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Einlagen in Betondecken

Problemanalyse und technische

Möglichkeiten

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André Robert

Dipl. Bauingenieur ETH/SIA

BASYS AG Altstätten SG

[email protected]

16.01.2015 Tagung CDS Bausoftware AG Heerbrugg

BASYS AG

Bausysteme

Industrie Neuhof 33

CH-3422 Kirchberg

www.basys.ch

BASYDOR

BASYDIL

BASYSONIC

BASYTREPBASYPHON

BASYCON

BASYTUBE -Tölpel-



Welche Einlagen?


Technische Möglichkeiten

Lösung 1: keine Einlagen in der Decke

Lösung 2: versuchen, die Einlagen statisch günstig anzuordnen

Lösung 3: dickere Decken

(zB. 40 statt 26cm)

Lösung 4: dickere Decken und Einlagen günstig anordnen

Lösung 5: Untersuchen und statische Lösungen

finden


Druckzone

Zugzone

Problem Biegemoment:


Schubkraft

Problem Schub:

Schubkraft


Schubwiderstand: 65% (Vcal, ungeschwächt, 30)



16.01.2015 Tagung CDS Bausoftware AG Heerbrugg 10

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Problemanalyse

Bruchverhalten:

● Sprödes Bruchverhalten, blitzartig

● ohne Vorankündigung des Bruches: keine Schubrisse

● kaum Verformungen bis Bruch, damit Kraftumlagerungen sehr begrenzt (Decke

hilft sich nicht selber)

● tiefer Tragwiderstand

● Tragwiderstand schwierig abzuschätzen, selbst für Fachleute

Es ist also ein Tragsicherheitsproblem!


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Problemanalyse

Fazit:

Relativ grosse Konsequenzen…

…warum ist das nicht besser

bekannt und erforscht?


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Problemanalyse


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Problemanalyse

Begründung:

Global gesehen sind Rohreinlagen ein sehr

lokales Phänomen, mit der Schweiz als

Spitzenreiter hinsichtlich Einlagen in Decken!


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neu:

4.2 Bemessungssituationen

4.2.7 Bei Versagen ohne Vorankündigung ist zu untersuchen, ob Auswirkungen infolge

behinderter oder aufgezwungener Verformungen als zusätzliche Begleiteinwirkung mit

ihrem seltenen Wert zu berücksichtigen sind.


SIA 260 (2013)

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SIA 262(2013)

SIA 262 (2013), Artikel 4.1 Tragwerkanalyse

4.3.1.3 Spezielle Untersuchungen sind erforderlich für:

- Krafteinleitungszonen

- Durchdringungen von Balken und Stützen

- Diskontinuitäten im Querschnittsverlauf

4.3.3.1.2 Das Einlegen einer Querkraftbewehrung ist insbesondere für folgende Bauteile

angezeigt:

- Bauteile, die bedeutenden aufgezwungenen Verformungen

ausgesetzt sind

- Bauteile, die Einwirkungen ausgesetzt sind, die nur

ungenügend genau quantifizierbar sind.


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SIA 262(2013) 4.3.3 Querkraft

4.1.2.1 Durch aufgezwungene oder behinderte Verformungen, die z.B. von

Temperaturänderungen, differenziellen Setzungen oder Schwindverformungen

herrühren, entstehen an statisch unbestimmten Systemen Zwangsschnittgrössen.

4.1.2.2 Zwangsschnittgrössen können für den Nachweis der Tragsicherheit nur

vernachlässigt werden, falls für alle Tragwerksbereiche ein ausreichendes

Verformungsvermögen gewährleistet ist und Stabilitätsversagen ausgeschlossen

werden können.


SIA 262(2013) 4.3.3 Querkraft und 5.3 Konstruktive Durchbildung Platten

4.3.3.2.1 �� = ��

Die wirksame statische Höhe ist so zu bestimmen, dass Querschnittsunstetigkeiten

Rechnung getragen wird (siehe auch Ziffer 4.3.3.2.8)

4.3.3.2.8 einbetonierte Leitungen, Leitungsbündel oder Deckeneinlagen:

- kleiner d/6: können vernachlässigt werden

- sind zu berücksichtigen, wenn Breite oder Höhe grösser als d/6 ist; in diesem Fall wird

die wirksame statische Höhe dv bestimmt, indem die statische Höhe d um den

grösseren Wert von Breite und Höhe der Einlagen reduziert wird

5.5.3.6 Beidseitig von einbetonierten Leitungen, Leitungsbündeln und Deckeneinlagen mit

bedeutenden Abmessungen gemäss Ziffer 4.3.3.2.8 wird empfohlen, eine

Querkraftbewehrung anzuordnen.


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Beispiel

Annahme:

Deckenstärke h=260mm, d=220mm

- kleiner d/6: vernachlässigbar

Øa(Rohreinlage) < 36mm

- grösser d/6: statisch berücksichtigen

Øa(Rohreinlage) ≥ 36mm

Die heute üblichen Rohrdurchmesser Øa von 90mm für Lüftungsleitungen

erfordern somit bei Deckenstärke h=260mm immer eine entsprechende statische

Berücksichtigung.


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SIA 262(2013) 4.3.6 Durchstanzen

4.3.6.1.1 Die Bestimmungen dieser Ziffer betreffen das Durchstanzen von Stützen durch Platten,

, … Für die Behandlung des Durchstanzens anderer konzentrierter Kräfte sind die

Bestimmungen sinngemäss anzuwenden.

4.3.6.1.3 Um den Einsturz eines erheblichen Teils eines Tragwerks durch einen progressiven

Kollaps – ausgelöst durch ein nicht vorhersehbares Durchstanzen – zu vermeiden, ist

zumindest eine der folgenden Massnahmen zu treffen:

- Anordnen einer Durchstanzbewehrung, die Bedingung (66) erfüllt

- Anordnen einer Sicherung gegen Totaleinsturz …

4.3.6.2.7 Bei Platten mit Plattenverstärkungen oder –schwächungen ist zu beachten, dass

Nachweisschnitte massgebend werden können, die einen grösseren Abstand von der

gestützten Fläche haben als nach Ziffer 4.3.6.2.2. Bei mehreren möglichen

Nachweisschnitten ist jener mit dem kleinsten Durchstanzwiderstand massgebend.

4.3.6.5.3 ��,� ≥ �

� 66

�� !��"��,�: ��,� = �� − ��,�


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CH:

normativ klar = Stand der Technik (!)

allerdings nur 1 Rohr berücksichtigt mit

rechnerischem Ansatz

Keine Aussage bei mehreren Rohreinlagen

nebeneinander!


24

CH: maximaler Aussenrohrdurchmesser oft bis 0.5d oder

noch mehr

Axabstände Rohreinlagen ab 1xØ


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d0 < d/4 nicht erfüllt!

wenn trotzdem eingesetzt:

ko = - 0.03 kein rechnerischer

Schubwiderstand!

Eurocode 2: DAfStb Heft 600


Flachkanäle?

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CH: maximaler Aussenrohrdurchmesser

oft bis 0.5d oder noch mehr

Axabstände Rohreinlagen ab 1xØ

Flachkanäle? Ja.

Elektrorohre? Ja.

Erdbebensicher? Ja.

Fazit:

Verstärkungsmassnahmen gefordert mit klar quantifizierbaren

Tragwiderständen



Und jetzt?


Ausschnitt Hochbaudecke konventionell

Tragfähigkeit quer zu den Rohren

? %16.01.2015 Tagung CDS Bausoftware AG Heerbrugg 28

Ausschnitt Hochbaudecke konventionell


36 %16.01.2015 Tagung CDS Bausoftware AG Heerbrugg 29

Ausschnitt gleiche Hochbaudecke mit BASYTUBE Tölpel®


100 %16.01.2015 Tagung CDS Bausoftware AG Heerbrugg 30

Lösung:

● Verlegbarkeit Baustelle

● Produzierbarkeit, Kosten

● Unempfindlichkeit

● Duktilität, Gutmütigkeit

● einfache Verwendung durch die Planer

● Verantwortung?


BASYTUBE

«Tölpel»


VRd, mit Rohreinlagen und BASYTUBE T (t=150)

>100% x VRd, Decke ohne Rohreinlagen (SIA 262, Formel (35))

BASYTUBE T bei mehreren Rohreinlagen und hohem

erforderlichen Schubwiderstand

BASYTUBE V bei einzelnen Rohreinlagen und

geringerem erforderlichen

Schubwiderstand

VRd, mit Rohreinlagen und BASYTUBE V (t=150)

>75% x VRd, Decke ohne Rohreinlagen (SIA 262, Formel (35))


Lösung:

● Verlegbarkeit Baustelle

● Produzierbarkeit

● Unempfindlichkeit

● Duktilität

● einfache Verwendung durch die Planer

● Verantwortung? Kommunikation / Koordination


Lösung:

«Man» muss es wollen.


Lösung der Statischen Problematik möglich

Statisch angepasstes System: Gelegenheit für Koordination der Einlagen

volle Tragfähigkeit im Sinne der aktuellen Normen

flexible Gestaltung möglich: effizientes, kostengünstiges System möglich nach Vorgabe

Bauingenieur, soviel wie nötig, nicht soviel wie möglich!

auch für spontane Verwendung auf der Baustelle geeignet, zB. Elektrorohre, etc.

Grundlage: Kenntnis System: Dokumentation

BASYTUBE Tölpel®


Erhöhung der Gebrauchstauglichkeit

zusätzliche Armierungen im Bereich der Rohreinlagen im BASYTUBE bereits

enthalten

unempfindliches System

Lage der Rohreinlagen in Schweraxe der Decken

gegen Auftrieb gut fixierbar

lagegenau

planbar

BASYTUBE Tölpel®



Problemanalyse

Wer ist Schuld, wenn was ist?


Fragestellungen:

Die Tendenz bei Rohreinlagen ist nach wie vor zunehmend.

Wer haftet mit wem warum?

Technisches Problem klar => rechtlich reine Untersuchung der

Abläufe und einzelnen

Vertragsverhältnisse…

Planung / Koordination / Ausführung / Abnahme / Nutzung

Bauherr: Beauftragt Hilfspersonen für Neubau Art. 101 OR

Architekt / Bauleitung: Leitung / Koordination / Kontrolle Art. 394 / 363 OR

Bauingenieur: Statik / Pläne / Kontrolle Art. 394 / 363 OR

HLK Planer: Planung Haustechnik / Pläne Art. 394 / 363 OR

Monteure Elektro / Lüftung: Montage Rohre, oft nicht lagegenau Art. 363

Bauunternehmer: Ausführung Betonarbeiten, etc. Art. 363

Alle: Art. 41 OR

Alle: SIA / LHO / etc.


Danke für Ihre

Aufmerksamkeit


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