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Weiterbildung Brückenbau - Neue Eurocodes im Brückenbau –
Lastannahmen
Wismar, 11. Oktober 2012,
Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
www.bmvbs.de
Vorbemerkungeng
• Die Umstellung der Regelungen für die Berechnung undDie Umstellung der Regelungen für die Berechnung und Bemessung von Brücken auf die Eurocodes ist in Deutschland ein über eine Dekade dauernder Prozess.
• Bereits 2003 erfolgt mit den DIN-Fachberichten 101 bis 104, Ausgabe 2003, die Umstellung vom globalen Sicherheitskonzept der alten Normenreihe“ (DIN 1072 DIN 1075 DIN 1045 DINder „alten Normenreihe (DIN 1072, DIN 1075, DIN 1045, DIN 4227..) auf das Teilsicherheitskonzept der Eurocodes in der Praxis.
Di DIN F hb i ht 101 bi 104 b i f d V• Die DIN-Fachberichte 101 bis 104 basieren auf der Vornorm-Fassung der Eurocodes (ENV-Fassung).
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning2
VorbemerkungengStandfuß / Großmann haben 2000 in Ihrem Aufsatz zur: „Einführung der Eurocodes für
Brücken in Deutschland“, erschienen in der Zeitschrift Beton und Stahlbetonbau, im
Bewusstsein der zu bewältigenden Aufgaben zutreffenden angemerkt:
Vergleiche hinken bekanntlich immer aber das was sich in Kürze„Vergleiche hinken bekanntlich immer, aber das, was sich in Kürze
bei dieser Umstellung in Deutschland vollziehen wird, könnte man
gut und gerne auch mit dem Wechsel vom Links- auf dasgut und gerne auch mit dem Wechsel vom Links auf das
Rechtsfahren im Straßenverkehr vergleichen: Eine gewaltige
Umstellung für einen ganzen Berufsstand zu einem festenUmstellung für einen ganzen Berufsstand zu einem festen
Stichtag“
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Gliederung des Vortragesg ga. Allgemeines
- Hintergrund zu den Eurocodes- Vorgehen zur Einführung der Eurocodes in Deutschland- Vorgehen zur Einführung der Eurocodes in Deutschland
b. Struktur der Regelwerke- Konzept der DIN-Fachberichte 101 bis 104p- Konzept der Eurocode
c. Einwirkungen - Aufbau des DIN-Fachberichts 101- DIN EN 1990 und Normenreihe DIN EN 1991
d Zusammenfassungd. Zusammenfassung
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Hintergrund zu den Eurocodesg
• 1975 Beschluss die Kommission der Europäischen Gemeinschaften mit dem Ziel zur Beseitigung technischer Handelshemmnisse und diedem Ziel zur Beseitigung technischer Handelshemmnisse und die Harmonisierung technischer Normen.
• Die Kommission leitete die Bearbeitung von harmonisierten technischen R l k fü di T k l B k iRegelwerken für die Tragwerksplanung von Bauwerken ein. (1. Generation der Eurocodes).
• 1989 wurde die Entwicklung und Veröffentlichung der Eurocodes mittels g gMandaten an CEN zu übertragen. Ziel: Status der Eurocodes = Europäischen Normen (EN).
• Grundlage war eine Vereinbarung zwischen der Kommission der• Grundlage war eine Vereinbarung zwischen der Kommission der Europäischen Gemeinschaften und dem Europäischen Komitee für Normung (CEN).
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Hintergrund zu den Eurocodesg
• Dieser Schritt verknüpft die Eurocodes de facto mit den Regelungen der
Ratsrichtlinien und Kommissionsentscheidungen, die die europäischen
N b h d l BNormen behandeln z. B.
− die Ratsrichtlinie 89/106/EWG zu Bauprodukten
− die Ratsrichtlinien 93/37/EWG, 92/50/EWG und 89/440/EWG
zur Vergabe öffentlicher Aufträge und Dienstleistungen und die
entsprechenden EFTA-Richtlinien
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Vorgehen in Deutschland Verkehrsträger „Straße“, „Wasser“, „Bahn“g
• 1996 Beschluss des DIN-Koordinierungsausschusses „Brücken“ im NABaudes DIN e V die Eurocodes in Deutschland schnellstmöglich in Anwendungdes DIN e.V. die Eurocodes in Deutschland schnellstmöglich in Anwendung zu bringen.
• Verantwortlichkeit der europäischen Mitgliedsländer für die Sicherheit durch• Verantwortlichkeit der europäischen Mitgliedsländer für die Sicherheit durch Festlegung der NAD gegeben.
• Erarbeitung von Nationalen Anwendungsdokumenten (NAD) zu denErarbeitung von Nationalen Anwendungsdokumenten (NAD) zu den Vornormen der Eurocodes (ENV) in den DIN-Gremien.
• Zur Anwendung der Eurocodes in der Praxis wurde das Konzept der DIN-Zur Anwendung der Eurocodes in der Praxis wurde das Konzept der DINFachberichte entwickelt, die die ENV und NAD (ohne Regelungen des Hochbaus) zusammenfassen.
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DIN-Fachberichte 101-104
• Einführung mit Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau (ARS) zum Stichtag 1. Mai 2003.g
• Heutige gültige Fassung der DIN-Fachberichte: Ausgabe 2009
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Struktur der Eurocodes
GrundlagenEN 1990
EN 1991
Grundlagen
Einwirkungen
EN 1990
EN 1993EN 1992 EN 1994B
EN 1995 EN 1996 EN 1999Bemessung
EN 1997 EN 1998 Geotechnik - Erdbeben
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Struktur der Eurocodes
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Nationale Fassungen der Eurocodesg
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Nationale Fassungen der Eurocodesg
+
Die deutschen Fassungen der Eurocodes werden als DIN EN mit den Nationalen Anhängen (DIN EN/NA) im DIN erstellt und im Beuth-Verlag als
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getrennte Dokumente veröffentlicht.
Eurocode Allgemeine Gliederung der Dokumenteg g
Vorwort
Hintergrund des Eurocode Programms
Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes
Verbindung zwischen den Eurocodes und harmonisierten Bauprodukten
B d Hi i j ili EN ( B EN 1990)Besondere Hinweise zur jeweiligen EN (z. B. zu EN 1990)
Nationaler Anhang; Liste möglicher Nationaler Parameter (NDP)
„Regelungsinhalt der jeweiligen Normen“
Nationaler Anhang (NA)Nationaler Anhang (NA)
„Regelungen des nationalen Anhangs“ (NDP) und (NCI)
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(NDP) und (NCI)
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Eurocode – Allgemeine Gliederung der Dokumenteg g
R l d ti l A h “„Regelungen des nationalen Anhangs“
NDP: National festzulegende Regelungen
(National Determinated Parameters)
NCI: Nicht widersprechende ergänzende Regelungen
(Non-controdictory Complementary Information )
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DIN EN 1990 + DIN EN 1991 Grundlagen und Einwirkungeng g
DIN EN 1990 Grundlagen der Tragwerksplanung
DIN EN 1991-1-1 „Wichten, Eigengewicht, Nutzlasten Hochbau“
DIN EN 1991-1-2 Brand“DIN EN 1991 1 2 „Brand
DIN EN 1991-1-3 „Schnee“
DIN EN 1991-1-4 „Windlasten“
DIN EN 1991-1-5 „Temperatur“
DIN EN 1991-1-6 „Bauausführung“
DIN EN 1991 1 7 A ß öh li h Ei i k “DIN EN 1991-1-7 „Außergewöhnliche Einwirkungen“
DIN EN 1991-2 „Verkehrslasten auf Brücken“
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DIN EN 1990 Gliederung der DIN EN 1990
1. { Allgemeiner Teil }2. Anforderungen
g
3. Grundsätzliches zur Bemessung mit Grenzzuständen4. Basisvariabel5. Statische Berechnung und versuchsgestützte Bemessung6. Nachweisverfahren mit TeilsicherheitsbeiwertenAnhang A1: Anwendung im HochbauAnhang A2: Anwendung für BrückenAnhang B : Behandlung der Zuverlässigkeit im BauwesenAnhang C : Grundlagen der Bemessung mit Teilsicherheits-
beiwerten und die Zuverlässigkeitsanalyseg yAnhang D: Versuchsgestützte BemessungLiteraturhinweiseNationaler Anhang (NA)
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g ( )
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DIN EN 1990 Anwendungsbereich
• EN 1990 legt Prinzipien und Anforderungen für die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit Dauerhaftigkeit von Tragwerken festGebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit von Tragwerken fest.
• EN 1990 beschreibt die Grundlagen der Tragwerksplanung einschließlich der Nachweise und gibt Hinweise zu den dafür anzuwendenden Zuverlässigkeitsanforderungen.
• EN 1990 gilt in Verbindung mit den Bemessungsteilen des Eurocode sowohl für den Hochbau als auch für den Ingenieurbaufür den Hochbau als auch für den Ingenieurbau.
• EN 1990 kann auch für die Tragwerksplanung mit Baustoffen und Einwirkungen herangezogen werden, die nicht in den Bemessungsteilen geregelt sind. (Umgesetzt in der Richtlinie für die Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand; „Nachrechnungsrichtlinie“)
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DIN EN 1990 Grundlegende Anforderungen
• Das Tragwerk muss während der Errichtung und in der vorgesehenen Nutzungszeit mit angemessener Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit den g g gmöglichen Einwirkungen und Einflüssen standhalten.
• Das Tragwerk muss die geforderten Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit eines Bauwerks oder eines Bauteils erfüllen.Gebrauchstauglichkeit eines Bauwerks oder eines Bauteils erfüllen.
• Bei der Planung und der Berechnung des Tragwerks sind ausreichende- Tragfähigkeit- GebrauchstauglichkeitGebrauchstauglichkeit- Dauerhaftigkeit zu beachten.
• Brandfall; ausreichende Tragsicherheit für geforderte• Brandfall; ausreichende Tragsicherheit für geforderte Feuerwiderstandsdauer.
• Durch Explosionen, Anprall oder menschliches Versagen dürfen keine Schadensfolgen entstehen die in keinem Verhältnis zur Ursache stehen
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Schadensfolgen entstehen, die in keinem Verhältnis zur Ursache stehen.
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DIN EN 1990 Nationaler Anhang – 2 Dokumente
DIN EN 1990/NANA 005-51-01 AA „Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bemessung von
Tragwerken „ (Sp CEN/TC 250/PT 1)
DIN EN 1990/NA/A1 NA 005-57-03 AA "Lastannahmen für Brücken“
(SpAzu CEN/TC 250/SC 1/WG 2)
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DIN EN 1990 Dokument DIN EN/NA/A1 - für Brücken maßgebend –
V t• Vorwort
• Änderung zu NA 1 Anwendungsbereich
• Änderung zu NA 2.1 Allgemeinesde u g u ge e es
• Änderung zu Anhang A2
- Regelungen für Straßenbrücken
- Regelungen für Fußgängerbrücken
- Regelungen für Eisenbahnbrücken
A h NA E G dl d L t B ü k t k• Anhang NA.E Grundlagen der Lagerungssysteme von Brückentragwerken
(bisher: DIN-Fachbericht Anhang O)
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DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung
• Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten
• Grenzzustand der Tragfähigkeit
• Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
G tä d i d fü di B it ti• Grenzzustände sind für die Bemessungssituationen
• ständige,
• vorübergehende• vorübergehende,
• außergewöhnliche Situationen
nachzuweisennachzuweisen
• Keine „Nicht häufige“ Bemessungssituation (Vereinfachung gegenüber DIN-Fachberichten)
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DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung
• Bemessungswert der Einwirkungen;
repfd FF γ= krep FF ψ=mitrepfd p
Fk charakteristische WertFk charakteristische Wert γf Teilsicherheitsbeiwert Frep repräsentative Wert ψ Wert 1,00 oder ψ0, ψ1 oder ψ2.
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Repräsentative Werte veränderlicher Einwirkungen
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DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit
• EQU: Verlust der Lagesicherheit von Tragwerk/ Tragwerksteilen
DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit
EQU: Verlust der Lagesicherheit von Tragwerk/ Tragwerksteilen
• STR: Versagen / übermäßige Verformungen von Tragwerk/Tragwerksteilen
• GEO: Versagen / übermäßige Verformungen des Baugrundes
• FAT: Ermüdungsversagen des Tragwerks oder seiner Teile
• UPL: Verlust der Lagesicherheit des Tragwerks oder des Baugrundesf d H b d h W d k (A ft i b k ft) daufgrund von Hebungen durch Wasserdruck (Auftriebskraft) oder
sonstigen vertikalen Einwirkungen
• HYD: hydraulisches Heben und Senken, interne Erosion und das Rohrleitungssystem im Baugrund aufgrund von hydraulischen Gradienten
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DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung des TragwerksDIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung des Tragwerks
Nachweis der Lagesicherheit (EQU)
Ed,dst ≤ Rd,stb DIN EN 1990 Gl. (6.7)
Ed,dst Bemessungswert der Auswirkung, destabilisierenden EinwirkungenRd,stb Bemessungswert der Auswirkung, stabilisierenden Einwirkungen
Nach eis der Tragfähigkeit (STR oder GEO)Nachweis der Tragfähigkeit (STR oder GEO)
Ed ≤ Rd DIN EN 1990 Gl. (6.8)
Ed Bemessungswert der Auswirkung der Einwirkungen
25
Rd Bemessungswert der zugehörigen TragfähigkeitWismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der TragfähigkeitDIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit
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DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der TragfähigkeitDIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit
DIN EN 1990, Tabelle A2.4(B):ANMERKUNG 3 Di h kt i ti h W t ll tä diANMERKUNG 3 Die charakteristischen Werte aller ständigenEinwirkungen, die den gleichen Ursprung besitzen, werden als Ganzes,wenn ihre Auswirkung ungünstig ist, mit γG,sup multipliziert und mit γG,inf,wenn ihre Auswirkung günstig ist Zum Beispiel dürfen alle Einwirkungenwenn ihre Auswirkung günstig ist. Zum Beispiel dürfen alle Einwirkungenaus dem Eigengewicht des Tragwerks als aus einem Ursprung herrührendbetrachtet werden; dies gilt auch bei Verwendung unterschiedlicherMaterialien Siehe aber A2 3 1 (2)
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Materialien. Siehe aber A2.3.1 (2).
DIN EN 1990 Bemessungswerte der Einwirkungen
• Tabelle A2.4(A) — Bemessungswerte der Einwirkungen (EQU) (Gruppe A): Die Teilsicherheitsbeiwerte der Fuß-Die Teilsicherheitsbeiwerte der Fußnoten der Tabelle A 2.4 (A) sind im nationalen Anhang in Tabelle NA2.1 tabellarisch zusammengestellt.
• Tabelle A2.4(B)— Bemessungswerte der Einwirkungen (STR/GEO) (Gruppe B); Gl (10a) und Gl (10b)(Gruppe B); Gl. (10a) und Gl. (10b) sind nicht anzuwenden(NDP zu 6.4.3.2 (3))
T b ll A2 4(C) B t• Tabelle A2.4(C) — Bemessungswerte der Einwirkungen (STR/GEO) (Gruppe C) ist nicht anzuwenden(NDP zu A 2.3.1(5))
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DIN EN 1990 Tabelle A2.4(A ) Bemessungswerte der Einwirkungen (EQU)
Ständige und vorübergehende Bemessungs
Ständige Einwirkungen
Vor-spannung
Leit-einwirkunga
Begleiteinwirkungena
VorherrschendeBemessungs--situationen
spannung einwirkungaUngünstig Günstig Vorherrschende(gegebenenfalls) Weitere
(Gleichung 6.10) γG,j,sup Gk,j,sup γG,j,inf Gk,j,inf γP P γQ,1 Qk,1 γQ,i ψ0,i Qk,i
"+""+""+" QQPG ∑∑ ik,i,01>
iQ, 1k,1Q,P jk,1
jG, "+" "+" "+" QQ PGij
ψγγγγ ∑∑≥
• γ-Werte, ψ-Werte sind DIN EN 1990, Anhang 2 zusammengestellt• . (Vergleichbar zu DIN-Fachbericht 101, Kapitel III, Anhang C für Straßenbrücken);
Die Fußnoten sind dort zu beachten!
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DIN EN 1990 Bemessungswerte der Einwirkungen (STR/GEO)
Verfahren 2 ; d.h. gemeinsame Nachweise für (STR) und (GEO) erforderlich
Ständige und vorübergehende
Bemessungs-situationen
Ständige Einwirkungen
Vorspannung Leitein-wirkunga
Begleiteinwirkungena
Ungünstig Günstig Vorherrschende(gegebenenfalls) Weitere
(Gleichung 6.10) γG,j,sup Gk,j,sup γG,j,inf Gk,j,inf γP P γQ,1 Qk,1 γQ,i ψ0,i Qk,i
DIN EN 1990 Gl. (6.10)ik,i,iQ,k,Q,Pjk,jG, QQPGij
0111>1
"+""+""+" ψγγγγ ∑∑≥
Verfahren 2 ; d.h. gemeinsame Nachweise für (STR) und (GEO)
ij 1>1≥
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DIN EN 1990 Tabelle A2.5 Bemessungswerte der Einwirkungen in außergewöhnlichen Einwirkungskombinationen und Kombinationen für Erdbeben
Ständige EinwirkungenLeiteinwirkung,
außergewöhnliche
Veränderliche Begleiteinwirkungenb
Bemessungssituation Vorspannungg
Einwirkungen, Einwirkung von
ErdbebenUngünstig Günstig Vorherrschende (gegebenenfalls) Weitere
ψ1 1 Qk 1Außergewöhnlicha
(Gleichung 6.11 a)/b) Gk,j,sup Gk,j,inf P Ad
ψ1,1 Qk,1oder
ψ2,1 Qk,1
ψ2,i Qk,i
Erdbebenc G G P A A QErdbebenc
(Gleichung 6.12 a)/b) Gk,j,sup Gk,j,inf P AEd = γI AEk ψ2,i Qk,i
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DIN EN 1990 Tabelle A2.1 Zahlenwerte für ψ-Faktoren für Straßenbrücken
Einwirkung Bezeichnung ψ0 ψ1 ψ2
gr1aDoppelachse 0,75 0,75 0,2
gr1a(LM1+Lasten auf Gehwegen oder Radwegen)
Gleichmäßig verteilte Last 0,40 0,40 0,2
Gehweg- und Radwegbelastungb 0,40 0,40 0
Verkehrslasten(siehe EN 1991-2,Tabelle 4.4)
Radwegbelastung
gr1b (Einzelachse) 0 0,75 0
gr2 (Horizontalkräfte) 0 0 0
gr3 (Gehwegbelastung) 0 0,40 0
gr4 (LM4 – Menschengedränge) 0 — 0
gr5 (LM3 – Spezialfahrzeuge) 0 — 0
• NDP zu A2.2.5 (1): Bei Straßenbrücken ist ψ2 = 0,2 für gleichmäßig verteilte Last und für die Tandemachse zu verwenden
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für die Tandemachse zu verwenden
DIN EN 1990 Tabelle A2.1 Zahlenwerte für ψ-Faktoren für Straßenbrücken
Einwirkung Bezeichnung ψ0 ψ1 ψ2
(Fortsetzung)
g g ψ0 ψ1 ψ2
Windkräfte
FWk
⎯Ständige Bemessungssituationen
B füh
0,6
0 8
0,2
—
0
0⎯Bauausführung 0,8 0
1,0 — —
Temperatur-einwirkungen Tk 0,6c 0,6 0,5g
Schneelasten QSn,k (während der Bauausführung) 0,8 — —
Lasten aus Bauausführung Qc 1,0 1,0
• DIN EN 1990 A2.1 im normativen Anhang A2 „Anwendung für Brücken“(Bisher: DIN-Fachbericht, Kapitel IV, Tabelle C.2)
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DIN EN 1990 – Tabelle NA A2 1 Teilsicherheitsbeiwerte (Auszug)DIN EN 1990 Tabelle NA.A2.1 Teilsicherheitsbeiwerte (Auszug)
Einwirkung hnun
g BemessungssituationTabelle A.2.4 (A)
EQUTabelle
A.2.4 (B)TabelleA.2.5
Einwirkung
Bez
eic STR/GEO Außerge-
wöhnlichS/V B S/V A
Ständige EinwirkungenUngünstig γG,sup 1,05 1,05 1,35(2) 1,0
Günstig γG,inf 0,95(1) 0,95(1) 1,0 1,0
Vorspannung(9)
Ungünstig γPsup 1,0(10)/1,2(11) 1,0(10)/1,2(11) 1,0(10)/1,2(11) 1,0
Günstig γPinf 1,0(10)/0,8(11) 1,0(10)/0,8(11) 1,0(10)/0,8(11) 1,0
Setzungen(6) γGset -- -- 1,2(7)/1,35(8) --
Straßen undStraßen-und Fußgängerverkehr
Ungünstig γQ,sup 1,35 -- 1,35 1,0Günstig γQ,inf 0 -- 0 0
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DIN EN 1990 – Tabelle NA A2 1 Teilsicherheitsbeiwerte (Auszug)DIN EN 1990 Tabelle NA.A2.1 Teilsicherheitsbeiwerte (Auszug)
Einwirkungen aus SchienenverkehrUngünstig 1 45 -- 1 45c/1 2d 1 0Ungünstig 1,45 1,45 /1,2 1,0Günstig 0 -- 0 0Lasten aus der BauausführungUngünstig -- 1,35 -- 1,0g gGünstig -- 0 -- 0TemperaturUngünstig 1,35 1,35 1,35 1,0Günstig 0 0 0 0Alle anderen veränderlichen EinwirkungenUngünstig 1,5 1,5 1,5 1,0Ungünstig 1,5 1,5 1,5 1,0Günstig 0 0 0 0Außergewöhnliche Einwirkungen
-- -- -- 1,0
35 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1990 – Tabelle A2.6; Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit sollten wenn nichtFür den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit sollten, wenn nichtanders in EN 1991 bis EN 1999 festgelegt, die Bemessungswerte derEinwirkungen der DIN EN 1990 Tabelle A2.6 genommen werden.
KombinationStändige Einwirkungen Gd
VorspannungVeränderliche Einwirkungen Qd
U ü ti Gü ti L it i i k W itUngünstig Günstig Leiteinwirkung Weitere
Charakteristisch Gk,j,sup Gk,j,inf P Qk,1 ψ0,i Qk,i
Häufig Gk,j,sup Gk,j,inf P ψ1,1 Qk,1 ψ2,i Qk,i
Quasi-ständig Gk,j,sup Gk,j,inf P ψ2,1 Qk,1 ψ2,i Qk,i
36 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Verkehrslasten auf Brücken
„…. Allgemeine Absätze….. “
1 Allgemeines
2 Einteilung der Einwirkungen
3 Bemessungssituationen
4 Straßenverkehr und andere für Straßenbrücken besondere Einwirkungen
5 Einwirkungen für Fußgängerwege, Radwege und FußgängerbrückenFußgängerbrücken
6 Einwirkungen aus Eisenbahnverkehr und andere für Eisenbahnbrücken typische Einwirkungen
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DIN EN 1991-2 Verkehrslasten auf Brücken
Anhang A (informativ) Modelle von Sonderfahrzeugen für StraßenbrückenAnhang B (informativ) Nachweis der Ermüdungslebensdauer für Straßenbrücken —
Berechnungsmethode basierend auf aufgenommenen VerkehrsdatenBerechnungsmethode basierend auf aufgenommenen VerkehrsdatenAnhang C (normativ) Dynamische Beiwerte 1 + ϕ für BetriebszügeAnhang D (normativ) Grundlagen für die Ermüdungsberechnung von
EisenbahnbrückenEisenbahnbrückenAnhang E (informativ) Gültigkeitsgrenzen des Lastmodells HSLM und Auswahl des
kritischen Modellzugs des HSLM-AAnhang F (informativ) Kriterien die bei Verzicht auf eine dynamische Berechnung zuAnhang F (informativ) Kriterien, die bei Verzicht auf eine dynamische Berechnung zu
erfüllen sindAnhang G (informativ) Verfahren zur Bestimmung der gemeinsamen Antwort von
Bauwerk und Gleis auf veränderliche EinwirkungenBauwerk und Gleis auf veränderliche EinwirkungenAnhang H (informativ) Lastmodelle für Eisenbahnverkehrslasten für vorübergehende
BemessungssituationenNationaler Anhang (NA)
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Nationaler Anhang (NA)
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr
4.1 Anwendungsgebiet
4.2 Darstellung der Einwirkungen
4.2.1 Modelle zur Darstellung von Straßenverkehrslasten
4.2.2 Lastklassen
4.2.3 Unterteilung der Fahrbahn in rechnerische Fahrstreifen
4.2.4 Lage und Nummerierung der rechnerischen Fahrtreifen für Entwurf,
Berechnung und Bemessung
4.2.5 Anordnung der Lastmodelle in den einzelnen rechnerischen Fahrstreifen
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DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr
4.3 Vertikallasten — charakteristische Werte
4.3.1 Allgemeines und zugehörige Bemessungssituationen
4.3.2 Lastmodell 14.3.2 Lastmodell 1
4.3.3 Lastmodell 2
4 3 4 Lastmodell 3 (Sonderfahrzeuge)4.3.4 Lastmodell 3 (Sonderfahrzeuge)
4.3.5 Lastmodell 4 (Menschenansammlungen)
4 3 6 Verteilung von Einzellasten4.3.6 Verteilung von Einzellasten
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DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr
4.4 Horizontale Belastungen — charakteristische Werteg
4.4.1 Lasten aus Bremsen und Anfahren
4.4.2 Fliehkraft und andere Querlasten4.4.2 Fliehkraft und andere Querlasten
4.5 Gruppen von Verkehrslasten auf Straßenbrücken
4 5 1 Charakteristische Werte der mehrkomponentigen Einwirkungen4.5.1 Charakteristische Werte der mehrkomponentigen Einwirkungen
4.5.2 Andere repräsentative Werte von mehrkomponentigen Einwirkungen
4 5 3 Lastgruppen bei vorübergehenden Bemessungssituationen4.5.3 Lastgruppen bei vorübergehenden Bemessungssituationen
41 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: StraßenverkehrDIN EN 1991 2 Abschnitt 4: Straßenverkehr
4.6 Lastmodelle für Ermüdungsberechnungeng g
4.6.1 Allgemeines
4.6.2 Lastmodell 1 für Ermüdung (entspricht annähernd LM1)g ( p )
4.6.3 Lastmodell 2 für Ermüdungsberechnungen
4 6 4 Lastmodell 3 für Ermüdungsberechnungen (Einzelfahrzeugmodell)4.6.4 Lastmodell 3 für Ermüdungsberechnungen (Einzelfahrzeugmodell)
4.6.5 Lastmodell 4 für Ermüdungsberechnungen
4 6 6 Ermüdungslastmodell 5 (basierend auf Verkehrszählungen)4.6.6 Ermüdungslastmodell 5 (basierend auf Verkehrszählungen)
42 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: StraßenverkehrDIN EN 1991 2 Abschnitt 4: Straßenverkehr
4 7 A ß öh li h Ei i k4.7 Außergewöhnliche Einwirkungen
4.7.1 Allgemeines
4 7 2 A lll t F h t d B ü k4.7.2 Anpralllasten aus Fahrzeugen unter der Brücke
4.7.3 Einwirkungen aus Fahrzeugen auf der Brücke
4.8 Einwirkungen auf Geländer
4.9 Lastmodell für Hinterfüllungen und Widerlager
43 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4 1: AnwendungsbereichDIN EN 1991 2 Abschnitt 4.1: Anwendungsbereich
• Straßenbrücken mit Belastungslänge kleiner als 200 m200 m entspricht der maximalen Länge einer zusammenhängenden Einflusslinie 00 e sp c de a a e ä ge e e usa e ä ge de uss egleichen Vorzeichens, die bei der Anpassung des Lastmodells 1 berücksichtigt wurde.
• Bei größeren Einzelstützweiten sind die Anforderungen vom Baulastträger bzw. der zuständigen Regelungsbehörde festzulegen
• Mit den Verkehrslastmodellen und zugehörigen Regelungen werden alle normalerweise absehbaren Verkehrssituationen erfasstabsehbaren Verkehrssituationen erfasst
• DIN EN 1991-2 enthält keine Regelungen für Brücken, die gewichtsbeschränkend beschildert sind
• Die Einwirkungen von Lasten aus Straßenbauarbeiten (z. B. infolge von Schürfraupen, Lastwagen zum Transport von Boden usw.) oder von Lasten für Prüfung und Überwachung sowie für Versuche sind in den Lastmodellen nicht berücksichtigt
44 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Überwachung sowie für Versuche sind in den Lastmodellen nicht berücksichtigt
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4 2 LastmodelleDIN EN 1991 2, Abschnitt 4.2 Lastmodelle • Einwirkungen aus Straßenverkehr erzeugen vertikale und horizontale,
statische und dynamische Lasten
• Die festgelegten Lastmodelle beschreiben keine tatsächlichen Lasten
• Die in EN 1991-2 empfohlenen Werte der Lastmodelle sind so gewählt und angepasst, dass sie den Einwirkungen eines Verkehrs im Jahr 2000 g p gentsprechen(Vor dem Hintergrund der Diskussion um andere Fahrzeugkonzepte, sowie unter Einbeziehung einer prognostizierten Verkehrsentwicklung wurden im NA die Werte für das Lastmodell LM 1 zukunftsfähig angehoben)die Werte für das Lastmodell LM 1 zukunftsfähig angehoben)
• Hinweis auf Einfluss von Beschaffenheit des Fahrbahnbelages auf die Lasten
• Einwirkungen infolge Militärlasten sind nicht geregelt und müssen ggf.Einwirkungen infolge Militärlasten sind nicht geregelt und müssen ggf. besonders berücksichtigt werden
• DIN EN 1991-2 Anhang A für Sonderfahrzeuge ist nicht nach NA nicht anzuwenden
45 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
anzuwenden
DIN EN 1991-2 Abschnitt 4 2 LastmodelleDIN EN 1991 2, Abschnitt 4.2 Lastmodelle
• Die derzeitigen Lasten auf Straßenbrücken ergeben sich aus verschiedenen Fahrzeugarten und aus Fußgängerverkehr
• Der Fahrzeugverkehr kann, abhängig von seiner Zusammensetzung (z. B. LKW-Anteil), seiner Dichte (z. B. mittlere Anzahl von Fahrzeugen je Jahr), den Verkehrsbeding ngen ( B Sta hä figkeit) der Wahrscheinlichkeit desVerkehrsbedingungen (z. B. Stauhäufigkeit), der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von maximalen Fahrzeuggewichten und der zugehörigen Achslasten sowie ggf. vom Einfluß gewichtsbeschränkender Verkehrszeichen,
B ü k B ü k t hi dli h ivon Brücke zu Brücke unterschiedlich sein
• Diese Unterschiede sollten durch Lastmodelle berücksichtigt werden, die zur örtlichen Lage der Brücke passen (z. B. Wahl der Anpassungsfaktoren α undörtlichen Lage der Brücke passen (z. B. Wahl der Anpassungsfaktoren α und β, definiert in 4.3.2 für das Lastmodell 1 und in 4.3.3 für das Lastmodell 2)
46 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.2.3 Unterteilung der Fahrbahn in Fahrstreifen
Fahrbahnbreite w
Anzahl der rechnerischen F h t if
Breite eines rechnerischen F h t if
Breite der verbleibenden
R tflä hFahrstreifen Fahrstreifenslw
Restfläche
w < 5,4 m 1n = 1 3 m w – 3 m
5,4 m ≤ w < 6 m 1n = 2 2w 0
⎞⎛ w6 m ≤ w ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
3wIntn1 3 m w – 3 × 1n
ANMERKUNG Zum Beispiel ergibt sich für eine Fahrbahn von 11 m die Anzahl der p g
rechnerischen Fahrstreifen zu 33wIntn1 =⎟⎠⎞
⎜⎝⎛= . Die Breite der vorhandenen Restfläche
beträgt: 11 – 3 × 3 = 2m.
47
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.2.4 Einteilung der Fahrbahn in Fahrstreifen
Di V h i b i d Ei t il d F h t if t i ht d• Die Vorgehensweise bei der Einteilung der Fahrstreifen entspricht der bekannten Vorgehensweise nach DIN-Fachbericht 101
48 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Lastmodelle zur Darstellung von Straßenverkehrslasten
• Einwirkungen aus Straßenverkehr erzeugen vertikale und horizontale, t ti h d d i h L tstatische und dynamische Lasten.
• Die festgelegten Lastmodelle beschreiben keine tatsächlichen Lasten.
• Die in EN 1991-2 empfohlenen Werte der Lastmodelle sind so gewählt und• Die in EN 1991-2 empfohlenen Werte der Lastmodelle sind so gewählt und angepasst, dass sie den Einwirkungen eines Verkehrs im Jahr 2000 entsprechen.
Vor dem Hintergrund der Diskussion um andere Fahrzeugkonzepte, sowie unter Einbeziehung einer prognostizierten Verkehrsentwicklung wurden im NA die Werte für das Lastmodell LM 1 zukunftsfähig angehoben.
• DIN EN 1991-2 Anhang A für Sonderfahrzeuge ist nach NA nicht anzuwenden.
49 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Vertikale VerkehrslastmodelleDIN EN 1991 2 Vertikale Verkehrslastmodelle
LM 1: Einzellasten und gleichmäßig verteile LastenLM 1: Einzellasten und gleichmäßig verteile Lastenglobale und lokale Nachweise
LM 2 Eine Einzelachse(Nationaler Anhang sieht die Anwendung von LM 2 nicht vor)
LM 3 Gruppe von Achslastkonfigurationen idealisierter Sonderfahrzeuge(Nationaler Anhang sieht die Anwendung von LM 3 nicht vor)(Nationaler Anhang sieht die Anwendung von LM 3 nicht vor)
LM 4 Menschenansammlungen globale Nachweise
50 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Grundlagen der Verkehrslastmodelle des Eurocode
SLW-Fahrzeugkollektiv
Häufigkeitsverteilung derKlasse 1 Klasse 2
g gSLW-Gesamtgewichte
Verteilung der Fahrzeugtypen (Klassen) auf Fahrstreifen des Auxerre-Verkehrs
260 kN180 kN 260 kN180 kN
Klasse 3 Klasse 470%
80%
90%
100%
400 kN400 kN20%
30%
40%
50%
60% Klasse 4
Klasse 3
Klasse 2400 kN400 kN
BAB A 61 Brohltal (BRD):DTSV = 4793 Fzg / 24 h
Auxerre (Frankreich): DTSV = 2630 Fzg / 24 h
zum Vergleich heutiger Verkehr:BAB A 61: DTSV ~ 9000 Fzg / 24 h
Fahrstreifen 1
Fahrstreifen 2
0%
10%
20%Klasse 1
51
zum Vergleich heutiger Verkehr:BAB A 61: DTSV ~ 9000 Fzg / 24 h
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Verkehrslastsimulationen
Simulationsberechnung
Durchlaufträger: Schwerverkehr in Haupt- und Nebenspur;Schwerverkehrsanteil in Nebenspur: 15%
14400Nm
]
„heutiger“ Verkehrmit Gigaliner
heutiger“ Verkehr
gBasis: BASt-FE-Vorhaben: Prof. Geißler
8400
10400
12400
14400
men
te
[k
„heutiger Verkehr
Norm - Lastmodelle
2400
4400
6400
Bie
gem
om
BK 60/30
DIN-Fachbericht
40010 m 20 m 30 m 40 m 50 m 60 m 70 m 80 m BK 60
60/30
52 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Überladungeng
Sattel g
Genehmigungspflichtiger Autokran
Sattelzug: max. GG = 67,7 t (+ 69%)Antriebsachse: 17,3 t (+50%)
Genehmigungspflichtiger AutokranZulässig nach StVZO: 48 tÜberladung 23%
53 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Basis/Quelle: Buschmeyer, W. et al.: Schwerlastverkehr auf BFStr ‐Erfassung, Erhaltungsbedarf für Brücken. Schlussbericht BASt‐FE 15.0388/2003, Essen 2007
Verkehrsleistungen im Güterverkehr
800
Mrd. tkm2004 2025
600
700
800
300
400
500
100
200
300
0Bahn Straße Wasser
54 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Lastmodell LM 1 nach DIN EN 1991-2/NA
Stellung Doppelachsen TS
Gleichmäßig verteilte Last
Achslast (kN) (oder ) (kN/m2)
Fahrstreifen 1 300 9Fahrstreifen 2 200 2,5Fahrstreifen 3 100 2 5Fahrstreifen 3 100 2,5
Andere Fahrstreifen 0 2,5Verbleibende Restfläche
0 2,5
Nationale Festlegungen: (Wesentliche Änderung zu DIN-Fachbericht 101)
αQ1 = 1,0 ; αQ2 = 1,0 αQ3 = 1,0 αq1 = 1,33; αq2 = 2,4; αq3 = 1,2
α = 1 2
55 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
αqgr = 1,2
DIN EN 1991-2 LM 1 nach DIN EN 1991-2 Nationale Anpassungen
Doppelachse Gleichlastγ
Qik αQi QikαQi qik αqi qikαqi
beric
ht 1
01 Fahrstreifen 1 300 0,8 240 9 1,0 9
1 50
Fahrstreifen 2 200 0,8 160 2,5 1,0 2,5Fahrstreifen 3 100 0 0 2,5 1,0 2,5
DIN
–Fa
chb 1,50, , ,
Übrige Fahrstreifen - 1,0 0 2,5 1,0 2,5
Restfläche - 1,0 0 2,5 1,0 2,5
/NA
Fahrstreifen 1 300 1,0 300 9 1,33 12,0Fahrstreifen 2 200 1,0 200 2,5 2,4 6,0
N E
N 1
991-
2/
1,35Fahrstreifen 3 100 1,0 100 2,5 1,2 3,0Übrige Fahrstreifen - 1,0 - 2,5 1,2 3,0
56 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN Restfläche - 1,0 - 2,5 1,2 3,0
DIN EN 1991-2 Weitere Hinweise zu den Lastmodellen
• Das Lastmodell LM 1 ist sowohl für lokale als auch für globale Nachweise ganzusetzen.
• NDP 4.3.1(2) Anmerkung 2:Das Lastmodell LM 2 für lokale Nachweise entfällt
f• Das Lastmodell LM 3 für Sonderfahrzeuge ist nicht anzuwenden. Dies gilt somit auch für DIN EN 1991 2 A h ADIN EN 1991-2, Anhang A
57 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Lastmodell 4 - Menschenansammlungen
• Falls notwendig, sollte die Belastung aus Menschenansammlungen durch i l i h äßi t ilt L t (di i d i heine gleichmäßig verteilte Last (die einen dynamischen
Vergrößerungsfaktor enthält) von 5 kN/m2 berücksichtigt werden.
• Die Anwendung von LM 4 ist für das Einzelprojekt festzulegene e du g o s ü das e p oje es u ege
• Das Lastmodell 4 sollte sowohl in der Länge als auch in der Breite an den maßgebenden Stellen des Überbaues angeordnet werden.
• Falls notwendig sollte der Mittelstreifen enthalten sein.
• Diese Lastanordnung ist für globale Nachweise gedacht und sollte ausschließlich für vorübergehende Belastungssituationen angewendet werden
58 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.3.6 – Verteilung von Einzellasten
Betonplatte Orthotrope Fahrbahnplatt
• Die verschiedenen für lokale Nachweise zu berücksichtigenden Einzellasten des• Die verschiedenen, für lokale Nachweise zu berücksichtigenden Einzellasten des Lastmodells 1 werden als gleichmäßig über die Aufstandsfläche verteilt angenommen
• Betonplatte: Lastverteilung wird unter einem Winkel von 45°bis zur Mittellinie Platte
• orthotrope Fahrbahnplatte: Lastverteilung durch Belag und bis zur Mittellinie des Fahrbahndeckbleches unter einem Winkel von 45°
59 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.4.1 – Lasten aus Bremsen und Anfahren
Höhere Lasten aus Bremsen und Anfahren wg. Anpassung von LM 1; Obergrenze von 900 kN bleibt
• Die Bremslast Q1k greift in Längsrichtung an der Oberkante des fertigen Belags
LwqQQ l1kq11kQ1lk 10,0)2(6,0 αα +=
)(900)(180 lkQ1 kNQkN ≤≤α
• Lasten, die aus Anfahren resultieren, sollten in der selben Größe wie die Bremskräfte angesetzt werden, jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkend
• Für Horizontalkräfte, die an Fahrbahnübergängen oder an Bauteilen, welche nur durch eine Achse beansprucht werden können gilt:
1kQ1lk 6,0 QQ α=
60 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.4.2 Fliehkräfte und andere Querkraft
• Die Fliehkraft Qtk ist als in Höhe des fertigen Fahrbahnbelags in Querrichtung radial zur Fahrbahnachse wirkende Last anzunehmen.
• Der charakteristische Wert von Qtk, der die dynamischen Einflüsse schon beinhaltet, ist abhängig vom horizontalen Radius der Fahrbahnmittellinie und der Gesamtlast der vertikalen Einzellasten der Doppelachse des Lastmodells LM 1
• Die Erleichterung, dass die Fliehkräfte nur in den Stützenachsen anzusetzen ist, ist entfallenentfallen
(kN) wenn r < 200 m
(kN) wenn 200 ≤ r ≤ 1500 mvtk 2,0 QQ =
QQ /40 (kN) wenn 200 ≤ r ≤ 1500 m
= 0 wenn r > 1500 m
rQQ /40 vtk =
tkQ
61 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.5 Gruppen von Verkehrslasten auf Straßenbrücken
• Aufgrund wahrscheinlichkeitstheoretischer Überlegungen wird davon ausgegangen, dass in der Kombination die vertikalen und horizontalen Anteileausgegangen, dass in der Kombination die vertikalen und horizontalen Anteile der Verkehrslastkomponenten gleichzeitig mit ihrem Maximalwert auftreten.
• Daher werden wie im DIN-Fachbericht 101 Verkehrslastgruppen gebildet, die di W h h i li hk it d l i h iti A ft t b id L tk tdie Wahrscheinlichkeit des gleichzeitigen Auftretens beider Lastkomponenten über die Wiederkehrperiode (d. h. über ψ- Werte) regelt.
• Diese Verkehrslastgruppen sind separat als eigenständige Einwirkung zuDiese Verkehrslastgruppen sind separat als eigenständige Einwirkung zu betrachten.
• Tab 4 4 a Charakteristische WerteTab. 4.4 a. Charakteristische Werte• Tab. 4.4 b Häufige Werte• Lastgruppen bei vorübergehenden Bemessungssituationen
62 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: Tab 4.4 a Charakteristische Werte
Fahrbahn Fußweg oder Radweg
Belastungsart Vertikallasten Horizontallasten Nur vertikale Lasten
Verweise 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4.1 4.4.2 5.3.2 (1)Verweise 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4.1 4.4.2 5.3.2 (1)
LastmodellLM1
(TS und UDL System)
LM2(Einzelachsen)
LM3(Sonderfahr-
zeuge)
LM4(Menschenan-sammlungen)
Kräfte aus Anfahren und
Bremsen a
Fliehkräfteund
Seitenkräfte a
gleichmäßig verteilte Last
gr1a charakteris-tischer Wert Kombinationswertb
gr1a charakteris-
Last-gruppe
n
gr1a tischer Wert
gr2 häufiger Wert charakteris-tischer Wert
charakteris-tischer Wert
gr3 d charakteristischer
Wertc
gr4 charakteris- charakteristischer gr4 tischer Wert Wert
gr5 siehe Anhang A
charakteris-tischer Wert
vorherrschender Einwirkungsanteil (gekennzeichnet als zur Gruppe gehöriger Bestandteil)
a Darf im Nationalen Anhang festgelegt werden (für die erwähnten Fälle).b Darf im Nationalen Anhang festgelegt werden Der empfohlene Wert beträgt 3 kN/m²b Darf im Nationalen Anhang festgelegt werden. Der empfohlene Wert beträgt 3 kN/m .NDP zu 4.5.1, Tabelle 4.4a, Fußnoten a) und b)a) Bei Lastgruppe gr1a müssen Horizontallasten aus Verkehr nicht berücksichtigt werden.b) Der empfohlene Wert von 3 kN/m2 wird übernommen.In der Lastgruppe gr2 ist bei den Lasten aus dem LM1 der häufige Wert anzusetzen. In der Lastgruppe gr4 sind die Fuß- und Radwege grundsätzlich mitdem charakteri-stischen Wert zu belasten. Dabei dürfen jedoch für den jeweiligen Bemessungspunkt günstig wirkende Lasten nicht berücksichtigt werden.c Siehe 5.3.2.1(2). Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen.
63 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
( ) g , g g gd Diese Gruppe bleibt unberücksichtigt, wenn gr4 angesetzt wird.
DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: Tab 4.4 a Ergänzung im NA
F h b h Fußweg oder
(charakteristische Werte von mehrfachen Komponenten)
Fahrbahn Fußweg oder Radweg
Belastungsart Vertikallasten Horizontallasten nur vertikale Lasten
Verweise 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4.1 4.4.2 5.3.2 (1)
LastmodellLM1
(TS und UDL
System)
LM2 LM3 LM4Kräfte
aus Anfahren
und Bremsen
Fliehkräfte und Seiten-
kräftegleichmäßig verteilte Last
Last-gruppen gr6
0,5-fach charakteristischer
Wert— — —
0,5-fach charakteristischer
Wert
0,5-fach charakteristischer Wert
charakteristischer Wertc
c Siehe 5.3.2.1 (2). Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen.
64 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Lastmodelle LM 2, LM 3 sind nicht anzuwenden
DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: - Häufige Werte
Fahrbahn Fußwege und Radwege
Belastungsart Vertikallasten
Verweise 4.3.2 4.3.3 5.3.2 (1)
Lastmodell LM1 (TS und UDL System) LM2 (Einzelachse) Gleichmäßig verteilte
Last
gr1a häufiger Wertgr1a häufiger Wert
Last-gruppen gr1b häufiger Wert
gr3 häufiger Werta a Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen
„Nicht-Häufige“ Werte mehrkomponentiger Einwirkungen sind im Gegensatz zum DIN-Fachbericht 101 nicht mehr anzusetzen
65 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.6.4 Ermüdungslastmodell 3
Achslasten: je 120 kN
Ein zweites Fahrzeuge in derselben Spur ist, sofern maßgebend, zu berücksichtigen.
Tab. 4.5 Anzahl erwarteter Lastkraftwagen je Jahr für einen LKW-Fahrstreifen
Festlegung für das Einzelprojekt (Empfohlene Achslast: 36 kN).
Verkehrskategorien obsN je Jahr und je NA:Ein zweites Fahrzeug in der selben Spur ist nicht anzusetzen, wenn die Ermüdungsnachweise
Verkehrskategorien obs j jLKW-Fahrstreifen
1 Straßen und Autobahnen mit zwei oder mehr Fahrstreifen je Fahrtrichtung mit hohem LKW-Anteil
2,0 × 106
Straßen und Autobahnen mit mittlerem wenn die Ermüdungsnachweise mit λ-Werten nach den Eurocodes für Bemessung erfolgen.
2 Straßen und Autobahnen mit mittlerem LKW-Anteil 0,5 × 106
3 Hauptstraßen mit geringem LKW-Anteil 0,125 × 106
4 Örtliche Straße mit geringem LKW-Anteil 0,05 × 106
66
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.6.5 Ermüdungslastmodell 4
FAHRZEUGTYP VERKEHRSART
1 2 3 4 5 6 7
Große Entfer-nung
Mittlere Entfer-nung
Orts-verkehr
REIFEN/ ACHSART
GEOMETRISCHE ABMESSUNGEN
nung nung
SCHWERFAHRZEUG
Achsab-stand
(m)
Ersatz-achslast
(kN)
Schwer-ver-
kehrs-anteil
Schwer-ver-
kehrs-anteil
Schwerver-kehrs-
anteil
Reifenart
4,5 70 130
20,0 40,0 80,0 A B
A
B
4,20 1,30
70 120 120
5,0 10,0 5,0 A B B
3 20 70 50 0 30 0 5 0 A
B
C
3,205,20 1,30 1,30
70150 90 90 90
50,0 30,0 5,0 AB C C C
3,40 6 00
70 140
15,0 15,0 5,0 A B
ΣNobs ist im Einzelfall festzulegen
6,001,80
14090 90
BB B
4,80 3,60 4,40 1 30
70 130 90 80
10,0 5,0 5,0 A B C C
Anwendung nur mit Zustimmung möglich
67
1,30 8080
CC
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4.7.2.1 Anpralllasten auf Pfeiler / stützende Bauteile
• Kräfte infolge eines Anpralls von Fahrzeugen mit unzulässiger Höhe oder
von der Straße abweichenden Fahrzeugen auf Pfeilern oder stützende
Bauteilen der Brücke sind zu berücksichtigen.
• Es gelten die Regelungen der DIN EN 1991-1-7 (Tabelle NA 2-4.1).
• Gegenüber den Regelungen des DIN-Fachberichtes 101 sind deutlich
höhere Anpralllasten bei Autobahnen anzusetzen :
• z.B.: außerorts
in Fahrtrichtung neu: 1500 kN bisher 1000 kN
quer zur Fahrtrichtung neu: 750 kN bisher 500 kN
68 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Anpralllasten auf ÜberbautenAnpralllasten auf Überbauten
Vereinfachende Regelung nach DIN EN 1991-2
• Anpralllasten aus Straßenverkehr unter Brücken nach DIN EN 1991 1 7:2010 12 4 3 2 sind nur beim Nachweis derDIN EN 1991-1-7:2010-12, 4.3.2, sind nur beim Nachweis der Lagesicherheit des Überbaues zu berücksichtigen.
• Die Anprallasten dürfen dabei vereinfachend 20 cm oberhalb der Unterkante des Überbaues angesetzt werden.
• Autobahnen und Bundesfernstraßen: 500 kN
• Landstraßen außerhalb von Ortschaften: 375 kN
69 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4 7 3 1 Fahrzeuge auf Fuß- und Radwegen von StraßenbrückenDIN EN 1991 2 4.7.3.1 Fahrzeuge auf Fuß und Radwegen von Straßenbrücken
Es ist eine außergewöhnlicheEs ist eine außergewöhnlicheAchslast (siehe Lastmodell LM 1) zu berücksichtigen (Lasterhöhung wg. LM 1) :
Diese Achslast wirkt nicht gleichzeitig
KQ Q22α
Diese Achslast wirkt nicht gleichzeitig mit den anderen Verkehrslasten auf der Fahrbahn.
70 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2 4 7 3 2 Anpralllasten auf SchrammbordeDIN EN 1991-2, 4.7.3.2 Anpralllasten auf Schrammborde
• Horizontalkraft von 100 kN
- Angriffspunkt: 5 cm unter Oberkante Schrammbord
- Verteilt auf eine Länge von 0,50 m
- Lastverteilung unter 45o
• Sofern ungünstig wirkend, ist zusätzliche eine Vertikallast anzusetzen. (Lasterhöhung wg. LM 1):
71 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN1991-2 4 7 3 3 Anpralllasten auf FahrzeugrückhaltesystemDIN EN1991 2 4.7.3.3 Anpralllasten auf Fahrzeugrückhaltesystem
• Die Horizontalkraft wirkt über eine Länge von 0,5 m quer zur Fahrtrichtung 100 mm unter der Oberkante der Schutzeinrichtung oder 1 m über der Fahrbahn bzw demunter der Oberkante der Schutzeinrichtung oder 1 m über der Fahrbahn bzw. dem Fußweg, wobei der kleinste Wert maßgebend ist. (Hinweis: Abweichende Regelung zum DIN-Fachbericht 101)
• Die Vertikalkräfte, die gleichzeitig mit den Horizontalkräfte wirken, ist (Lasterhöhung wg. LM 1) :
1kQ175,0 Qα
• Das Bauteil, auf dem die Schutzeinrichtung angeordnet ist, sollte lokal für eine außergewöhnliche Einwirkung bemessen werden, die mindestens dem 1,25fachen des lokalen charakteristischen Widerstandes der Schutzeinrichtung entspricht; Andere veränderliche Lasten sollten dabei nicht berücksichtigt werden.
72 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN1991-2 4 7 3 4 Anpralllasten auf tragende BauteileDIN EN1991 2 4.7.3.4 Anpralllasten auf tragende Bauteile
• Die Anpralllasten an ungeschützte tragende Bauteile, die über oder neben der Fahrbahnebene liegen sind zu berücksichtigenFahrbahnebene liegen, sind zu berücksichtigen.
• Es gelten für die Anpralllasten die Werte wie für Anpralllasten auf Pfeiler
• Sie wirken 1 25 m oberhalb der Fahrbahnebene• Sie wirken 1,25 m oberhalb der Fahrbahnebene
• Wenn jedoch zusätzliche Schutzmaßnahmen zwischen der Fahrbahn und diesen Bauteilen angeordnet werden, dürfen die Kräfte für das Einzelprojekt reduziert g jwerden.
• Diese Kräfte wirken nicht gleichzeitig mit anderen veränderlichen Einwirkungen.
• Für Einzelbauteile, deren Ausfall nicht zum Gesamtversagen des Tragwerks führt (z. B. Hänger oder Streben), können für ein Einzelprojekt geringere Lasten festgelegt werden.
73 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
festgelegt werden.
DIN EN 1991-2, 4.8 Einwirkungen auf Geländer
• Einwirkungen auf das Geländer sind bei der Überbaubemessung zu• Einwirkungen auf das Geländer sind bei der Überbaubemessung zu berücksichtigen.
• Abhängig von ausgewählten Lastklasse des Geländers : veränderliche Lasten.
• Linienlast von 1,0 kN/m (γ-Beiwert für Straßen – und Fußgängerverkehrnach DIN EN 1990 Tabelle NA A2 1)nach DIN EN 1990, Tabelle NA.A2.1)
• Veränderliche Kraft, die horizontal und vertikal an der Oberkante des Geländers wirkt.
74 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-2, 4.9 Lastmodelle auf Hinterfüllungen
Vertikale Lasten• Fahrbahnen, die hinter Widerlagern, Flügelwänden, Seitenwänden und anderen mit
dem Erdkörper in Kontakt stehenden Teilen der Brücke angeordnet sind sollten mitdem Erdkörper in Kontakt stehenden Teilen der Brücke, angeordnet sind, sollten mit entsprechenden Lastmodellen beansprucht werden
• Es ist das Lastmodells 1 zu verwenden. Zur Vereinfachung darf die Doppelachse durch eine gleichmäßig verteilte Last mit der Bezeichnung qeq ersetzt werden, die über eine angemessene rechteckige Aufstandsfläche verteilt ist. Die Abmessungen der Aufstandsfläche hängen von der Lastausbreitung der Hinterfüllung oder des Erdkörpers ab
• Zur Lastausbreitung in Hinterfüllungen und im Erdkörper siehe DIN EN 1997. Wenn nicht besonders vereinbart darf für die Bestimmung von q ein Rechteck mit einernicht besonders vereinbart, darf für die Bestimmung von qeq ein Rechteck mit einer Breite von 3 m und einer Länge von 5 m angenommen werden
• Andere repräsentative Werte als die charakteristischen Werte sollten nicht b ü k i hti t d
75 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
berücksichtigt werden
DIN EN 1991-2, 4.9 Lastmodelle auf Hinterfüllungen
Horizontale Lasten• Es sollte im Bereich der Hinterfüllung keine Horizontallast in Höhe der Oberkante der
Fahrbahn angenommen werden
• Für die Bemessung von Kammerwänden sollte eine Bremslast in Längsrichtung berücksichtigt werden (Lasterhöhung wg LM 1) :berücksichtigt werden (Lasterhöhung wg. LM 1) :
kQ Q 116,0 αDer charakteristische Wert dieser H-Last beträgt.
kQ Q 11αDiese wirkt gleichzeitig mit der Achslast
des Lastmodells 1 und mit dem Erddruck aus der Hinterfüllung. Die Fahrbahn hinter der Kammerwand sollte nicht als gleichzeitig belastet angenommen
d
76 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
werden
DIN EN 1991-1-1 Wichte, Eigengewichte
• DIN EN 1991-1-1 enthält Anweisungen und Angaben zu Einwirkungen für dieTragwerksplanung von:Tragwerksplanung von:
• Hochbauten• Ingenieurbauwerken
einschließlich geotechnischer Gesichtspunkte bezüglich:• Wichten von Baustoffen und Lagergütern• Eigengewicht von Bauwerken• Nutzlasten im Hochbau
• Abschnitt 4 und Anhang A enthält Nennwerte für Wichten für bestimmte Baustoffe, gBaustoffe im Brückenbau und Lagergüter.
• Des Weiteren werden für bestimmte Schüttgüter die Böschungswinkel angegeben.
77 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-1 Wichte, Eigengewichte
• DIN EN 1991-1-1 enthält Anweisungen und Angaben zu Einwirkungen für dieTragwerksplanung von:Tragwerksplanung von:
• Hochbauten• Ingenieurbauwerken
einschließlich geotechnischer Gesichtspunkte bezüglich:• Wichten von Baustoffen und Lagergütern• Eigengewicht von Bauwerken• Nutzlasten im Hochbau
• Abschnitt 4 und Anhang A enthält Nennwerte für Wichten für bestimmte Baustoffe, gBaustoffe im Brückenbau und Lagergüter.
• Des Weiteren werden für bestimmte Schüttgüter die Böschungswinkel angegeben.
78 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-1 Tabelle A 6 – Baustoffe für Brücken (Auszug)DIN EN 1991 1 1 Tabelle A.6 Baustoffe für Brücken (Auszug)
„…. Allgemeine Absätze….. “
1 All i1 Allgemeines2 Einteilung der Einwirkungen2.1 Eigengewicht
l2.2 Nutzlasten3 Bemessungssituationen4 Wichten für Baustoffe und Lagergüter5 Eigengewicht von Bauteilen6 Nutzlasten im HochbauAnhang A Nennwerte für Wichten von Baustoffen und Nennwerte für
Wichten und Böschungswinkel für LagergüterAnhang B Absturzsicherung und Schutzplanken für Parkhäuser Literaturhinweise
79 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Nationaler Anhang NA.A (informativ) Wichten und Flächenlasten
DIN EN 1991-1-1 Tabelle A.6 – Baustoffe für Brücken (Auszug)
BaustoffeWichte
γkN/m3kN/m
Beläge von StraßenbrückenGussasphalt und AsphaltbetonAsphaltmastix
24,0 bis 25,018,0 bis 22,0p
Heißgewalzter AsphaltSchüttungen für BrückenSand trocken
23,015,0 bis 16,0a15,0 bis 16,0a18 5 bis 19 5Schotter, Kies
GleisbettunterbauSplittBruchstein
18,5 bis 19,513,5 bis 14,5a20,5 bis 21,518,5 bis 19,5Bruchstein
Lehm..
, ,25,020,026,0
80 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten
„…. Allgemeine Absätze….. “
1 Allgemeines
2 Bemessungssituationen
3 Erfassung der Windeinwirkungen
4 Windgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsdruck
5 Wi d i i k5 Windeinwirkungen
6 Strukturbeiwert cs cd
7 Aerodynamische Beiwerte7 Aerodynamische Beiwerte
8 Windeinwirkungen auf Brücken
81 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten
Anhang NA.A (normativ) Windzonenkarte
Anhang NA.B (normativ) Einfluss von Geländerauigkeit, Topographie und vorübergehenden Zuständen auf die Windeinwirkungen
Anhang NA C (normativ) Ermittlung des Strukturbeiwertes und Beurteilung derAnhang NA.C (normativ) Ermittlung des Strukturbeiwertes und Beurteilung der Schwingungsanfälligkeit
Anhang NA.D (normativ) Wirbelerregte Schwingungen
Anhang NA.E (informativ) Aeroelastische Instabilitäten
Anhang NA.F(normativ) Dynamische Grundlagen
Anhang NA.N (informativ) Windeinwirkungen auf Brücken
Anhang NA.V(normativ) Druckbeiwerte für Vordächer
82 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten8. Windeinwirkungen auf Brücken
8.1 Allgemeines
8.2 Berechnungsmethode für die Systemantwort
8.3 Kraftbeiwerte
8.3.1 Kraftbeiwerte in x-Richtung8.3.1 Kraftbeiwerte in x Richtung (allgemeine Methode)
8.3.2 Kräfte in x-Richtung — Vereinfachtes Verfahren
8 3 3 Wi dk äft f B ü k üb b t i Ri ht8.3.3 Windkräfte auf Brückenüberbauten in z-Richtung
8.3.4 Windkräfte auf Brückenüberbauten in y-Richtung
8.4 Brückenpfeilerp
8.4.1 Windrichtungen und Bemessungssituationen
8.4.2 Windeinwirkungen auf Brückenpfeiler
83
.Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten
Wi d i i k fWindeinwirkungen auf Brückenbauwerke rufen Kräfte in x-, y- und z-Richtung hervor.
84 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 NA A Windzonenkarte – DeutschlandDIN EN 1991 1 4 NA.A Windzonenkarte Deutschland
Einfluss der MeereshöheEinfluss der MeereshöheDer Geschwindigkeitsdruck ist zu erhöhen, wenn der Bauwerksstandort oberhalb einer Meereshöhe von 800 meiner Meereshöhe von 800 m über NN liegt.
.
85 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Vereinfachtes VerfahrenDIN EN 1991 1 4 Vereinfachtes Verfahren
In der Windzonenkarte für Deutschland nach Anhang NA.A werden jeweils zwei Windzonen zusammengefasst.
Windzone 1 und 2 vref = 25 m/s bzw. qref = 0,39 kN/m2
Windzone 3 und 4 vref = 30 m/s bzw. qref = 0,56 kN/m2
Tabelle NA.N.5 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 1 und 2 (Binnenland)
Tabelle NA.N.6 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 3 und 4 (Binnenland)
Tabelle NA.N.7 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 1 und 2 (Küstennähe)
Tabelle NA.N.8 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 3 und 4 (Küstennähe)g ( )
86 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Vereinfachtes Verfahren:DIN EN 1991 1 4 Vereinfachtes Verfahren:
• Die angegebenen Einwirkungen aus Wind auf Brücken (Tabelle NA.N.5 bis Tabelle NA.N.8) beruhen auf DIN EN 1991-1-4:2010-12, insbesondere Abschnitt 8)
• Die Angaben dienen einer vereinfachten Anwendung der Norm bei nicht schwingungsanfälligen Deckbrücken und Bauteilen.
• Die unter Tabelle NA.N.5 bis Tabelle NA.N.8 aufgeführten Werte gelten für Höhen bis 100 m. Für Höhen über 100 m sollte eine verfeinerte Untersuchung durchgeführt werdenwerden
• Als entscheidende Einflüsse können bedeutsam sein:
− der Einfluss der Höhenlage des Bauwerkesder Einfluss der Höhenlage des Bauwerkes− der Einfluss von Aufbauten auf den Brückenquerschnitten auf den cf-Wert und die
kürzer anzunehmende Wiederkehrperiode des rechnerischen Staudruckes bei Bauzuständen
87 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Bauzuständen.
DIN EN 1991-1-4 Windlasten – vereinfachtes VerfahrenDIN EN 1991 1 4 Windlasten vereinfachtes Verfahren
1 2 3 4 5 6 7Ohne Verkehr und ohne Lärmschutzwand Mit Verkehra oder mit Lärmschutzwand
f Üb b tauf Überbauten
b/db ze ≤ 20 m 20 m < ze ≤ 50 m 50 m < ze ≤ 100 m ze ≤ 20 m 20 m < ze ≤ 50 m 50 m < ze≤ 100 m
≤ 0,5 1,75 2,45 2,90 1,45 2,05 2,40= 4 0 95 1 35 1 60 0 80 1 10 1 30= 4 0,95 1,35 1,60 0,80 1,10 1,30≥ 5 0,95 1,35 1,60 0,60 0,85 1,00
auf Stützen und Pfeilerncd/bb ze ≤ 20 m 20 m < ze ≤ 50 m 50 m < ze ≤ 100 m≤ 0,5 1,70 2,35 2,80≥ 5 0,75 1,05 1,25
a Es gilt der Kombinationsbeiwert ψ0 = 0,4 (Windzone 3+4) und ψ0 = 0,55 (Windzone 1+2). Fü Ei b h b ü k ilt d K bi ti b i t 0 6Für Eisenbahnbrücken gilt der Kombinationsbeiwert ψ0 = 0,6.
b Bei Zwischenwerten kann linear interpoliert werden.c Bei quadratischen Stützen- oder Pfeilerquerschnitten mit abgerundeten Ecken, bei denen das Verhältnis
r/d ≥ 0,20 beträgt, können die Windeinwirkungen auf Pfeiler und Stützen um 50 % reduziert werden. Für0 < r/d < 0 2 darf linear interpoliert werden Hierbei ist r = Radius der Ausrundung
88
0 < r/d < 0,2 darf linear interpoliert werden. Hierbei ist r = Radius der Ausrundung.
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten – vereinfachtes VerfahrenDIN EN 1991 1 4 Windlasten vereinfachtes Verfahren
• Die Angaben gelten nur für nicht schwingungsanfällige Deckbrücken sowie nicht• Die Angaben gelten nur für nicht schwingungsanfällige Deckbrücken sowie nicht schwingungsanfällige Bauteile. NA.C.2 enthält Kriterien zur Beurteilung der Schwingungsanfälligkeit.
• Die Tabellen NA.N.5 bis NA.N.8 gelten nicht für Sonderbrückenkonstruktionen, wie z. B. bewegliche Brücken und überdachte Brücken.
Fü F h k d St bb b ü k lt di A b i äß di• Für Fachwerk- und Stabbogenbrücken gelten die Angaben sinngemäß; die außerhalb der Fahrbahnkonstruktion liegenden Bauteile (Fachwerkstäbe bzw. Bögen und Hänger) sind gesondert zu erfassen.
89 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-4 Windlasten – vereinfachtes VerfahrenDIN EN 1991 1 4 Windlasten vereinfachtes Verfahren
• Bei Bauzuständen, die nicht länger als 1 Tag dauern, dürfen die charakteristischen Werte Tab. NA.N.5 und NA.N.7 (Windzone 1 und2) mit dem Faktor 0,55 Tab. NA.N.6 und NA.N.8 (Windzone 3 und4) mit dem Faktor 0,4
multipliziert werden.• Bei Bauzuständen, die nicht länger als 1 Woche dauern, dürfen die charakteristischen Werte
Tabellen NA.N.5 und NA.N.7 (Windzone 1 und2) mit dem Faktor 0,80 Tabellen NA.N.6 und NA.N.8 (Windzone 3 und4) mit dem Faktor 0,55
multipliziert werden.• Voraussetzung ist, dass sichergestellt wird, dass die Windgeschwindigkeiten folgende Werte
nicht überschreiten:Im Fall (1): v < 18 m/s,i F ll (2) 22 /im Fall (2): v < 22 m/s.
• Hierzu ist es notwendig, die Wetterlage festzustellen, den Wetterverlauf zu beobachten und rechtzeitig durchführbare Sicherungsmaßnahmen für den Fall vorzusehen, dass die Windgeschwindigkeit den o. g. Wert übersteigt.
90 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
g g g g
DIN EN 1991-1-5 Temperaturp„…. Allgemeine Absätze….. “
1 Allgemeinesg
2 Klassifizierung der Einwirkungen
3 Bemessungssituationg
4 Beschreibung der Einwirkungen
5 Temperaturunterschiede in Gebäuden5 Temperaturunterschiede in Gebäuden
6 Temperaturunterschiede bei Brücken
7 Temperaturunterschiede in Industrieschornsteinen7 Temperaturunterschiede in Industrieschornsteinen, Rohrleitungen, Silos, Tanks und Kühltürmen
Anhänge A-D
91 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-5 4 Beschreibung der Temperatureinwirkungen
• In Deutschland ist das Verfahren 1 anzuwenden.(6.1.4.1: Vertikale linear veränderliche Anteile)
• Das Verfahren 2 ist nicht anzuwenden(6.1.4.2: Vertikale Temperaturanteile mit nicht linearen Einflüssen).
92 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-5 6.1.1 Arten von Brückenüberbauten
Brückenüberbauten werden eingeteilt in:
Typ 1 Stahlkonstruktionyp
— Hohlkastenträger aus Stahl
— Fachwerkträger oder BlechträgerFachwerkträger oder Blechträger
Typ 2 Verbundkonstruktion
Typ 3 BetonkonstruktionTyp 3 Betonkonstruktion
— Betonplatte
Betonträger— Betonträger
— Hohlkastenträger
93 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-6 Einwirkungen während der BauausführungDIN EN 1991 1 6 Einwirkungen während der Bauausführung
Allgemeine Absätze “„…. Allgemeine Absätze…..
1 Allgemeines2 Ei t il d Ei i k2 Einteilung der Einwirkungen3 Bemessungssituationen und Grenzzustände4 Darstellung der EinwirkungenAnhang A 1 (normativ) Ergänzende Regelungen für GebäudeAnhang A2 (normativ) Ergänzende Regelungen für BrückenAnhang B (informativ) Einwirkungen auf Tragwerke bei Umbauten,Anhang B (informativ) Einwirkungen auf Tragwerke bei Umbauten,
Wiederaufbau oder AbrissLiteraturhinweiseNationaler Anhang
94
Nationaler Anhang
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen
„…. Allgemeine Absätze….. “
1 Allgemeines2 Klassifizierung der Einwirkungen3 Bemessungssituationen4 Anprall4 Anprall5 InnenraumexplosionenAnhang A (informativ) Entwurf zur Begrenzung von Schadensfolgen
lokalen Versagens aus unspezifizierte Ursache in Hochbauten
Anhang B (informativ) Hinweise zur RisikoanalyseAnhang C (informativ) Dynamische AnprallberechnungAnhang D (informativ) InnenraumexplosionenAnhang D (informativ) Innenraumexplosionen
Nationaler AnhangAnhang NA.E (normativ) Einwirkungen aus Trümmern
95 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungeng g1 2 3
Kategorie
Statisch äquivalente Anprallkraft in MN
Fdxin Fahrtricht ng
Fdyrechtwinklig zurin Fahrtrichtung rechtwinklig zur
Fahrtrichtung1 Straßen außerorts 1,5 0,752 Straßen innerorts bei v ≥ 50 km/ha 1,0 0,5
Straßen innerorts bei v < 50 km/ha b3 i d G bä d k 0 5 0 53 ⎯ an ausspringenden Gebäudeecken 0,5 0,54 ⎯ in allen anderen Fällen 0,25 0,25
5Für Lkw befahrbare Verkehrsflächen (z. B. Hof-räume) bzw. Gebäude mit Pkw-Verkehr > 30 kN
0,1 0,1
6 Fü Pk b f h b V k h flä h 0 050 0 0256 Für Pkw befahrbare Verkehrsflächen 0,050 0,025
7 ⎯ bei Geschwindigkeitsbeschränkung für v ≤ 10 km/h 0,015 0,008
8 Tankstellenüberdachungenb c 0,1 0,1Parkgaragen für Pkw ≤ 30 kNbg g
9 ⎯ Einzel-/Doppel-Garage, Carports 0,01 0,0110 ⎯ in allen anderen Fällen 0,04 0,025
a Nur anzusetzen, wenn stützende Bauteile der unmittelbaren Gefahr des Anpralls von Straßenfahrzeugen ausgesetzt sind, d. h.im Allgemeinen im Abstand von weniger als 1 m von der Bordschwelle.
b Nur anzusetzen, wenn bei Ausfall der stützenden Bauteile die Standsicherheit von Gebäude/Überdachung/Decke gefährdet ist.
96
b Nur anzusetzen, wenn bei Ausfall der stützenden Bauteile die Standsicherheit von Gebäude/Überdachung/Decke gefährdet ist.c Nur anzusetzen, wenn die stützenden Bauteile nicht am fließenden Verkehr liegen, sonst wie Zeile 1 bis 4.
Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungeng g
Anpralllasten an Überbauten
KategorieÄquivalente statische Ersatzkraft Fdx
a
kN
Autobahnen und Bundesstraßen 500
Landstraßen außerhalb von 375Ortschaften
375
Innerstädtische Straßen 250
Privatstraßen und Parkgaragen 75
a x = in Fahrtrichtung
97 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungeng g
NDP zu 4.1(1), Anmerkung 3: Hi i Üb t A lll t f F d tHinweise zur Übertragung von Anpralllasten auf Fundamente
Bei Ingenieurbauwerken sind Anpralllasten bis in die Tragwerksfundamente weiterzuverfolgen. Bei Hochbauten hängt die Weiterleitung derweiterzuverfolgen. Bei Hochbauten hängt die Weiterleitung der außergewöhnlichen Einwirkung von der in das Tragwerkfundament durch sie übertragenen Kräfte ab; in der Regel ist eine Weiterleitung nicht maßgebend.
NDP zu 4.3.1(3), Bedingungen für den Anprall infolge StraßenfahrzeugenDie statisch äquivalenten Anprallkräfte wirken bei Lkw in einer Höhe h = 1,25 m und bei Pkw in h = 0,5 m über der Fahrbahnoberfläche. Dieh 1,25 m und bei Pkw in h 0,5 m über der Fahrbahnoberfläche. Die Anprallflächen betragen maximal b × h = 0,5 m × 0,2 m.
98 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassungg
• Nach der erfolgreichen Umstellung der Regelwerke für Brücken auf das Teilsicherheitskonzept der Eurocodes mit den DIN-Fachberichten 101 –p104 steht nun die Umstellung auf die Eurocodes in der endgültigen Fassung an.
• Die Nationalen Anhänge (NA) der Eurocodes in Deutschland stehen der Fachöffentlichkeit im Weißdruck bzw. in der Entwurfsfassung (DIN EN 1992-2/NA) zur Verfügung1992-2/NA) zur Verfügung.
• Mit den Eurocodes liegt somit ein in sich stimmiges Regelwerk für die Berechnung und Bemessung von Tragwerken des Hochbaus sowie desBerechnung und Bemessung von Tragwerken des Hochbaus sowie des Ingenieurbaus vor.
99 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassungg
• Für den Bereich der Einwirkungen auf Brücken, entsprechen die Regelungen der DIN EN‘s in vielen Punkten den bewährten Regelungen g g g gdes DIN-Fachberichts 101.
• Bei den Regelungen für Straßenbrücken ist die deutliche Anhebung des Lastmodells 1 auf einen prognostizierten Verkehr in technischenr Hinsicht eine signifikante Änderung bei Entwurf und Planung von Straßenbrücken.
• Der Teilsicherheitsbeiwert für Verkehrslasten aus Straßen- undDer Teilsicherheitsbeiwert für Verkehrslasten aus Straßen- und Fußgängerverkehr beträgt nunmehr 1,35 (statt bisher 1,5).
• Regelungen für „Nicht häufige“ Werte sind entfallen.
• Für Windlasten entspricht das vereinfachte Verfahren aus DIN EN 1991-1-4. Anhang NA.N im wesentlichen dem Anhang N des DIN-Fachberichtes.
100 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassungg
Di R l fü T t t h d DIN F hb i ht 101• Die Regelungen für Temperatur entsprechen dem DIN-Fachbericht 101, Kapitel V.
D A h E i N i l A h DIN EN 1990 b i W li h• Der Anhang E im Nationalen Anhang zu DIN EN 1990 baut im Wesentlichen auf den Regelungen des Anhang O auf.
• Anpralllasten an Pfeiler und Stützen infolge Straßenverkehr sind deutlich angehoben (1500 kN in Fahrtrichtung bisher 1000 kN) vgl. DIN EN 1991-1-7.
• Anpralllasten auf den Überbau sind zu beachten.
101 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassungg
• Seitens des DIN und des Beuth-Verlages ist die Herausgabe von sogenannten N H dbü h l A b it itt l fü di P i hNormen-Handbüchern als Arbeitsmittel für die Praxis vorgesehen.
• Für den Bereich der Betonbrücken, Stahlbrücken und Verbundbrücken erfolgt die Erarbeitung im Rahmen von Forschungsvorhaben der Bundesanstalt für Straßenwesen.
• Für Einwirkungen auf Brücken wird ein Handbuch vom DIN AA „Lastannahmen auf Brücken erarbeitet.
102 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Zusammenfassungg
• Für den Hochbau ist die bauaufsichtliche Umstellung auf die DIN EN –N ih d E d Mitt 2012 b it f l t I i l Lä dNormenreihe der Eurocodes Mitte 2012 bereits erfolgt. In einzelnen Ländern wurden Übergangsregelungen vorgesehen.
• Für den Bereich der Bundesfernstraßen wird derzeit die Bekanntgabe zur Umstellung auf die neuen Regelwerke mit Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau vorbereitet.
• Die Vertreter der Verkehrsträger „Straße“, „Wasser“, und „Bahn“ im Fachbereich 057 des DIN Koordinierungsausschuss „Brücken“ haben sich dabei auf ein abgestimmtes Vorgehen verständigt.
103 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)g ( )
Referat Brücken-, Tunnel- und sonstige Ingenieurbauwerke, StB 17Robert-Schuman-Platz 1D-53175 Bonn
www.bmvbs.de