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Über dieses Buch

Ein Tragwerk wird durch verschiedene Kraftgrößen (z. B. durch Eigenlasten, Schnee- und Windlasten sowie durch Nutz- und Verkehrslasten) sowie gegebenenfalls durch Verformungsgrößen (wie z. B. Baugrundsetzungen, Temperaturänderungen, Schwinden) beansprucht. Dabei muss das Tragwerk die aus den einwirkenden Kraft- und Verformungsgrößen verursachten Beanspruchungen mit einer ausreichenden Sicherheit und Zuverlässigkeit dauerhaft, d. h. während der angestrebten Nutzungsdauer, aufnehmen können und die Kräfte sicher in den Baugrund weiterleiten.

Die auf ein Tragwerk einwirkenden Kraft- und Verformungsgrößen werden als Einwirkungen bezeichnet. Weiterhin wird hierfür auch der Begriff Lastannahmen verwendet, um anzudeuten, dass die für die Berechnungen und Nachweise des Tragwerks und seiner Bauteile angesetzten Einwirkungen lediglich Näherungswerte darstellen, die mit der tatsächlichen Belastung jedoch in der Regel nicht übereinstimmen. Vielmehr müssen die Einwirkungen und Lastannahmen für die statische Berechnung eines Tragwerks so angenommen werden, dass sie einerseits groß genug sind, um „auf der sicheren Seite zu liegen“, andererseits aber nicht zu hoch geschätzt werden dürfen, damit keine unwirtschaftlichen Konstruktionen entstehen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Ein Tragwerk wird durch verschiedene Kraftgrößen (z. B. durch Eigenlasten, Schnee- und Windlasten sowie durch Nutz- und Verkehrslasten) sowie gegebenenfalls durch Verformungsgrößen (wie z. B. Baugrundsetzungen, Temperaturänderungen, Schwinden) beansprucht. Dabei muss das Tragwerk die aus den einwirkenden Kraft- und Verformungsgrößen verursachten Beanspruchungen mit einer ausreichenden Sicherheit und Zuverlässigkeit dauerhaft, d. h. während der angestrebten Nutzungsdauer, aufnehmen können und die Kräfte sicher in den Baugrund weiterleiten.
Peter Schmidt

2. Grundlagen

Allgemeine Begriffe und ihre Definitionen, die für die Anwendung der Normen gelten, in denen Einwirkungen und Lastannahmen geregelt sind und die in den Eurocodes (DIN EN 1990 bis DIN EN 1999 ([1–10]) verwendet werden, sind in Tab. 2.1 aufgeführt.
Peter Schmidt

3. Grundlagen der Tragwerksplanung, Sicherheitskonzept und Bemessungsregeln

Die Grundlagen der Tragwerksplanung, das Sicherheitskonzept sowie die allgemeinen Bemessungsregeln sind in DIN EN 1990 [1] geregelt. In Deutschland ist der zugehörige Nationale Anhang (DIN EN 1990/NA [2]) zu beachten. Außerdem ist die Änderung A1 zum Nationalen Anhang (DIN EN 1990/NA/A1 [3]) zu berücksichtigen, die brückenspezifische nationale Festlegungen enthält.
Peter Schmidt

4. Wichten und Eigenlasten

Im vorliegenden Kapitel werden charakteristische Werte von Wichten und Flächenlasten von Baustoffen, Bauteilen und Lagerstoffen (Eigenlasten) angegeben. Diese werden in DIN EN 1991-1-1:2010-12 (Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 1-1: Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau) [1] sowie dem zugehörigen Nationalen Anhang (DIN EN 1991-1-1/NA:2010-12) [2] festgelegt. Zur Vereinfachung wird im folgenden Beitrag die Bezeichnung „DIN EN 1991-1-1+NA“ verwendet, wenn Regelungen der Norm einschließlich des Nationalen Anhangs gemeint sind. Für Verweise auf Bilder, Tabellen und Gleichungen in der Norm bzw. im Nationalen Anhang wird die jeweilige Norm-Nummer einschließlich ihres Ausgabedatums angegeben.
Peter Schmidt

5. Nutzlasten im Hochbau

Nutzlasten im Hochbau beschreiben die Einwirkungen aus Personen sowie Möbeln und Einrichtungsgegenständen, die bei üblicher Nutzung auftreten. Die Größe der anzusetzenden Nutzlast ist abhängig von der Art der Nutzung.
Peter Schmidt

6. Windlasten

In der Meteorologie wird als Wind eine meist horizontal gerichtete Luftbewegung bezeichnet. Wind entsteht durch Luftdruck- und Dichteunterschiede in der Atmosphäre. Diese werden durch die ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberoberfläche infolge Sonneneinstrahlung verursacht.
Peter Schmidt

7. Schnee- und Eislasten

Unter Schneelasten werden Einwirkungen auf Dachtragwerke und Dächer infolge der Eigenlast von Schnee bezeichnet. Schneelasten gehören für die Bemessung von Dächern bzw. Dachtragwerken i. d. R. zu den maßgeblichen veränderlichen Einwirkungen. Eine möglichst realitätsgenaue Erfassung der einwirkenden Schneelasten ist für die Bemessung daher unerlässlich.
Peter Schmidt

8. Bodenkenngrößen

Bodenkenngrößen, d. h. charakteristische Werte der Wichten sowie Böschungswinkel von Böden, werden im Eurocode 1 (DIN EN 1991) nicht angegeben. Die im Teil 1-1 der DIN EN 1991 (DIN EN 1991-1-1 [1]) genannten Werte gelten nur für Bau- und Lagerstoffe, nicht jedoch für Böden. Bis zu einer endgültigen Regelung sollte daher die noch gültige nationale Norm DIN 1055-2:2010-11 (Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 2: Bodenkenngrößen [2]) für die Ermittlung von Bodenkenngrößen herangezogen werden (Abb. 8.1).
Peter Schmidt

9. Einwirkungen auf Silos und Flüssigkeitsbehälter

Im Gegensatz zum Wasserdruck, der mit zunehmender Wassertiefe von oben nach unten linear ansteigt, nimmt bei Silos der horizontale Silodruck infolge eingefüllten Schüttgutes mit zunehmender Schütthöhe unterproportional von oben nach unten zu. Der Silodruck wächst nur mit dem Logarithmus der von oben nach unten gemessenen Höhe des eingefüllten Schüttgutes an (Abb. 9.1). Ursache hierfür ist die Reibung der Schüttgutkörner untereinander sowie die Aktivierung der Wandreibung an den Silowandungen, die zu einem „Aufhängen“ des Schüttgutes führt und den horizontalen Silodruck verringert. Die Wände eines Silos für Schüttgut können daher deutlich filigraner dimensioniert werden als die Wände eines Wasser- oder Flüssigkeitsbehälters.
Peter Schmidt

10. Temperatureinwirkungen

Temperatureinwirkungen auf Gebäude, Brücken und andere Tragwerke einschließlich ihrer Einzelbauteile sind in DIN EN 1991-1-5 [1] einschließlich des zugehörigen Nationalen Anhangs (DIN EN 1991-1-5/NA) [2] geregelt. Weiterhin enthält die Norm auch Festlegungen für Fassadenverkleidungen und andere Ausbauten von Gebäuden.
Peter Schmidt

11. Einwirkungen während der Bauausführung

Einwirkungen, die während der Bauausführung von Gebäuden und Ingenieurbauwerken anzusetzen sind, werden in DIN EN 1991-1-6 [1] einschließlich des zugehörigen Nationalen Anhangs (DIN EN 1991-1-6/NA) [2] geregelt.
Peter Schmidt

12. Außergewöhnliche Einwirkungen

Unter außergewöhnlichen Einwirkungen sind Einwirkungen zu verstehen, die i. d. R. von kurzer Dauer, aber von bedeutender Größenordnung sind, wie z. B. Anpralllasten oder Explosionen. Außergewöhnliche Einwirkungen werden in DIN EN 1991-1-7 (Eurocode 1 – Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 1-7: Allgemeine Einwirkungen – Außergewöhnliche Einwirkungen) [1] einschließlich des zugehörigen Nationalen Anhangs (DIN EN 1991-1-7/NA) [2] geregelt.
Peter Schmidt

13. Verkehrslasten und Windlasten auf Brücken

Der folgende Beitrag behandelt die Ermittlung von Verkehrslasten und Windlasten auf Brücken. Verkehrslasten auf Brücken werden in DIN EN 1991-2 (Eurocode 1 – Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken) [1] einschließlich des zugehörigen Nationalen Anhangs (DIN EN 1991-2/NA) [2] geregelt. Für die Ermittlung von Windlasten, die auf Brücken anzusetzen sind, gilt DIN EN 1991-1-4, Abschn. 8 [3] einschließlich des zugehörigen Nationalen Anhangs DIN EN 1991-1-4/NA [4].
Peter Schmidt

14. Einwirkungen infolge von Kranen und Maschinen

Unter Einwirkungen infolge von Kranen sind Lasten zu verstehen, die durch Kranen auf Kranbahnträgern verursacht werden. Hierzu zählen neben der Eigenlast außerdem die Nutzlasten (Hublasten), Lasten aus Bremsen und Anfahren, ggfs. Anprallkräfte sowie dynamische Einwirkungen (Abb. 14.1).
Peter Schmidt

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