EN 1992-2 Brückennachweise - ?· Die Beschreibung von Programmfunktionen im Rahmen dieser Dokumentation…

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    08-Sep-2018

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  • Brckennachweise

    nach EN 1992-2mit nationalen Anhngen

    Deutschland und sterreich

  • Die Beschreibung von Programmfunktionen im Rahmen dieser Dokumentation gilt nicht als Zusicherung vonProdukteigenschaften. Gewhrleistungs- und Haftungsansprche aus der Benutzung der Dokumentation sindausgeschlossen.

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    2018 InfoGraph GmbH, Aachen. Alle Rechte vorbehalten.

    Titelbild: BAB 44, berfhrungsbauwerk Fhrener Strae bei Hessisch Lichtenau. Mit freundlicher Genehmigung der Mehlhorn und Vier Ingenieurges. mbH, Kassel/Frankfurt.

  • 1

    Inhaltsverzeichnis

    InfoGraph GmbH, August 2018

    Inhaltsverzeichnis

    Grundlagen 3

    Eingaben 3

    Tragwerksart 3

    Lastmodell 1 fr Straenbrcken 4

    Einwirkungen und Einwirkungskombinationen 6

    Definition einer Einwirkung 7

    Definition einer Einwirkungskombination 9

    Teilsicherheitsbeiwerte 10

    Querschnittseingaben 10

    Berechnungseinstellungen 21

    Einzelbemessung 22

    Vorgespannte Tragwerke 23

    Interne Vorspannung 23

    Externe Vorspannung, Mischbauweise 28

    Streuung der Wirkungen aus Vorspannung 28

    Kriechen und Schwinden 29

    Relaxation des Spannstahls 30

    Nachweise in den Grenzzustnden der Tragfhigkeit 31

    Nachweiskombinationen 31

    Spannungs-Dehnungslinien 31

    Bemessungsschnittgren 32

    Bemessung fr Biegung mit oder ohne Normalkraft und Normalkraft allein 34

    Mindestbewehrung gegen Versagen ohne Ankndigung 35

    Oberflchenbewehrung 35

    Bemessung fr Querkraft 36

    Bemessung fr Torsion und kombinierte Beanspruchung 39

    Nachweis der Hauptdruckspannung fr kombinierte Beanspruchung 40

    Durchstanzen 41

    Nachweise gegen Ermdung 41

    Nachweiskombinationen 41

    Spannungs-Dehnungslinien 41

    Ermdung von Lngsbewehrung, Schubbewehrung und Spannstahl 42

    Ermdung von Beton unter Lngsdruckbeanspruchung 43

    Ermdung der Betondruckstreben unter Querkraft und Torsion 44

    Besonderheit bei Flchentragwerken 45

    Nachweise in den Grenzzustnden der Gebrauchstauglichkeit 46

    Nachweiskombinationen 46

    Spannungs-Dehnungslinien 46

    Spannungsberechnung 47

    Begrenzung der Betondruckspannungen 48

    Begrenzung der Betonstahl- und Spannstahlspannungen 48

    Nachweis der Dekompression 49

    Betonzugspannungen in Brckenquerrichtung 49

    Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite 50

    Berechnung der Rissbreite 52

    Nachweis der Rissbreite durch Begrenzung der Stababstnde 53

    Ermittlung des Wirkungsbereichs Ac,eff 54

    Begrenzung der schiefen Hauptzugspannungen 56

    Begrenzung der Verformungen 57

    Ergebnisse 58

    Beispiele 60

  • 2

    Inhaltsverzeichnis

    InfoGraph GmbH, August 2018

    Straenbrcke in Massivbauweise 60

    Eisenbahnberfhrung mit Spannbetonberbau 69

    Brckenwiderlager 79

    Literaturhinweise 88

  • 3

    Grundlagen

    InfoGraph GmbH, August 2018

    EN 1992-2 Brckennachweise

    GrundlagenDie Brckennachweise nach EN 1992-2 (Eurocode 2, Teil 2) sind als Ergnzung zur FEM-Analyse 3D konzipiert. Sie sindanwendbar fr Brckenbauwerke und andere Ingenieurbauwerke, soweit Einwirkungen aus Straen- oder Eisenbahnverkehrnach EN 1991-2 (Eurocode 1, Teil 2) zu bercksichtigen sind. Als Tragwerksmodelle sind Stab-, Flchen- undVolumentragwerke zugelassen. Im einzelnen werden folgende Normen bercksichtigt:

    EN 1992-2:2005/AC:2008 als Basisdokument

    NORM EN 1992-2:2012 mit Nationalem Anhang sterreich B 1992-2:2014-09

    DIN EN 1992-2:2010 mit Nationalem Anhang Deutschland 2013-04.

    Die Auswahl der gewnschten Vorschrift erfolgt im Dialog Bemessungsnormen des Extras-Mens. Davon abhngig werdendie entsprechenden Eingabe-, Berechnungs- und Ergebnisdialoge in der Bedienungsoberflche angeboten. Bei derMaterialauswahl stehen folgende Alternativen fr Verfgung:

    C12/15-EN-D bis C100/115-EN-D sowie LC12/13-EN-D bis LC80/88-EN-D fr die Bemessung nach DIN EN 1992-2

    C12/15-EN bis C90/105-EN sowie LC12/13-EN bis LC80/88-EN fr die Bemessung nach den anderen Normen

    Innerhalb eines Tragwerksmodells sind verschiedenartige Bauteile kombinierbar:

    Nicht vorgespannte Bauteile

    Vorgespannte Bauteile mit nachtrglichem Verbund

    Vorgespannte Bauteile ohne Verbund

    Bauteile mit externer Vorspannung

    Bauteile in Mischbauweise

    Die Bemessung erfolgt im Nachlauf zur statischen Berechnung. Dazu sind die berechneten Lastflle und Lastmodell-varianten den Einwirkungen nach EN 1991-2:2003, zuzuordnen. In den gewnschten Bemessungssituationen ermittelt dasProgramm unter Bercksichtigung der vorgegebenen Sicherheits- und Kombinationsbeiwerte nach EN 1990/A1:2010(Eurocode 0) automatisch die mageblichen Bemessungsschnittgren, und zwar entweder fr das Gesamtsystem oder eineGruppe ausgewhlter Elemente.

    Die Dialoge zu den Einwirkungen und zur Nachweisauswahl werden ber die Berechnungseinstellungen aufgerufen. Diedetaillierten Nachweisvorgaben und Bewehrungsangaben sind im Rahmen der Querschnittsdefinition einzugeben.

    Bei Stben und Bemessungsobjekten werden alle Nachweise am Polygonquerschnitt gefhrt. Allgemeine Hinweise zurAnwendung von Bemessungsobjekten sind dem entsprechenden Handbuchkapitel zu entnehmen.

    Im Ordner EN 1992-2 Brckennachweise der Datenbasis und den Ordnern der nationalen Varianten ist zustzlich eineEinzelbemessung fr frei definierte Polygonquerschnitte oder Verbundquerschnitte mglich.

    In den nachfolgenden Ausfhrungen werden vorrangig die Vorschriften der EN 1992-2 zitiert. Auf die jeweiligen nationalenFestlegungen wird nur dann verwiesen, wenn sie abweichende oder ergnzende Regeln enthalten. Die betreffendenPassagen werden durch senkrechten Strich am Text markiert.

    Eingaben

    TragwerksartDIN EN 1992-2:

    Der Dialog zur Auswahl der Tragwerksart wird aus der Datenbasis oder ber die Einstellungen im Berechnungsmenaufgerufen. Beim Verkehrsweg kann zwischen Strae und Eisenbahn gewhlt werden.

    Spannbetonberbau

    Auswahl der Nachweisbedingungen bei Straenbrcken gem Tabelle 7.101DE fr in Lngsrichtung statisch bestimmteBauteile mit im Verbund liegenden Spanngliedern.

  • 4

    EN 1992-2 Brckennachweise

    InfoGraph GmbH, August 2018

    Lastmodell 1 fr StraenbrckenDas Lastmodell 1 besteht nach EN 1991-2, Kapitel 4.3.2, aus zwei Teilen:

    a) Doppelachse (Tandemsystem TS)

    b) Gleichmig verteilte Flchenlast UDL

    Diese Lasten sollen sowohl in Brckenlngs- wie in Querrichtung in ungnstigster Stellung aufgebracht werden. InQuerrichtung werden die Laststellungen durch die Einteilung der Fahrbahn in rechnerische Fahrstreifen bestimmt. Da nichtin allen Fllen von vornherein die magebende Fahrstreifeneinteilung bekannt ist, knnen unterschiedliche Varianten vonLaststellungen definiert werden.

    Die Bearbeitung des Lastmodells 1 erfolgt ber den Ordner EN 1992-2 Brckennachweise / Lastmodell 1 der Datenbasis. Mitder Option Neu des Kontextmens des Lastmodells 1 wird eine neue Variante von Laststellungen angelegt und der Ein-gabedialog gestartet.

    Die angepassten Grundwerte des Tandemsystems (aQiQik) und die Lastordinaten der UDL-Lasten (aqiqik) werden mit dem

    Kontextmenpunkt Eigenschaften des Lastmodells 1 eingestellt.

    Bei der FEM-Berechnung werden alle vertikalen Lastanteile des Lastmodells 1 als Flchenlasten behandelt und in getrenntenLastfllen berechnet, um spter die extremalen Reaktionen ermitteln zu knnen.

    Mit der Option Projizierte Lasten anwenden werden die vertikalen Lasten auf die Elemente in globaler z-Richtung projiziert.Daher ist die Last ber den Elementen anzuordnen (siehe Freie Flchenlast n-Eck). Es werden nur Elemente belastet, die nichtdurch andere Elemente verdeckt werden. Dies gilt auch fr eine teilweise berdeckung.

    Aus

    Beendet die Darstellung des Lastmodells 1.

    TS Neu

    Eingabe einer neuen Stellung des Tandemsystems (siehe auch Tandemsystem). Die Stellungen des Tandemsystems schlieensich gegenseitig aus.

    UDL Neu

    Fortlaufende Eingabe von vier- oder dreieckigen Lastflchen der UDL-Last. Die Teilflchen der UDL-Last knnen gleichzeitigwirken. Die Eingabe ist fr UDL2 (Fahrstreifen 2) voreingestellt. ber das Kontextmen der Lastflche knnen andereFahrstreifen oder eine Restflche gewhlt werden.

  • 5

    Eingaben

    InfoGraph GmbH, August 2018

    UDL Gen

    Generieren neuer Lastflchen der UDL-Last. Das viereckige Generierungsgebiet wird mit identischer Anzahl von Lastflchenauf den gegenberliegenden Rndern eingeteilt.

    Tandemsystem des Lastmodells 1

    Fahrtrichtung

    Lastflche

    RadaufstandsflcheFahrstreifen 1

    Fahrstreifen 2 Zentrifugallast

    der WagenAbstand

    Lastverteilungshhe

    (links)

    Fahrstreifen 3

    Eingabedialog und Prinzipskizze des Tandemsystems im Lastmodell 1 nach EN 1991-2.

    Abstand der Wagen

    Abstand der Schwerpunkte der Radaufstandsflchen (Siehe Abbildung).

    Fahrstreifen

    Anordnung der Fahrstreifen von links nach rechts.

    Zentrifugallast

    Lastgre Qt dieser Stellung des Tandemsystems. Sie wirkt senkrecht zur Fahrtrichtung. Ihre exzentrische Lage wird nicht

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