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V.0012 - Lasteinzugsflächen optimiert

In der bisherigen Version wurden die Lasteinzugsflächen nur über die Stützweiten und die äußeren Einspanngrade der umliegenden Deckenfelder ermittelt. Das führte insbesondere bei Decken mit sehr unterschiedlichen Stützweiten nur zu groben Näherungen. Für eine genauere Berechnung muss jedoch nicht nur der äußere Einspanngrad des Deckenfeldes sondern zusätzlich auch die Art der Einspannung bekannt sein. Diese kann über eine zusätzlich außen angeschlossene Decke oder ein biegesteif angeschlossenes Bauteil z.B. eine Wand erzeugt werden. Bei einer anschließenden Decke ist für die Betrachtung zusätzlich ihre äußere Lagerbedingung ( eingespannt oder freidrehbar ) bedeutend, wobei der dortige exakte Einspanngrad nicht mehr entscheidenden Einfluss hat. 

Nur so kann z.B. der entlastende Einfluss der ständigen Last auf dem außenliegenden Deckenfeld sinnvoll berücksichtigt werden. Das Programm wurde deshalb, wie im folgenden Bild gezeigt, erweitert: 

V0012 01

Bei der Randart kann nunmehr die Einspannart über die Kennziffer 2 bis 4 variiert werden. Bei Kennziffer 2 wird die Einspannung durch ein an seinem äußeren Ende freidrehbar gelagertes weiteres Deckenfeld gebildet und bei Kennziffer 3 durch ein Deckenfeld mit einer elastische Endeinspannung. Mit Kennziffer 4 kann ein Einspanngrad, der über ein biegesteif angeschlossenes Bauteil erzeugt wird, definiert werden. In allen 3 Fällen wirkt die Einspannung unterschiedlich entlastend auf die Stütze und beeinflusst die Lasteinzugsfläche. Bei der Belastung der äußeren Felder wird die gleiche Last wie bei der umliegenden Decke mit einem Anteil von 70% als ständige Last angesetzt.

Das Beispiel zeigt einen Auszug einer Flachdecke .Auf der linken Seite schließen weitere Deckenfelder mit einer Stützweite von 9.00 m an und oben ein Deckenfeld mit freidrehbarer Endlagerung und einer Stützweite von 8.00 m.

 

Beispiel Ermittlung Einspanngrad links

V0012 02Einspannung Feld 1 rechts

k1 = 12/(9.00 x (4 - 0.5)) = 0.38 (ε über l geschätzt)

K4 = 12/(6.00 x (4 - 0.0)) = 0.50  

ε1-4 = 0.50/(0.38 + 0.50) = 0.57   ==> 57%

Einspannung Feld 1 links

k1 = 12/(9.00 x (4 - 0.57)) = 0.39

kli = 12/(9.00 x (4 – 0.48)) = 0.37

εli - 1 = 0.39/(0.37 + 0.39) = 0.52   ==> 52%


Eine gleiche Berechnung in y-Richtung führt zu der oberen Einspannung von 31%.


V0012 03Über die Steifigkeiten und Einspanngrade werden vom Programm die Lasteinzugsflächen ermittelt.Dies erfolgt auch schon bei der Eingabe und wird grafisch angezeigt und vermaßt. Damit ist es möglich, bei aus einer FE-Berechnung bekannten Lasteinzugsflächen unmittelbar die Eingabe zu kontrollieren. Die in dem Beispiel gezeigten Ergebnisse differieren zu denen einer FE-Berechnung zu ca. 3%.

 

 

 

 

 

 Konzentrationsfaktoren der Quadranten

Eine weitere Untersuchung zur Ermittlung der Konzentrationsfaktoren der Quadranten für den Flächen-lastanteil führte zu einer Unterscheidung von Innen-, Rand- und Eckstützen. Dadurch wird eine noch bessere Annäherung an die Grenzwerte der DIN EN 1992-1-1:NA Bild 621 erreicht.

Die Ergebnisse aus dem obigen Beispiel zeigen die folgenden Bilder für:

Randstütze unten: 

V0012 04

Deckenausschnitt, Einspanngrade            Lasteinzugsfläche und Sektoren             Konzentrationsfaktoren und βNorm

Eckstütze unten/rechts: 

V0012 05

Deckenausschnitt, Einspanngrade        Lasteinzugsfläche und Sektoren           Konzentrationsfaktoren und βNorm


Die βNorm-Werte passen sehr gut zu den Grenzwerten der Norm.

Bei der Beurteilung sollten dabei jedoch sinnvollerweise nicht die Stützweiten sondern die Seitenlängen der Lasteinzugsflächen verwendet werden, da diese für die Lastkonzentration entscheidend sind.