Eurocode 2 Masterclass: Vertiefung in die Stahlbetonbemessung mit RFEM 6!

Der Coach begrüßt die Teilnehmer im Online-Kurs Stahlbeton-Tragwerke nach Eurocode 2 und kündigt Themen wie Stabbemessung und Flächenbemessung mit RFEM 6 an. Er verweist auf die kostenlose 90-Tage-Testversion und die Studentenversion.

In den Basisangaben wird die Betonbemessung aktiviert und der deutsche nationale Anhang gewählt, Beton und Betonstahl erscheinen als eigene Materialien im Navigator. Das Modell trägt neben dem Eigengewicht eine zusätzliche Last von 1,5 Kilonewton pro Quadratmeter, dazu Nutzlast und Schneelast, rein vertikal.

Im Fenster Stabsatz bearbeiten werden für den Unterzug aus zwei Stäben die Register Rippe, Betondeckung, Schubbewehrung und Längsbewehrung gezeigt. Mitwirkende Breiten und Flanschabmessungen übernimmt Eurocode 2 automatisch, die Betondeckung bleibt bei der Voreinstellung mit einer Expositionsklasse für alle Seiten.

In der Tragfähigkeitskonfiguration stehen Schnittgrößen, Reduzierung und erforderliche Längsbewehrung. Die Schubfuge wäre hier und im Register Rippe zu aktivieren. Die Berechnung von Stabsatz 1 und 2 verteilt die Lastkombinationen auf alle Kerne, für LK 16 und 15 geht der Zustand 2 erneut in die Betonbemessung.

Nach der Berechnung zeigen die Tabellen überschrittene Nachweise und die Ausnutzung an Stäben. Im Ergebnisnavigator werden erforderliche und vorhandene Bewehrung samt Bügeln eingeblendet, die nicht abgedeckte Bewehrung sichtbar gemacht und der Beton im Drahtmodus ausgeblendet.

Im Register Betondeckung wird für alle Seiten die Expositionsklasse XC3 gesetzt, dann entstehen fünf Bügelbereiche mit 14 und 12 mm alle 10 und 15 cm. In der Längsbewehrung kommen Eisen mit Versatz und die Deckentragfähigkeit dazu, zum Schluss gerade Verankerungen von 40 Zentimetern.

Im letzten Register liegen zwei Bemessungsauflager vor, ein Endlager und ein Innenlager, wichtig für Querkraftreduktion, Momentenausrundung, GZG-Nachweis und Durchbiegung. Das Lager in Y wird deaktiviert, beim Endlager die monolithische Verbindung aktiviert, zugewiesen wird an Stabanfang, Stabende und Mitte.

Nach der Neuberechnung zeigt Stabsatz 1 keine Warnmeldungen mehr, ein Doppelklick in der Tabelle öffnet Nachweisdetails und Nachweisformeln statt der früheren Blackbox. Grafisch liegt die vorhandene über der erforderlichen Bewehrung, dazu lassen sich Stahlspannung und Ausnutzung der Umhüllenden anzeigen.

Die Betonbemessung ist unter Basisangaben aktiviert, als Material der Bewehrung dient der Betonstahl B500 S. In der Tragfähigkeitskonfiguration wird die Fläche Nummer 15 zugewiesen, die Parameter von der Optimierung bis zur Druckzonenhöhe werden erläutert. Die Gebrauchstauglichkeit wird vorerst deaktiviert.

Die Betondeckung der mittleren Decke wird benutzerdefiniert oben und unten auf 3 cm gesetzt. Die vorhandenen Flächenbewehrungen werden gelöscht und eine neue mit Betonstahl B500 S und der Matte Q424 als Grundbewehrung angelegt. Das Register Bemessungskonfigurationen dient dabei nur zur Kontrolle.

Über den Stützen zeigen rote Peaks knapp 38 Quadratzentimeter pro Meter in Richtung 1 und knapp 42 in Richtung 2. Eine FE-Netzverdichtung mit Radius 0,5 m und innerer FE-Länge 5 cm wird allen gewählten Knoten zugewiesen. Nach der Neuberechnung stehen dort 52 und 54, der Bereich wird kleiner: eine Singularität.

Im Datennavigator unter Spezielle Objekte wird für die Decke Nummer 15 eine Flächenergebnisanpassung mit 0,5 Meter Abmessung angelegt und per Drag and Drop auf die übrigen Knoten kopiert. Nach der Neuberechnung liegen beide Richtungen bei 30, im Extremwert bei 29,8. Geglättet wird voreingestellt richtungsweise.

Für die nicht abgedeckten Bereiche unten wird per Freirechteck eine Zulage mit Achter Eisen alle 15 angelegt, also 3,4 Quadratzentimeter pro Meter, und die Mindestbewehrung auf definiert umgestellt. Die automatische Ermittlung der Stababstände liefert Achter alle 20 und alle 24, im Beispiel bleibt es bei 15 cm.

Im Anzeigenavigator werden Bewehrung und Flächendicken der Decke eingeblendet, dann entsteht ein Ausdruckprotokoll nur mit der Betonbemessung. Per Mehrfachdruck kommen erforderliche Längsbewehrung oben und unten sowie die Differenz unten hinzu, und Speichern und Anzeigen zeigt das fertige Protokoll.

Im Dialog Knoten bearbeiten wird der Durchstanznachweis für Stützen und Wandenden aktiviert und in der Tragfähigkeitskonfiguration der Beta-Faktor auf konstante Faktoren gestellt. Die Bemessung läuft dann über die Tabelle Bemessen der Objekte, Knoten mit Durchstanzen.

In der Tabelle Ausnutzungen knotenweise werden die zwei Nachweise je Knoten ausgewertet, an Knoten 63 ist der Nachweis nicht erfüllt, an Knoten 54 zeigen die Details die geglätteten Kräfte. Werte über 1 sind farbig als nicht erfüllt dargestellt, danach werden im Datennavigator vier Flächenbewehrungen gelöscht.

Für die nicht erfüllten Knoten wird im Datennavigator eine neue Flächenbewehrung mit Durchmesser 14 alle 10 angelegt und kopiert, wobei der Durchmesser bei weiteren Knoten auf 20 alle 10 erhöht wird. Nach der Neuberechnung bleiben drei Knoten mit Werten über 1 offen, der kritische Rundschnitt wird farbig angezeigt.

Am Beton C25/30 werden Kriechen und Schwinden aktiviert, dann werden unter Basisangaben, Einstellungen und Optionen die Stabrepräsentanten mit den Kriterien Materialien, Querschnitte, Linientypen, Stabtypen und Längen eingeschaltet. Repräsentant 1 wird in Stützen EG umbenannt, der zweite in Stützen im ersten OG.

Für die Pendelstützen wird eine neue Knicklänge mit Beiwert 1,0 erzeugt, die Querkraftbewehrung bleibt bei Durchmesser 10 alle 15. Die Stützen im EG bekommen 8, die im OG 4 14er Eisen. Danach werden die Durchstanzknoten aus den Bemessungstabellen entfernt und die Stützen über Stabnummern oder Repräsentanten gerechnet.

Die Ergebnisse werden für Stäbe und Stabrepräsentanten verglichen: jeder Stab hat seine eigene Auslastung, am Repräsentanten nur der maßgebende Wert. Ein Doppelklick zeigt Querschnitts- und Stabilitätsnachweis, wo Momente aus Nennkrümmungsverfahren und Theorie zweiter Ordnung mit der Knicklänge den Nachweis liefern.

Im Datennavigator wird unter Betonbemessung die Gebrauchstauglichkeit geöffnet und die Decke zugewiesen. Die Rissanalyse bleibt auf automatischen Grenzwerten je Expositionsklasse, die Zwangsbeanspruchung wird auf Biegezwang gesetzt. Der Mindestwert des Verteilungsfaktors bleibt deaktiviert.

Die Einstellungen für Kriechen und Schwinden lassen sich pauschal für den Beton C25/30 oder spezifisch je Dicke und Querschnitt vorgeben, hier bleibt die Voreinstellung. Im Register Durchbiegung wird die Bezugslänge für den Grenzwert L/250 manuell über zwei Knoten an zwei Stützen gewählt.

Verformungs- und Rissbreitennachweis werden ausgewertet, danach wird die Durchstanzbewehrung aus dem anderen Modell kopiert und neu gerechnet, womit ein Teil der Rissbreitennachweise erfüllt ist; an anderen Stellen bleiben sie offen. Als Tipp zeigen die globalen Addon-Einstellungen das Einfrieren der Ergebnisse.