Beschreibung des Moduls

Drempelaussteifung

Das Programm Drempelaussteifung ermöglicht den Nachweis von Drempel- und Aussteifungsstützen mit Ringanker in klassischen Pfettendächern nach Eurocode 2 und NA Deutschland. Die Windlasten werden vollständig erfasst, der Ringanker bemessen und die Drempelstützen als Kragträger nachgewiesen, sodass die horizontale Aussteifung des Dachbereichs zuverlässig beurteilt werden kann.

Anwendungsbereich:

Das Programm Drempelaussteifung dient dem Nachweis der horizontalen Aussteifung von Drempelwänden bei klassischen Pfettendächern. Grundlage ist ein System aus Ringanker und Drempelstützen, wobei der Ringanker als durchlaufender Träger und die Drempelstützen als Kragträger modelliert werden. Die Bemessung erfolgt nach Eurocode 2 in Verbindung mit dem Nationalen Anhang Deutschland.

Systemannahmen und Modellierung:

Der Ringanker wird als Stahlbetonbauteil betrachtet und kann wahlweise in einer U-Schale ausgeführt werden. Das System kann aus bis zu vier Feldern bestehen. An den äußeren Enden lassen sich sowohl gelenkige Lagerungen als auch Einspannungen berücksichtigen, sodass unterschiedliche konstruktive Randbedingungen realitätsnah abgebildet werden können.

Die Innenlager werden durch die Drempelstützen gebildet und als indirekte Lager mit definierter Lagerlänge angesetzt. Die Drempelstützen übertragen die horizontalen Windlasten aus dem Dach- und Drempelbereich in den Ringanker und weiter in die Decke.

Die Drempelstützen werden als Kragträger modelliert. Als Lasten wirken die horizontalen Lagerreaktionen aus dem Ringanker sowie eine Blocklast aus Wind bis zur halben Stützenhöhe, welche die maßgebende Lasteinzugsfläche der Drempel abbildet.

Lastannahmen:

Das Programm untersucht ausschließlich horizontale Einwirkungen aus Wind. Es werden getrennte Lastfälle für Winddruck und Windsog betrachtet, die jeweils unabhängig bemessen werden. Für den Ringanker werden die Windlasten grundsätzlich als Vollast über die gesamte Länge angesetzt, sodass eine konsistente Ermittlung der Schnittgrößen und Lagerreaktionen gewährleistet ist.

Für die Windbeanspruchung der Drempel können unterschiedliche Lastansätze gewählt werden. Neben einer gleichmäßig verteilten Belastung besteht die Möglichkeit, bis zu drei unterschiedliche Lastblöcke zu definieren. Dadurch lassen sich auch abschnittsweise variierende Windbeanspruchungen der Drempel praxisgerecht abbilden.

Zusätzlich können horizontale Lasten aus der Dachkonstruktion als Einzellasten angesetzt werden. Diese Einzellasten werden direkt dem Ringanker zugeordnet und ermöglichen die realitätsnahe Abbildung von Dachsystemen, bei denen Windkräfte konzentriert über Pfetten oder andere tragende Bauteile in den Ringanker eingeleitet werden.

Ergänzend kann eine Längskraft im Ringanker als Wind-Ersatzlast berücksichtigt werden. Diese wird über die gesamte Trägerlänge konstant angesetzt und geht in die Bemessung des Ringankers ein.

Vertikale Lasten auf den Ringanker werden im Rahmen dieses Programms nicht berücksichtigt und sind gegebenenfalls separat nachzuweisen.

Nachweise Ringanker:

Für den Ringanker werden folgende Nachweise geführt:

• Biegebemessung in Feld- und Lagerbereichen
• Querkraftbemessung, stets am Auflagerrand
• Mindestbewehrung nach Eurocode 2
• Rissbreitennachweis
• Nachweis der Biegeschlankheit

Die erforderliche Längs- und Querkraftbewehrung wird ermittelt und kann direkt aus dem Programm übernommen werden.

Nachweise Drempelstützen:

Die Drempelstützen werden als Stahlbetonkragträger bemessen. Für jede Stütze werden Schnittgrößen, Auflagerreaktionen sowie Bemessungsmomente und -querkräfte ermittelt. Darauf aufbauend erfolgen:

• Biegebemessung für Winddruck und Windsog
• Querkraftnachweis
• Ermittlung der erforderlichen Längs- und Bügelbewehrung

Dabei wird berücksichtigt, dass sich die wirksame Bauteildicke in Abhängigkeit vom Lastfall (Druck oder Sog) unterscheiden kann.

Bemessungsparameter:

Für die Bemessung stehen dem Anwender umfangreiche Einstellmöglichkeiten zur Verfügung. Die Biegebemessung kann wahlweise mit oder ohne Ansatz von Momentenumlagerungen sowie mit expliziter Berücksichtigung von Anschlussmomenten erfolgen. Zudem lässt sich festlegen, ob die Mindestbewehrung automatisch erfasst werden soll.

Für den Gebrauchstauglichkeitsnachweis können unterschiedliche Grenzwerte der Rissbreite ausgewählt werden. Die Bemessung erfolgt dabei unter Berücksichtigung der gewählten Durchbiegungskombination (quasi-ständig, häufig oder selten). Zusätzlich kann der Einfluss verformungsempfindlicher angrenzender Bauteile berücksichtigt werden.

Im Bereich der Querkraftbemessung besteht die Möglichkeit, den Neigungswinkel der Druckstreben konstant vorzugeben oder die Querkraftbemessung gezielt am Auflagerrand bzw. bei direkter Lagerung im Abstand d durchzuführen. Die Betondeckung wird einheitlich für alle Seiten definiert und geht konsistent in alle Nachweise ein.

Die relevanten psi-Werte werden programmseitig verwaltet und können bei Bedarf angepasst werden. Alle gewählten Bemessungsparameter wirken sich unmittelbar auf die Ermittlung der erforderlichen Längs- und Querkraftbewehrung aus und werden transparent in den Ergebnissen berücksichtigt.

Bewehrungswahl:

Auf Basis der ermittelten Schnittgrößen und der gewählten Bemessungsparameter unterstützt das Programm eine gezielte Bewehrungswahl für Ringanker und Drempelstützen. Die erforderlichen Längs- und Querkraftbewehrungen werden getrennt ermittelt und übersichtlich dargestellt.

Für den Ringanker wird die Bewehrung über den gesamten Querschnitt einheitlich angesetzt. Die erforderliche Längsbewehrung wird je Ecke ermittelt, ebenso die notwendige Bügelbewehrung einschließlich der maximal zulässigen Bügelabstände. Die gewählte Bewehrung wird unmittelbar mit den erforderlichen Werten verglichen und in den Nachweisen berücksichtigt.

Für die Drempelstützen erfolgt die Bewehrungswahl getrennt für die innere und äußere Zugseite, abhängig vom maßgebenden Lastfall aus Winddruck oder Windsog. Auch hier werden die erforderlichen Längs- und Bügelbewehrungen ermittelt und der Anwender kann eine geeignete Bewehrung festlegen. Die Auswirkungen der gewählten Bewehrung auf alle Nachweise werden direkt in der Berechnung berücksichtigt.

Die ausgewählte Bewehrung kann in das Berechnungsmodell übernommen werden und bildet die Grundlage für alle weiteren Nachweise sowie für die abschließende Ergebnisdarstellung.

Grafische Darstellung und Ergebnisse:

Das Programm stellt das System, die Lastannahmen sowie die resultierenden Schnittgrößen übersichtlich grafisch dar. Für Ringanker und Drempelstützen werden Momenten- und Querkraftverläufe ausgegeben, ergänzt durch strukturierte Ergebnistabellen. Die Bewehrungsauswahl kann interaktiv erfolgen und unmittelbar in die Berechnung übernommen werden.