Torsionsbalken

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SIA 262 Bemessung > Beispiele

Torsionsbalken

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Der dargestellte Kragarm wird durch eine exzentrisch angreifende Last F = 175 kN be­an­sprucht. Die erforderliche Schub‑, Torsionslängs- und Bügel­bewehrung sind im nach­fol­gen­den Protokoll aufgeführt.

Systemzeichnung des Beispiels Torsionsbalken nach SIA 262

Systemzeichung

 

SIA 262 Einwirkungen

 

Standard Bemessungsgruppe

 

G - Eigenlast

 

Gamma.sup / gamma.inf = 1,35 / 0,8

 

Lastfälle

---------

1   LAST

 

1. Ständige und vorübergehende Situation

 

Endzustand

G  - Eigenlast

 

Vorgaben für den Nachweis der Längs- und Schubbewehrung

 

M,N      Bemessungsmodus für Biegung und Längskraft:

         (ST) Standard, (SY) Symmetrisch, (DG) Druckglied.

Red.     Reduktionsfaktor der Vorspannung zur Bestimmung der Zugzone für die

         Verteilung der Bewehrung gegen sprödes Versagen bei Flächenelementen.

Fak. as  Faktor für Biegebewehrung von Platten in Querrichtung nach 5.5.3.2.

eta.t    Beiwert für Betonfestigkeit nach 4.2.1.3.

fsk      Stahlgüte der Bügel [MN/m²].

Alpha    Neigung des Betondruckfelds [°].

kc       Reduktionsbeiwert für Betondruckfestigkeit nach 4.2.1.7.

Platte   Balken werden wie Platten bemessen.

eps.v    Grundwert der Dehnung nach 4.3.3.2.2 [o/oo].

Dmax     Größtkorn des Betons nach Gl. (37) [mm].

Längsb.  Die Längsbewehrung ist nach 4.3.3.2.3 abgestuft.

 

 Qu. Beton    Bem.  Red.                                Bem. Grund-      Längsb.

              für   Vor-  Fak. eta.t   fsk   Alpha  kc  wie  wert   Dmax  abge-

              M,N   spg.   as        [MN/m²]  [°]       Pl.  eps.v  [mm]  stuft

   1 SC35/45         .     .     .      500  45,00 0,55  .     .            .

 

Schubquerschnitte

 

bw.nom   Nennwert der Querschnittsbreite bei Vorspannung nach 4.3.3.3.5.

h.nom    Nennwert der Querschnittshöhe bei Vorspannung nach 4.3.3.3.5.

kb, kd   Faktor zur Berechnung des inneren Hebelarms z aus der Nutzbreite bn

         bzw. der Nutzhöhe d nach 4.3.3.4.2.

z1, z2   Abmessungen des ideellen Hohlquerschnitts für Torsion nach 4.3.5.1.

tk       Wanddicke des Hohlquerschnitts.

 

 Qu.   Breite [m]   Nutzbreite    Höhe [m]     Nutzhöhe    Torsionsquerschn. [m]

       bw   bw.nom  bn [m]  kb    h     h.nom  d [m]  kd    z1     z2    tk

   1  0,300   .      0,245 0,90  0,700   .     0,645 0,90  0,595  0,195 0,105

 

Nachweis der Schubbewehrung

 

Der Mindestbewehrungsgrad nach 5.5.2.2 wird berücksichtigt.

 

bw        Wirksame Breite zur Berechnung der Schubspannungen aus Qz und Mx [m]

bn        Statisch wirksame Breite zur Schubbemessung für Qy [m]

kb        Faktor zur Berechnung des inneren Hebelarms aus bn

h         Wirksame Höhe zur Berechnung der Schubspannungen aus Qy und Mx [m]

d         Statisch wirksame Höhe zur Schubbemessung für Qz [m]

kd        Faktor zur Berechnung des inneren Hebelarms aus d

z1, z2    Höhe und Breite der Kernquerschnittsfläche Ak für Torsion [m]

tk        Wanddicke des Ersatzhohlquerschnittes für Torsion [m]

fsk       Festigkeit der Bügelbewehrung [MN/m²]

kc        Reduktionsbeiwert für die Betondruckfestigkeit

Qy, Qz    Bemessungsquerkräfte in y- und z-Richtung [kN]

VRd       Querkraftwiderstand ohne Querkraftbewehrung [kN]

VRdc      Querkraftwiderstand des Betondruckfelds [kN]

z         Innerer Hebelarm z=kb*bn bzw. z=kd*d

Alpha     Druckfeldneigung [°]

Asb.y,z   Erf. Bügelbewehrung aus Qy, Qz [cm²/m]

Asl.y,z   Erf. Längsbewehrung aus Qy, Qz [cm²]

Mx        Bemessungstorsionsmoment [kNm]

TRdc      Torsionswiderstand des Betondruckfelds [kNm]

Asb.T     Erf. Bügelbewehrung aus Torsion [cm²/m]

Asl.T     Erf. Längsbewehrung aus Torsion [cm²]

 

Stab 1

 

Ort 1

 

Stab 1, x = 0,00 m (Stablänge 2,00 m)

Querschnitt 1: Polygon - SC35/45

bw/bn/kb=0,3/0,245/0,9; h/d/kd=0,7/0,645/0,9

fsk=500; kc=0,55

Ersatzhohlquerschnitt z1/z2=0,595/0,195; tk=0,105

 

1. Ständige und vorüberg. Komb. (SK.1): G, Endzustand 

 

Betonschnittgrößen

         Nx[kN]   My[kNm]   Mz[kNm]   Mx[kNm]    Qy[kN]    Qz[kN]

Nx-  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

Nx+  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

My-  :     0,00   -472,50      0,00     47,25      0,00    236,25

My+  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

Mz-  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

Mz+  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

Mx-  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

Mx+  :     0,00   -472,50      0,00     47,25      0,00    236,25

Qy-  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

Qy+  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

Qz-  :     0,00   -280,00      0,00     28,00      0,00    140,00

Qz+  :     0,00   -472,50      0,00     47,25      0,00    236,25

 

Nachweis der Schubbewehrung und der Druckstrebenfestigkeit

 

Qy            :    0,00 kN    Alpha     :  45,00 °

Qy/VyRdc      :    0,00       z         :   0,22 m

Situation     : -,-           erf.Asb.y :   0,00 cm²/m

                              erf.Asl.y :   0,00 cm²

 

Qz            :  236,25 kN    Alpha     :  45,00 °

Qz/VzRdc      :    0,22       z         :   0,58 m

Situation     : SK.1,Qz+      erf.Asb.z :   9,36 cm²/m

                              erf.Asl.z :   2,72 cm²

 

Mx            :   47,25 kNm   Alpha     :  45,00 °

Q/VRdc+Mx/TRdc:    0,54       erf.Asb.T :   4,68 cm²/m

Situation     : SK.1,Qz+      erf.Asl.T :   7,40 cm²