Bemessung für Querkraft

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Bemessung für Querkraft

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Die Bemessung für Querkraft umfasst die Ermittlung der Schrägzugbewehrung und den Nachweis der Betondruckstreben nach ÖNORM B 4700, Kapitel 3.4.4.2, in Verbindung mit B 4750, Kapitel 12.3.4. Es gelten folgende Besonderheiten:

•Die Neigung der Schrägzugbewehrung wird mit 90° angenommen.
•In der berechneten Bügelbewehrung ist die Mindestbewehrung nach Formel (62) der B 4700 berücksichtigt.
•Bei Stäben und Bemes­sungs­objekten wird die Schub­be­mes­sung ge­trennt für die Querkräfte Qy und Qz durchgeführt.
•Platten- und Schalenelemente werden für die Querkraft qr = √(qx² + qy²) bemessen. Für die zugehörige Längskraft wird, je nachdem was ungünstig wirkt, die Haupt­druck- oder die Hauptzugkraft eingesetzt.
•In B 4700, Formel (27b) (Berechnung des reduzierten Beton­druck­streben­wider­stands) wird die Quer­schnitts­fläche der schlaffen Beweh­rung im Biege­druck­gurt (Druck­be­weh­rung) As2, auf der sicheren Seite liegend, zu Null an­ge­nommen.
•Es erfolgt keine Verminderung der Einwirkung auflagernaher Lasten nach Kapitel 3.4.4.2 Absatz (12) oder (13) der B 4700.
•Bei Stäben und Bemes­sungs­objekten werden die maß­ge­bende Steg­breite und die Nutz­höhe des Trägers, un­ab­hängig von der normalen Quer­schnitts­geometrie, vom Anwender definiert.
•Bei Querschnitten mit interner Vorspannung wird der Bemessungswert der Quer­trag­fähig­keit VRdc gemäß B 4750, Kapitel 12.3.4 (4), mit dem Nennwert bw,nom der Querschnittsbreite ermittelt.
•Bei vorgespannten Querschnitten wird die Neigung ß der Betondruckstreben gemäß B 4750, Kapitel 12.3.4 (1) auf tan ß ≤ 1,0 begrenzt.
•Der Hebelarm z der inneren Kräfte wird generell zu z = 0,9 d angenommen.

 

Die Notwendigkeit einer Schrägzugbewehrung wird bei Platten- und Schalenelementen, sowie falls vom Benutzer gewünscht, auch bei Stabelementen, nach Kapitel 3.4.4.4 der B 4700 unter­sucht. Dabei erfolgt ebenfalls keine Verminderung der Einwirkung auf­lager­naher Lasten.

 

Verwendete Formeln aus der ÖNORM B 4700:

Gleichung 27 nach ÖNORM B4700

(27)

mit

VRdc Bemessungswert des Widerstandes gegen Querkraft, wenn die Festigkeit der Beton­druck­streben maßgebend ist (Versagen des Betons unter schrägem Druck).
bw kleinste Breite des Steges.
z Hebelarm der inneren Kräfte.
d Nutzhöhe des Trägers.

Gleichung 25 nach ÖNORM B4700

( fcd in N/mm² )

(25)

ßNeigung der Betondruckstreben gegen die Trägerachse mit 0,6 ≤ tan ß ≤ 1,6.

(23)

 

Gleichung 27a nach ÖNORM B4700

(27a)

mit

Gleichung 27b nach ÖNORM B4700

(27b)

VRdc,red verminderter Wert von VRdc infolge Druckkraft.
σcd,eff wirksame mittlere Betonspannung infolge der Längskraft (Druck positiv).
Nsd Bemessungswert der aufzunehmenden Längskraft (Druck positiv).
As2Querschnittsfläche der schlaffen Bewehrung im Biegedruckgurt (Druckbewehrung).
AcGesamtfläche des Betonquerschnitts.

 

VRds = Asw/ s · z · fyd · cot ß

(29)

mit

VRdsBemessungswert des Widerstandes gegen Querkraft, wenn die Festigkeit der Schrägzugbewehrung maßgebend ist (Versagen der Schrägzugbewehrung).
AswQuerschnittsfläche der Schrägzugbewehrung im Wirkungsbereich s.
sAbstand der Schrägzugbewehrung in Richtung der Trägerachse (z.B. Bügel­ab­stand).

 

Gleichung 62 nach ÖNORM B4700

(62)

mit

fctm mittlere Betonzugfestigkeit nach B 4700, Tabelle 4.
bw kleinste Breite des Steges in cm.

 

VRd1 = [ τd · k · ( 1,2 + 40·ρ ) + 0,15 · σcd] · bw · d

(39)

mit

VRd1aufnehmbare Bemessungsquerkraft eines Bauteils ohne Schubbewehrung.
τd Rechenwert der Schubspannung gemäß B 4700, Tabelle 4.

k = ( 1,6 - d ) ≥ 1,0
in Bauteilen, bei denen mehr als 50 % der größten Feld­be­weh­rung bis zum Auflager durchgezogen wird (d in m).

k = 1,0wenn weniger als 50 % der größten Feldbewehrung bis zum Auflager durchgezogen wird.

Formel zur Berechnung von ρ nach ÖNORM B4700

As Biegezugbewehrung, die mindestens um d+lb,crf über den betrachteten Querschnitt hinausgeführt wird
(siehe B 4700, Bild 23), lb,crf gemäß Formel (84).

σcd = Nsd / Ac

Nsd Bemessungswert einer gleichzeitig mit der Querkraft wirkenden Längsnormalkraft (als Druckkraft positiv).
Ac Betonquerschnittsfläche.
bw kleinste Breite des betrachteten Querschnittes.