(3) P sind gegebenenfalls zusätzliche Einwirkungen aus Betonierbetrieb zu berücksichtigen.

(4)

Beim Nachweis von Verbundträgern dürfen abgeminderte Werte für das Schwindmaß und die Kriechzahl der Betonfertigteile verwendet werden. Dabei sollte das Alter des Betons zum Zeitpunkt der Herstellung des Verbundes zugrunde gelegt werden.

90




II-8

8.3

Teilsicherheitsbeiwerte für Werkstoffe

(1) P

Für Baustahl, Betonstahl und für Ortbeton sind die Teilsicherheitsbeiwerte nach den Abschnitten II-2.3.3 und II-2.3.4 zu verwenden.

8.4

Entwurf, Berechnung und konstruktive Ausbildung

(1)

Bei Verwendung von Betonfertigteilen mit Ortbeton sollte die Bemessung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung unter Berücksichtigung der Durchlaufwirkung erfolgen. Die Anschlüsse von Fertigteilen sollten in der Lage sein, Schubkräfte aus Haupttragwerkswirkung (Scheibenkräfte) sowie Biegemomente und Querkräfte zu übertragen. Rechtwinklig zu Fugen wirkende Druckkräfte dürfen durch Kontakt übertragen werden, wenn die Fugen vermörtelt werden. Für Fertigteile mit Ortbetonergänzung sind bei Straßenbrücken die folgenden Regelungen zu beachten: -

Die Ortbetonergänzung muss im Fahrbahnbereich mindestens 20 cm und im Kappenbereich mindestens 15 cm betragen. Die Fugen zwischen den Fertigteilen sind so auszubilden, dass die geforderte Betonüberdeckung nom c nach Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102 gewährleistet ist. Für Fertigteile ist auch dann ein Nachweis der Rissbreitenbeschränkung zu führen, wenn sie für den Verbundträger als nicht mittragend angesetzt werden und nur zwischen den Fugen mitwirken. Gleichgerichtete Beanspruchungen aus dem Betonierzustand sind hierbei zu überlagern.

(2)

Bezüglich der Anordnung von Dübelgruppen siehe Abschnitt II-6.4.6(5).

(3)

Es darf eine stufenweise Verteilung der Schubkraft nach Abschnitt IV-4.5.3 des DIN-Fachberichtes 102 angenommen werden, wenn die Bedingungen nach Abschnitt II-6.1.3(2) eingehalten sind.

8.5

Verbundfuge zwischen Stahlträger und Betonplatte

8.5.1

Mörtelbett und Toleranzen

(1)

Fertigteile mit Ortbetonergänzung sind auf 2 cm dicken und mindestens 3 cm breiten, auf den Stahlträgerobergurt aufgeklebten Auflagerstreifen aus synthetischem Elastomer zu verlegen. Hierbei muss auf die Verträglichkeit des Klebers mit dem Elastomer und dem Beschichtungsstoff geachtet werden.

91


II-8



Die Steifigkeit des Auflagerstreifens ist so zu wählen, dass der Mindestwert der Zusammendrückbarkeit 3 bis 5 mm beträgt und die maximale Zusammendrückbarkeit 10 mm beträgt, so dass noch ein ausreichender Raum für den Vergussmörtel vorhanden ist. Die Betonplatte sollte nach dem Betonieren ohne Spalt aufliegen.

8.5.2

Korrosion

(1)

Der Stahlobergurt unterhalb von Betonplatten ohne Mörtelbett sollte denselben Korrosionsschutz wie die restliche Stahlkonstruktion aufweisen. Ausgenommen ist der Deckanstrich, der erst nach der Montage aufgebracht wird.

8.5.3

Verbundmittel und Querbewehrung

(1)

Die Verbundmittel und die Querbewehrung sollten nach den maßgebenden Regeln des Abschnittes II-6 bemessen werden.

(2)

Werden die Verbundmittel auf den Stahlträger in Aussparungen oder in Fugen von Fertigteilen angeordnet, die nachträglich ausbetoniert werden, so ist darauf zu achten, dass der Beton gut verdichtet werden kann.

(3)

Wenn keine konkreten Erfahrungen vorliegen, sollte der lichte Abstand zwischen Dübel und Fertigteil im Bereich von Fugen und Aussparungen mindestens 25 mm betragen.

(4)

Wenn die Verbundmittel in Gruppen angeordnet werden, sollte eine ausreichende Bewehrung im Bereich jeder Gruppe angeordnet werden, um örtliches Versagen im Betonfertigteil oder im Ortbeton zu verhindern.

92




II-9

9

Ausführung

9.1

Allgemeines

(1) P

Dieser Abschnitt regelt eine Reihe von Mindestanforderungen an die Ausführung. Diese sollen sicherstellen, dass die Annahmen beim Entwurf, der Berechnung und der Bemessung nach dieser Norm erfüllt werden und das geforderte Sicherheitsniveau erreicht wird.

9.2

Reihenfolge der Montage

(1) P

Die Reihenfolge der Montage muss mit den Annahmen in der Berechnung übereinstimmen (wegen der Einflüsse auf Spannungen, Verbundmittel und Durchbiegungen). Alle notwendigen Informationen zur Gewährleistung der Übereinstimmung mit den Berechnungsannahmen sind auf den Ausführungszeichnungen und in den Spezifikationen verständlich und eindeutig anzugeben und zu beschreiben.

(2) P

Die Angaben müssen Anweisungen für Kontrollmessungen während verschiedener Montagephasen beinhalten.

(3)

Die Reihenfolge und der Zeitablauf des Betoniervorgangs sind so festzulegen, dass teilweise abgebundener Beton infolge nicht planmäßiger Verbundwirkung aus den Verformungen des Stahlträgers bei den nachfolgenden Betoniervorgängen nicht geschädigt wird. Bei planmäßiger Beanspruchung der Verbundmittel infolge von Einwirkungen aus Frischbetoneigengewicht und/ oder Schalungslasten sollte der Beton einen charakteristischen Wert der Zylinderdruckfestigkeit von mindestens 20 N/mm 2 aufweisen.

9.3

Stabilität

(1) P

Die Stabilität des Stahltragwerks muss auch während der Bauausführung sichergestellt sein. Dies gilt insbesondere für Zustände vor Eintreten der Verbundwirkung.

(2) P

Es darf nur dann angenommen werden, dass verbleibende oder zeitlich begrenzt verwendete Schalung das seitliche Ausweichen von Stahlträgern verhindert, wenn die Schalung selber und ihre Halterungen für die Stabilisierungskräfte gesondert nachgewiesen werden.

9.4 9.4.1

Genauigkeit während der Montage und Qualitätskontrolle Verformungen während der Ausführung

(1) P

Für die Herstellung der Ausgleichsgradiente sind fortlaufend Überbauverformungen zu messen, Soll-Ist-Vergleiche anzustellen und eventuelle Korrekturmaßnahmen frühzeitig durchzuführen. Es sind Maßnahmen zu treffen, die beim Betonieren die Einhaltung der planmäßigen Fahrbahnplattendicke sicherstellen, siehe auch Abschnitt II-5.4.

93


II-9



(2)

Die Schalung und das Traggerüst sollten in Übereinstimmung mit den Berechnungsannahmen in der Lage sein, die Betonierlasten und daraus resultierende Einflüsse auf Unterstützungen und die Schalung weiterzuleiten.

(3)

Für Verformungen von Lehrgerüsten gelten die Regelungen nach Abschnitt II-4.4.3.1 des DINFachberichtes 102.

9.4.2

Verdichtung des Betons

(1) P

Die konstruktive Ausbildung der Verdübelung und die Anordnung der Bewehrung müssen eine ausreichende Verdichtung des Beton ermöglichen.

9.4.3

Kopfbolzendübel

(1) P

Für das Schweißen von Kopfbolzendübeln gelten DIN EN ISO 14555:1998 und DIN EN ISO 13918:2006.

9.5

Ergänzende Regelungen für Fahrbahnplatten

(1)

Bei abschnittsweiser Herstellung der Fahrbahnplatte sollten die Betonierreihenfolge und die Betonierabschnittsgrenzen so festgelegt werden, dass die Längszugspannungen im Betongurt möglichst gering bleiben. Die Betonierreihenfolge ist mit Beginn der Ausführungsplanung festzulegen und dem Auftraggeber zur Prüfung vorzulegen.

(2)

In Stützbereichen mit starker Längsbewehrung sind einbetonierte Entwässerungsquerleitungen möglichst zu vermeiden. Die Anzahl von Aussparungen für Gerüstabhängungen und Gerüstverspannungen ist zu minimieren. Sie dürfen, entsprechend dem minimalen Abstand der Bewehrungsstäbe, nicht größer als d = 8 cm sein.

(3)

Im Bereich von Aufständerungen für Schalwagen ist sowohl die Längs- als auch die Querbewehrung der Fahrbahnplatte mit ihrem vollem Querschnitt ungestoßen durchzuführen. Die Ausbildung der Aufständerungen ist hierauf abzustimmen (z.B. durch Aussparungen für die Bewehrung). Eine Auswechselung der Bewehrung ist nicht zulässig. Die zentrische Lage der Aufständerungen über Querschotten ist durch Knaggen oder kurze Heftnähte zu sichern. Für einbetonierte Aufständerungen ist eine Betondeckung nom c = 4,5 cm einzuhalten. Bei Eisenbahnbrücken ist auf eine ermüdungssichere Ausbildung zu achten und ein Ermüdungsnachweis erforderlich.

(4)

Hinsichtlich spezieller Anforderungen an die Betonrezeptur wird auf Abschnitt II-3.1.3 verwiesen.

94




II-K

Anhang K Verbundbrücken mit einbetonierten Stahlträgern Inhalt

Seite

K.1 K.2 K.3 K.4 K.4.1 K.4.2 K.4.3 K.4.4 K.5 K.5.1 K.5.2

Allgemeines Anforderungen Schnittgrößenermittlung Grenzzustand der Tragfähigkeit Allgemeines Biegemomente Querkraft Stabilität und Festigkeit der Stahlträger während der Bauausführung Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit Allgemeines Rissbreitenbeschränkung und Mindestbewehrung

95 96 97 99 99 99 100 100 100 100 100

K.1

Allgemeines

(1)

Die Abschnitte II-K.1 bis II-K.5 dieses Anhangs behandeln Brückentragwerke, die in Brückenlängsrichtung aus einbetonierten Stahlträgern in Kombination mit Betonstahl bestehen. Ein Beispiel ist in Bild K.1 dargestellt.

c

c st

h

sf

Faserzementplatte Bild K.1

sw

Beispiel einer Brücke mit einbetonierten Stahlträgern

(2)

Für vollständig einbetonierte Stahlprofile werden keine Anwendungsregeln angegeben.

(3) P

Die Ausführung von Trogbrücken, bei denen die Fahrbahnkonstruktion aus in Brückenquerrichtung angeordneten Stahlträgern in Beton und zusätzlicher Betonstahlbewehrung besteht, bedarf der Zustimmung im Einzelfall.

95


II-K



(4)

In diesem Anhang ist mit „längs“ die Brückenlängsrichtung und mit „quer“ die Richtung senkrecht zur Brückenlängsachse definiert.

(5)

Es dürfen geschweißte oder gewalzte Stahlträger mit konstanten Querschnitten verwendet werden. Geschweißte Stahlträger sollten den Abmessungen von gewalzten H- oder I-Trägern entsprechen.

(6) P

Träger dürfen als Einfeld- und Durchlaufträger mit geraden oder schiefen Auflagerachsen ausgeführt werden.

(7) P

Wenn die Bemessung nach den Regelungen dieses Anhangs erfolgt, sind keine mechanischen Verbundmittel erforderlich.

(8) P

Brückentragwerke mit einbetonierten Stahlträgern sind für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit nachzuweisen.

(9) P

Für geschweißte Stahlbauteile ist eine ausreichende Ermüdungssicherheit nachzuweisen. Bei Eisenbahnbrücken bedarf die Ausführung geschweißter Stahlträgerstöße einer Genehmigung.

K.2

Anforderungen

(1)

Bei Anwendung von in Längsrichtung einbetonierten Stahlträgern sind folgende Anforderungen zu beachten. -

-

96

Stahlträger sollten in Trägerlängsrichtung nicht gekrümmt sein, die Schiefe θ sollte im Bereich 60° ≤ θ ≤ 120° liegen, wobei die Schiefe durch den von der Auflager- und Brückenachse eingeschlossenen Winkel definiert ist, der Nennwert der Stahlträgerhöhe h sollte die folgende Bedingung erfüllen: 210 mm ≤ h ≤ 1100 mm, der Abstand der Stege sw zwischen den Trägern darf nicht größer sein als der kleinere Wert von h/3 + 600 mm oder 750 mm, wobei h der Nennwert der Stahlträgerhöhe in Millimetern ist, der lichte Abstand sf der oberen Flansche der Stahlträger sollte nicht kleiner als 150 mm sein, um den Beton ordnungsgemäß einbringen zu können, die Betondeckung c st oberhalb des Stahlträgers sollte die folgenden Bedingungen erfüllen: c st ≥ 70 mm, c st ≤ 300 mm, c st ≤ h/2 und c st ≤ z pl – t f , dabei ist z pl der Abstand zwischen der plastischen Nulllinie und der äußeren Randfaser der Druckzone, siehe auch Abschnitt II-4.4.1.2(4), und t f die Flanschdicke des Stahlträgerobergurtes, die seitliche Betondeckung der Stahlträgerflansche sollte nicht kleiner als 100 mm sein, der untere Flansch des Stahlträgers ist nicht einbetoniert,



-

-

-


II-K

die untere Lage der Querbewehrung wird durch die Stege des Stahlträgers geführt, wobei jeder Bewehrungsstab außerhalb der Randträger so zu verankern ist, dass er in Übereinstimmung mit Abschnitt II-5.2.3 des DIN-Fachberichtes 102 bis zur Streckgrenze beansprucht werden kann. Die Stabdurchmesser der Querbewehrung dürfen 16 mm nicht unterschreiten und der Abstand sollte nicht größer als 300 mm sein. Es dürfen nur Rippenstähle mit guten Verbundeigenschaften verwendet werden, für die Längsbewehrung gilt Abschnitt II-K.5.2, es sollte nur Normalbeton verwendet werden, siehe Abschnitt II-3.1 des vorliegenden DINFachberichtes und Abschnitt II-3.1.1(5) P des DIN-Fachberichtes 102, die Oberfläche der Stahlträger sollte entzundert sein. Für Straßen- und Eisenbahnbrücken müssen die Löcher in den Stegen gebohrt und entgratet sein. Die zu beschichtenden Kanten des Stahlträgeruntergurtes sind zu brechen, siehe DIN EN ISO 12944-3:1998, die freie Oberfläche und die Kanten des unteren Flansches der Stahlträger sollten gegen Korrosion geschützt werden. Hierbei sollte der Korrosionsschutz auf der Ober- und Unterseite des unteren Flansches der Stahlträger einschließlich des Steges bis Oberkante Faserzementplatte aufgetragen werden. Die mit dem Beton in Kontakt stehende Oberfläche des Baustahlquerschnittes sollte nicht beschichtet werden und frei von Öl, Schmutz und loser Walzhaut sowie Rost sein.

K.3

Schnittgrößenermittlung

(1)

Der Abschnitt II-K.3 gilt für alle Grenzzustände inklusive Ermüdung.

(2)

Die Schnittgrößen sollten mit elastischen Berechnungsverfahren ohne Berücksichtigung der Rissbildung ermittelt werden.

(3)

Für durchlaufende, einbetonierte Stahlträger mit Querschnitten der Klasse 1 dürfen zur Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens die nach der Elastizitätstheorie ermittelten Schnittgrößen für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit umgelagert werden. Die negativen Stützmomente dürfen dabei unter Beachtung der Gleichgewichtsbedingungen bis zu 15 % reduziert werden.

(4)

Für die Berechnung der Verformungen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit darf für den Verbundquerschnitt (einbetonierter Stahlträger) ein konstanter Wert J eff des Flächenmomentes zweiten Grades angenommen werden, der wie folgt berechnet werden darf:

=

J 1 + J 2

. (K.1) 2 Hierbei sind J 1 und J 2 die Werte des ungerissenen bzw. des gerissenen Flächenmomentes zweiten Grades des Verbundquerschnittes bei positiver Momentenbeanspruchung, siehe auch Abschnitt II-4.2.3(2). J eff

97


II-K



(5) P

Wenn die Verteilung der nach dem Erhärten des Betons aufgebrachten Lasten in Brückenquerrichtung nicht konstant ist, muss die Querverteilung der Lasten unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Verformungsverhaltens der Träger rechnerisch verfolgt werden, es sei denn, es wird nachgewiesen, dass eine vereinfachte Berechnung unter der Annahme starrer Quertragglieder ausreichend genau ist.

(6)

Zur Berücksichtigung des unterschiedlichen Verformungsverhaltens der Träger dürfen folgende Berechnungsverfahren angewendet werden: -

Berechnung als orthotrope Platte, wobei die Steifigkeiten der Stahlträger verschmiert angesetzt werden, - Berechnung als ebener Trägerrost mit biege- und torsionssteifen Stäben, wobei der Beton als nicht kontinuierlich durchlaufend anzusehen ist. Die Torsionssteifigkeit der Stahlträger darf vernachlässigt werden, - allgemeine Berechnungsmethoden, z.B. mit Hilfe von Finiten Elementen. (7)

Falls erforderlich, darf die Querdehnzahl für alle Richtungen für den Nachweis des Grenzzustandes der Tragfähigkeit mit Null und für den Nachweis des Grenzzustandes der Gebrauchstauglichkeit mit 0,2 angenommen werden.

(8)

Die durch das Kriechen hervorgerufenen Verformungen dürfen mit Hilfe des Gesamtquerschnittsverfahrens und Reduktionszahlen für den Betonquerschnitt ermittelt werden. Zur Berechnung der Reduktionszahlen sollten für Kurzzeitlasten der Elastizitätsmodul des Betons E cm und für Langzeiteinwirkungen der Elastizitätsmodul E cm/3 verwendet werden. Die durch das Kriechen hervorgerufenen Verformungen dürfen auch mit anderen Berechnungsverfahren ermittelt werden.

(9)

Der Einfluss aus Schwinden darf vernachlässigt werden.

(10)

Bei der Berechnung der Verformungen von Eisenbahnbrücken mit Schotterbett oder fester Fahrbahn darf der Einfluss aus unterschiedlichen Temperaturen sowie Temperaturgradienten vernachlässigt werden.

(11)

Der Einfluss des Schlupfes zwischen Beton und Stahlträger darf für die Längsträgerbiegung vernachlässigt werden.

(12)

Bei der rechnerischen Ermittlung der Querbewehrung darf die Biegesteifigkeit in Querrichtung sowie die Torsionssteifigkeit der Ersatzträger mit einem Trägerrostmodell zu 50 % der nach Zustand I errechneten Steifigkeit angenommen werden.

98




II-K

(13)

Der Einfluss von Schubverformungen darf vernachlässigt werden.

(14)

Die Mitwirkung der auf den Stahlträgeruntergurten angeordneten Schalung als Teil der endgültigen Konstruktion (siehe Bild K.1) darf nicht berücksichtigt werden.

K.4 K.4.1

Grenzzustand der Tragfähigkeit Allgemeines

(1) P

Bei der Einstufung des Verbundquerschnittes in die Querschnittsklassen nach Abschnitt II-4 ist zu berücksichtigen, dass die Stege einbetoniert sind.

(5)

Das Einbetonieren der Stege hat zwei Konsequenzen: -

ein einbetonierter Steg der Klasse 3 kann als tragender Steg mit gleichem Querschnitt der Klasse 2 zugeordnet werden, die nicht einbetonierten Stahlflansche sollten bei Druckbeanspruchung in Übereinstimmung mit Tabelle K.1 den entsprechenden Klassen zugeordnet werden.

Tabelle K.1

Klasse

Profilart gewalzt geschweißt gewalzt geschweißt gewalzt geschweißt

1 2 3

ε=

Maximale c/t -Verhältnisse für nicht einbetonierte Stahlflansche unter Druckbeanspruchung

235 f y

Maximales Breiten- zu Höhenverhältnis c/t ≤ 10 ε c/t ≤ 9 ε c/t ≤ 15 ε c/t ≤ 14 ε c/t ≤ 21 ε c/t ≤ 20 ε

gewalzt

geschweißt

t c

t c

mit f y in [N/mm2]

K.4.2

Biegemomente

(1) P

Der Bemessungswert der Momententragfähigkeit des Verbundquerschnittes ist nach den Abschnitten II-4.4.1.2(1) P bis (3) P zu ermitteln.

99


II-K



(2) P

Der Bemessungswert der Momententragfähigkeit von Stahlbetonquerschnitten (Querrichtung) ist nach Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102 zu ermitteln.

K.4.3

Querkraft

(1) P

Wenn der Anteil des Betons an der Querkrafttragfähigkeit nicht nach Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102 gesondert nachgewiesen wird, ist die Querkrafttragfähigkeit des Verbundquerschnittes nur aus der Querkrafttragfähigkeit des Stahlprofils zu ermitteln.

(2) P

Die Querkrafttragfähigkeit des Betons zwischen den Stahlträgern ist nach Kapitel II des DINFachberichtes 102 nachzuweisen.

K.4.4

Stabilität und Festigkeit der Stahlträger während der Bauausführung

(1) P

Die Stahlträger sind im Bauzustand (vor dem Erhärten des Betons) nach dem DIN-Fachbericht 103 nachzuweisen.

K.5 K.5.1

Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit Allgemeines

(1) P

Für Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gilt Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102 für die Nachweise des Betonquerschnittes sowie Abschnitt II-5 für andere Untersuchungen. Für die Nachweise der Rissbreitenbeschränkung und Mindestbewehrung siehe Abschnitt II-K.5.2.

K.5.2

Rissbreitenbeschränkung und Mindestbewehrung

(1)

Wenn nicht genauer nachgewiesen, sollte im Bereich negativer Biegemomente die Mindestbewehrung nach folgenden Gleichungen ermittelt werden:

≥ 0,01 ⋅ Ac,eff , Ac,eff = sw ⋅ c st ≤ sw ⋅ d eff , d eff = c + 7,5 ⋅ d s , As

Stabdurchmesser:

10 mm ≤ d s ≤ 16 mm,

Stababstand: 100 mm ≤ s ≤ 150 mm. Dabei ist: As Ac,eff sw

100

Querschnittsfläche der Mindestbewehrung, wirksame Betonquerschnittsfläche, Abstand der Stege der Stahlträger,

(K.2) (K.3) (K.4) (K.5) (K.6)



c st d eff c d s s


II-K

Betondeckung oberhalb des Stahlträgers, wirksame Höhe, Betondeckung der Mindestbewehrung, Durchmesser der Mindestbewehrung und Stababstand der Mindestbewehrung.

Die Mindestbewehrung zur Rissbreitenbeschränkung und die statisch erforderliche Bewehrung dürfen aufeinander angerechnet werden. Die Mindestbewehrung ist mit der Verankerungslänge nach Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102 in der Druckzone zu verankern.

101


III

Entwurfsgrundsätze

Kapitel III


Entwurfsgrundsätze für Überbauten von Straßenbrücken mit engliegenden Längsträgern und/oder Auflagerquerträgern in Beton

Inhalt

Seite

A.1 A.2

Allgemeines Entwurfsgrundsätze für Überbauten mit Auflagerquerträgern in Beton

102 103

A.1

Allgemeines

(1)

Verbundüberbauten des nachfolgend beschriebenen Typs mit engliegenden Längsträgern sind vorzugsweise bei Überbauten von Straßenbrücken mit kleineren Stützweiten anzuwenden. Die Längsträger können aus geschweißten Ι-Trägern, Walzträgern oder Kastenträgern bestehen. Bild A1 zeigt einen typischen Querschnitt mit Walzträgern.

4%

2,5%

1,60 m

Bild A1 (2)

a LTR

a LTR

4%

a LTR

1,60 m

Beispiel für einen Querschnitt mit engliegenden Längsträgern

Bei der Planung und Ausführung sind folgende Entwurfsgrundsätze zu beachten: -

der Längsträgerabstand aLTR sollte aus Wartungsgründen 2,4 m nicht unterschreiten. Bei Verwendung von teilweise vorgefertigten Betonteilen sollte der Längsträgerabstand der Bedingung aLTR ≤ 3 m genügen, - der Kragüberstand bis Außenkante Gesimsbalken soll mindestens 1,6 m betragen, - die Träger und die Fahrbahnplatte sind so auszubilden, dass Feldquerträger möglichst vermieden werden, - in den Lagerachsen können die Querträger auch in Stahlbetonbauweise nach Abschnitt III-A.2 ausgeführt werden,

102



-

-

Entwurfsgrundsätze

III

zur Minimierung der Anzahl der Lager ist die indirekte Lagerung anzustreben, wenn eine Höhenungenauigkeit beim Einbau der Lager konstruktiv nicht ausgeschlossen werden kann, ist der Lastfall ∆sLager = ± 3,0 mm in ungünstiger Kombination in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit zu berücksichtigen, für den Einsatz von teilweise vorgefertigten Betonteilen gelten die Abschnitte II-8 und II-9, Walzprofile müssen wegen der Walztoleranzen die Bedingungen nach DIN EN 10034: 1994 erfüllen, soweit im Einzelfall nicht geringere Toleranzen aus konstruktiven Bedingungen resultieren. Im Bereich geschweißter Stöße sind erhöhte Bedingungen einzuhalten. Insbesondere darf der Kantenversatz in den Gurten und Stegen den Grenzwert von 2 mm an keiner Stelle überschreiten. Hierzu sollten alle Walzprofile mit gleichen Nennabmessungen, die durch Stöße verbunden werden, aus der gleichen Walzung stammen.

A.2

Entwurfsgrundsätze für Überbauten mit Auflagerquerträgern in Beton

(1)

Die Mindestbreiten der Betonquerträger betragen für den -

Widerlagerquerträger:

0,80 m bei indirekter Lagerung, 0,60 m bei direkter Lagerung,

-

Stützenquerträger:

0,90 m.

(2)

Bei den Widerlagerquerträgern treten im Untergurt systembedingt Zugkräfte auf. Diese sind durch entsprechende Konstruktionen in den Betonquerträger einzuleiten.

(3)

Bei den Stützenquerträgern kann die Übertragung des negativen Stützmomentes rechnerisch durch eine zentrische Zugkraft im Beton (Achse Betonfahrbahnplatte) und die gegengleiche Druckkraft in Höhe des Stahlträgeruntergurtes erfolgen, wobei die Zugkraft im Betonobergurt allein durch die Längsbewehrung der Betonplatte übertragen wird (siehe Bild A2). Alternativ darf die Obergurtzugkraft durch eine verschweißte oder geschraubte Durchbindung des Stahlträgerobergurtes in Kombination mit zusätzlicher Längsbewehrung im Betongurt aufgenommen werden, wobei beim Nachweis der Rissbreitenbeschränkung und der Ermüdung bei der Ermittlung der Zugkraft im Betonstahl der Einfluss aus der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen zu berücksichtigen ist.

(4)

Beim Nachweis der Rissbreitenbeschränkung ist ebenfalls von einer zentrischen Zugbeanspruchung aus Haupttragwerkswirkung auszugehen. Für den maximalen Bewehrungsgrad in der Fahrbahnplatte gelten die Festlegungen in Abschnitt II-2.4.

(5)

Die Mindestbewehrung über den Stützenquerträgern beträgt für die unterste Bewehrungslage in Trägerlängsrichtung d s = 16 mm und s = 10 cm. Diese Bewehrung ist in Trägerlängsrichtung über die Länge L nach Gleichung (A1) anzuordnen.

103


III

Entwurfsgrundsätze

L = bQTR + 2 ⋅ (0,15 ⋅ Lst + I b)


(A1)

Dabei ist: Lst die größere Trägerstützweite der beiden angrenzenden Felder, I b das Grundmaß der Verankerungslänge, bQTR die Querträgerbreite. (6)

Die am Anschluss des Hauptträgers an den Stützenquerträger auftretende Endschubkraft zwischen Betonplatte und Stahlträgerobergurt ist durch eine konzentrierte Verdübelung am Trägerende über Schub in den Stahlträger einzuleiten. Hierbei darf die Schubkraft im Grenzzustand der Tragfähigkeit dreieckförmig auf eine Länge von aLTR verteilt werden. Für Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gilt 6.1.3(4). Im Fall positiver Stützmomente müssen die Stahlträgeruntergurtzugkräfte über entsprechende Krafteinleitungskonstruktionen und Bewehrung durch den Beton hindurchgeleitet werden.

(7)

Für die Querträger ist in den äußeren Lagen der Längs- und Schubbewehrung der maximale Stababstand in jeder Richtung auf 15 cm begrenzt. Die Schubbewehrung soll aus geschlossenen Bügeln bestehen. Als Mindestschubbewehrung sind Durchmesser 12 mm mit s = 12,5 cm zu verwenden. Wenn nicht die Variante A nach Bild A2 gewählt wird, sind für die Bügelbewehrung bei den Vatianten B und C nach Bild A2 gegebenenfalls entsprechende Öffnungen in den Stahlträgeruntergurten bzw. Stahlträgerobergurten vorzusehen. Dies gilt insbesondere bei Brücken mit schiefwinkligen Auflagerquerträgern.

(8)

Auf die erforderliche Berücksichtigung der Torsionsbeanspruchung der Querträger wird hingewiesen. Der hierfür erforderliche Bewehrungsanteil ist in Übereinstimmung mit Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102 auszubilden.

(9)

Bei der Variante C ist in Höhe der Untergurte eine Spaltzugbewehrung erforderlich. Spaltzugbewehrungen aus anderen Lasteinleitungen (z.B. über Lagern) dürfen nicht angerechnet werden.

(10)

Um Auswechselungen bei der Bewehrung zu vermeiden, ist bei der Variante C möglichst eine durchgehende, dicke Kopfplatte vorzusehen. Die Kopfplatte ist so zu bemessen, dass die zulässige Teilflächenpressung des Betons gemäß Kapitel II des DIN-Fachberichtes 102 eingehalten wird. Die Lastausbreitung in der Kopfplatte darf hierbei unter 60 ° angesetzt werden, wenn die Biegespannungen der Kopfplatte nachgewiesen werden.

(11)

Bei kurzen Bauwerken sind die Querträger und die Fahrbahnplatte möglichst in einem Arbeitsgang mit entsprechendem Verzögerereinsatz zu betonieren. Die Betonquerträger sind nachzuverdichten.

104



Entwurfsgrundsätze

III

Bild A2 Betonquerträgervarianten A-C

105


III

Entwurfsgrundsätze


(12)

Wenn die Widerlagerquerträger vorbetoniert werden, dann ist die Arbeitsfuge horizontal zwischen dem Querträger und der Fahrbahnplatte vorzusehen. Stützenquerträger nach Bild A2 dürfen nicht vorbetoniert werden.

(13)

Falls bei längeren Bauwerken das Betonieren in einem Arbeitsgang nicht mehr möglich ist, sind zuerst die Feldbereiche zu betonieren und anschließend die Stützbereiche mit den Querträgern. Die Betonierabschnittsgrenzen sind hierbei in einem Abstand von ca. 0,15 LSt (LSt - Stützweite) anzuordnen. Die Ausführungsgrundsätze des Abschnittes II-2.4 gelten auch hier.

(14)

Bei den Varianten B und C sind im Untergurt Lüftungsöffnungen für das Betonieren vorzusehen. Bei der Variante A mit Übertragung der Druckkraft im Untergurt durch Kontakt ist aus Korrosionsschutzgründen eine Dichtnaht anzuordnen, wenn die Stahlträger nicht direkt aufgelagert werden.

106



Kapitel IV

IV



Genereller Bezug: DIN Fachbericht 101 „Einwirkungen auf Brücken“ (Ausgabe 2009) DIN Fachbericht 102 „Betonbrücken“ (Ausgabe 2009) DIN Fachbericht 103 „Stahlbrücken“ (Ausgabe 2009)

Bezug zu den einzelnen Kapiteln: Abschnitt

Norm

Erläuterung

II-1.1

DIN 18800-7

Stahlbauten - Teil 7: Ausführung und Herstellerqualifikation

II-1.3

ISO 1000:2001-04

SI-Einheiten und Festlegungen für die Anwendung ihrer Vielfachen und einiger anderer Einheiten

II-3.5.2

DIN EN ISO 13918:1998-12

Schweißen - Bolzen und Keramikringe zum Lichtbogenbolzenschweißen (ISO 13918:1998); Deutsche Fassung EN ISO 13918:1998

II-6.3.2.1

DIN EN ISO 14555:2006-12

Schweißen - Lichtbogenbolzenschweißen von metallischen Werkstoffen (ISO 14555:1998); Deutsche Fassung EN ISO 14555:1998

II-6.3.2.1

DIN EN ISO 13918:1998-12


II-6.4.1

DIN EN ISO 13918:1998-12


II-9.4.3

DIN EN ISO 14555:2006-12

Schweißen - Lichtbogenbolzenschweißen von metallischen Werkstoffen (ISO 14555:1998); Deutsche Fassung EN ISO 14555:1998

107


IV



Abschnitt

Norm

II-9.4.3

DIN EN ISO 13918:1998-12

II-K.2

DIN EN ISO 12944-3:1998-07 Beschichtungsstoffe - Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme - Teil 3: Grundregeln zur Gestaltung (ISO 12944-3:1998); Deutsche Fassung EN ISO 12944-3:1998

III-A.1

DIN EN 10034:1994-03

108

Erläuterung Schweißen - Bolzen und Keramikringe zum Lichtbogenbolzenschweißen (ISO 13918:1998); Deutsche Fassung EN ISO 13918:1998

I- und H-Profile aus Baustahl; Grenzabmaße und Formtoleranzen; Deutsche Fassung EN 10034:1993



Kapitel V

Stichwortverzeichnis

V

Stichwortverzeichnis Seite

Auflagerquerträger in Beton Ausführung Baugrundbewegung Bauzustand Bemessungswert - der Beanspruchungen - der Einwirkungen - der Werkstoffeigenschaften Bemessungssituationen Betonfertigteile Charakteristischer Wert - der Werkstoffeigenschaften - der Einwirkungen Dauerhaftigkeit Dekompression Doppelverbund Einbetonierte Stahlträger Einwirkungen - außergewöhnliche - Bauzustand - Temperatureinwirkungen - Kombinationen - planmäßig eingeprägte Deformationen - primäre Beanspruchung - sekundäre Beanspruchung - ständige - veränderliche - Zwang Engliegende Längsträger Ermüdung - Baustahlquerschnitt - Beton unter Druck

24, 102 ff. 93 ff. 19, 23, 58 18, 30, 34, 38, 77, 100 21 20, 25 ff. 21 18 19, 90 ff.

21 19 28 ff., 57, 60 60 35 ff., 89 32, 95 ff. 18 ff. 19, 86, 90 19, 24, 58, 76 24 26, 27 18 ff. 18 ff. 18 18 19 102 ff. 52 ff., 69 ff., 79 ff. 54 54 ff.

109


V


- Betonstahlquerschnitt - Kopfbolzendübel - Spannstahlquerschnitt Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit - Dekompression und Rissbildung - Mindestbewehrung - Nachweis der Rissbreite - Schwingungen - Spannungsbegrenzung - Verformungen Grenzzustand der Tragfähigkeit - Biegedrillknicken - Biegemoment - Biegung, Normal- und Querkraft - Querkraft - Querschnittsklassen - Beulen


54, 56 67 ff., 79 ff. 54 57 ff. 60 ff. 60 ff. 63 ff. 66 59 65 32 ff. 47 ff. 39 ff. 43 ff. 45 ff. 37 ff. 44

Hydratationswärme

26, 30, 76

Kastenquerschnitte Kopfbolzendübel Kriechbeiwerte ψL Kriechen

51f, 72 77 ff. 36 ff. 35f, 45

Lager Längsschubkräfte Längsschubtragfähigkeit des Betongurtes Mittragende Breite Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen Montage Planmäßig eingeprägte Deformationen Querkraft Querbewehrung Querrahmen Quersteifen 110

19 72 ff. 83 ff. 33 ff. 35, 45f, 59, 72 93 ff. 26, 27 43 83 ff. 82 ff. 82 ff.




Querschnittsklasse

V

37 ff.

Regeln - verbindliche Regeln - Anwendungsregeln Rissbildung Rissbreitenbeschränkung

3 3 3f 45 ff., 57 ff., 72 62 ff.

Schnittgrößenermittlung Schwinden Schwingungen Spanngliedvorspannung Statisches Gleichgewicht

44 ff., 53, 57 ff. 26, 35 ff., 43 66 47 25

Teilsicherheitsbeiwert - für Abfließen der Hydratationswärme - für Einwirkungen - für Ermüdung - für planmäßig eingeprägte Deformationen - für Schwinden - für Werkstoffe Überhöhung Verbundmittel Verbundplatten Verbundsicherung - Dübelabstände - Grenzscherkraft von Kopfbolzendübeln - Längsschubkraft - Vouten Verformungen - an Lagern und Fahrbahnübergängen Werkstoffeigenschaften - Baustahl - Beton - Betonstahl - Kopfbolzendübel - Spannstahl

26 25 ff. 52 ff., 71 26 26 26 ff., 52 ff., 71, 77 ff. 65 67 ff., 86 ff. 86 ff. 67 ff. 81 ff., 87 77 ff. 72 ff. 81 ff. 65 19

31 30 31 31 31 111

Din Fachbericht 104

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