FuL Lastannahmen 0811

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LASTANNAHMEN nach ÖNORM EN 1990, B 1990-1 und ÖNORM EN 1991-1-x, B 1991-1-x von Statik-Infotage 2008 der Friedrich+LochnerGmbH Innsbruck – Salzburg – Linz – Wien Wiener Neustadt – Graz – Klagenfurt © Dipl.-Ing.Dr. Richard FRITZE Grundlagen der Tragwerksplanung ÖNORM EN 1990 und ÖNORM B 1990-1 Nutzlastannahmen in Gebäuden ÖNORM EN 1991-1-1 und ÖNORM B 1991-1-1 Schneelastannahmen für Hausdächer ÖNORM EN 1991-1-3 und ÖNORM B 1991-1-1 Windlastannahmen für Hausdächer ÖNORM EN 1991-1-4 und ÖNORM B 1991-1-4 Überblick Grundlagen Tragwerksplanung Nutzlasten ÖN EN/B 1991-1-1 Schneelasten ÖN EN/B 1991-1-3 Windlast ÖN EN 1991-1-4 Zusammen- fassung

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LASTANNAHMEN nach

ÖNORM EN 1990, B 1990-1 und

ÖNORM EN 1991-1-x, B 1991-1-x

von

Statik-Infotage 2008 der Friedrich+LochnerGmbHInnsbruck – Salzburg – Linz – Wien

Wiener Neustadt – Graz – Klagenfurt

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• Grundlagen der TragwerksplanungÖNORM EN 1990 und ÖNORM B 1990-1

• Nutzlastannahmen in GebäudenÖNORM EN 1991-1-1 und ÖNORM B 1991-1-1

• Schneelastannahmen für HausdächerÖNORM EN 1991-1-3 und ÖNORM B 1991-1-1

• Windlastannahmen für HausdächerÖNORM EN 1991-1-4 und ÖNORM B 1991-1-4

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

WindlastÖN EN 1991-1-4

Zusammen-fassung

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Grundlagen der Tragwerksplanung

Grundlagen der Tragwerksplanung– Überblick– Sicherheitskonzept– Tragsicherheitsnachweis– Gebrauchstauglichkeitsnachweis– Beispiel

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Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

WindlastÖN EN 1991-1-4

Zusammen-fassung

Grundlagen der Tragwerksplanung

• Prinzipien und Anforderungen zur Tragsicherheit, Gebraustauglichkeit und Dauerhaftigkeit von Tragwerken

• Basis:Konzept der Bemessung nach Grenzzuständen mit Teilsicherheits-beiwerten

• Verwendung mit:EN 1991 bis EN 1999bei Bedarf auch außerhalb des Geltungsbereichs der EN1991 bis EN 1999 anwendbar.

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Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

• EN 1991 - EC1 Einwirkungen auf Tragwerke

• EN 1992 - EC2 Berechnung und Bemessung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken

• EN 1993 - EC3 Berechnung und Bemessung von Stahltragwerken

• EN 1994 - EC4 Berechnung und Bemessung von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton

• EN 1995 - EC5 Berechnung und Bemessung von Holztragwerken

• EN 1996 - EC6 Berechnung und Bemessung von Tragwerken aus Mauerwerk

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Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

• EN 1997 - EC7 Berechnung und Bemessung in der Geotechnik

• EN 1998 - EC8 Auslegung von Bauwerken in Erdbebengebieten

• EN 1999 – EC9 Berechnung und Bemessung von Tragwerken aus Aluminium

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Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

• Prinzipien Allgemeine Festlegungen und Feststellungkein Abweichen vorgesehenKennzeichnung nach der Absatznummer mit „P“

• AnwendungsregelnRegeln, welche den Prinzipien folgenabweichende Anwendungsregeln zulässig, wenn mindestens gleichwertig

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Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

• Bemessung eines Tragwerks so, dass es- den möglichen Einwirkungen und Einflüssen standhältGrenzzustand der Tragfähigkeit - ULS

- den geforderten Gebrauchseigenschaften behältGrenzzustand der Gebraustauglichkeit – SLS

- Dauerhaftigkeit gesichert ist.

• Im Brandfall: nur Nachweis einer aus-reichenden Tragsicherheit

• unter außergewöhnlichen Einwirkungengem. EN 1991-1-7 Abwägung der Schadensfolgen gegenüber der Schadensursache

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Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

• Definition der Zuverlässigkeit

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Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

• Versagenswahrscheinlichkeit

∫∞−

=0

dx p(X)P(X)

Überblick

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X

p(X)

X = R - E

µX = µR - µE

P(X)

)( 22

ERX σ+σ=σ

X

X

σ

µ=β

5,204,754,273,723,092,321,28β

10-710-610-510-410-310-210-1P(X)

Zuverlässigkeitsindex:

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

RREE

ER

2

R

2

E

ER

X

X

σασα

µµ

σσ

µµ

σ

µβ

⋅+⋅

−=

+

−==

R

R

R

95,0

R

R

d

kR

95,0

E

E

E

E

E

k

dE

R

kdkEd

RRRdEEEd

R95,0RkE95,0Ek

αβσ

µ

βσ

µ

R

R

βσ

µ

αβσ

µ

E

E

RREE

σαβµRσαβµE

σβµRσβµE

⋅−

==γ

+

⋅+

==γ

γ=⋅γ=

⋅⋅−=⋅⋅+=

⋅−=⋅+=

sowie

und

und

folgt

und

sowie

und

Überblick

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Zuverlässigkeitsindex:

Nach Umformung erhält man:RRREEE σαβµσαβµ ⋅⋅−=⋅⋅+

Mit:

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

Überblick

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• Grenzzustand der TragfähigkeitSicherheit der Personen und/oderSicherheit des Tragwerks► Nachweis der Lagesicherheit (EQU)

► Nachweis gegen Teil- oder Totalversagen Bauteile (STR)

► Nachweis gegen Teil- oder Totalversagen derFundierung (STRGEO)

• Grenzzustand der GebrauchstauglichkeitFunktionsfähigkeit des TragwerksWohlbefinden der NutzerErscheinungsbild des Bauwerks► Nachweis der Begrenzung der Verformung► Nachweis der Rissbreitenbegrenzung► Nachweis der Schwingungsanfälligkeit

GrenzzuständeGrundlagen

Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

R

kkE

RE

γ≤⋅γ

dd RE ≤

Überblick

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Grenzzustand der Tragfähigkeit - Nachweisverfahren

und

Charakteristische Werte derEinwirkungen Fk

Charakteristische Werte derSchnittgrößen Ek

Bemessungswerte derSchnittgrößen Ed

Charakteristischer Wert desWiderstandes Rk

Bemessungswert desWiderstandes Rd

dd RE ≤

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

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• Ständige SituationenStändige Einwirkungen, veränderliche Einwirkungen

• Vorübergehende Situationenz.B. Bauzustand, Instandhaltung

• Außergewöhnliche Situationenz.B.: Brand, Anprall, Explosion, lokales Versagen

• Situationen Erdbeben

BemessungssituationenÜberblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

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• Ständige Einwirkungen (G) Eigengewicht, Ausrüstungen, Schwinden, SetzungenWasserlasten*, Erddruck*

• Veränderliche Einwirkungen (Q)Nutzlasten, Wind, SchneeWasserlasten*, Erddruck*Erdbebenlasten *

• Außergewöhnliche Einwirkungen (A)Fahrzeuganprall, ExplosionSchnee*, Erdbebenlasten*

* Zuordnung gemäß B 1990 und EN/B 1991

Einteilung der Einwirkungen nach der Häufigkeit

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

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• Ständige Einwirkungen (Gk,j) – Eigengewicht, feste Ausrüstungen Gk,j

– Schwinden Gk,S

– Setzungen Gk,j

– Vorspannung Pk

– Erddruck Gk,E (gem. ÖN B1990-1)

– Wasserdruck Gk,H (gem. ÖN B1990-1)

• Veränderliche Einwirkungen (Qk,j)– Verkehrslasten Qk,N

– Windlasten Qk,W

– Schneelasten Qk,S

– Temperaturlasten Qk,T

– Setzungen Qk,∆

Einteilung der EinwirkungenÜberblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

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• Außergewöhnliche Einwirkungen (Ak,j) – Anpralllasten Ad,1

– Explosionslasten Ad,2

– Bergsenkungen Ad,3

• Einwirkungen infolge Erdbeben (AEd)

• Vorübergehende Einwirkungen– Einwirkungen während der Bauausführung

– Montagelasten

– Ablagerungen

– vorübergehende Einbauten

Einteilung der EinwirkungenÜberblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

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XXXErdbeben

XXXaußerge-wöhnlich

XXvorüber-gehend

XXständigeSituation

außer-gewöhnlichveränderlichständig

E i n w i r k u n g

B e

m e

s s

u n

g s

s i

t u a

t i o

n

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

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γG,j γP γQ,j ... Teilsicherheitsbeiwerte

Gk,j ... charakteristischer Wert der ständigen Einwirkung

P ...... maßgebender repräsentativer Wert einer Vorspannung

Qk,1 ... charakteristischer Wert einer maßgebenden veränderlichen Einwirkung (Leiteinwirkung)

Qk,i ... charakteristischer Wert einer nicht maßgebenden veränderlichen Einwirkung (Begleiteinwirkung) i>1

ψ0,i ... Kombinationswert ψ0 der i-ten Begleiteinwirkung

Bemessungswert Ed der Einwirkungenfür ständige und vorübergehende

Bemessungssituationen

∑∑>≥

⋅ψ⋅γ+⋅γ+⋅γ+⋅γ=1i

i,ki,0i,Q1,k1,QP

1j

j,kj,Gd )Q(QP)G(E

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

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Teilsicherheitsbeiwerte Tragsicherheitsnachweis Bauteile STR

Teilsicherheitsbeiwerte

γQ,j = 1,50γQ,1 = 1,50γG,j = 1,00γG,j = 1,35

Begleiteinw.Leiteinwirkunggünstigungünstig

veränderliche Einwirkungenständige Einwirkungen

Teilsicherheitsbeiwerte Lagesicherheit EQU

γQ,j = 1,50γQ,1 = 1,50γG,j = 0,90γG,j = 1,10

Begleiteinw.Leiteinwirkunggünstigungünstig

veränderliche Einwirkungenständige Einwirkungen

Teilsicherheitsbeiwerte geotechnische Berechnungen STRGEO

γQ,j = 1,30γQ,1 = 1,30γG,j = 1,00γG,j = 1,00

Begleiteinw.Leiteinwirkunggünstigungünstig

veränderliche Einwirkungenständige Einwirkungen

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

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Kombinationswert ψ0, ψ1, ψ2Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

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Gk,j ... charakteristischer Wert der ständigen Einwirkung

P ...... maßgebender repräsentativer Wert einer Vorspannung

AEd ... Bemessungswert einer Einwirkung infolge Erdbeben

Qk,i ... charakteristischer Wert einer veränderlichenEinwirkung i (Begleiteinwirkungen)

ψ2,i ... Kombinationswert ψ2 des quasi-ständigen Werts deri-ten veränderlichen Einwirkung

Bemessungswert Ed der Einwirkungen für die Erdbebensituation

∑∑≥≥

⋅ψ+++=1i

i,ki,2Ed

1j

j,kd )Q(APGE

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

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Gk,j ... charakteristischer Wert der ständigen Einwirkung

P ...... maßgebender repräsentativer Wert einer Vorspannung

Ad ... Bemessungswert einer außergewöhnlichen Einwirkung(Leiteinwirkung)

Qk,i ... charakteristischer Wert einer veränderlichenEinwirkung i (Begleiteinwirkungen)

ψ2,i ... Kombinationswert ψ2 des quasi-ständigen Werts deri-ten veränderlichen Einwirkung

Bemessungswert Ed der Einwirkungen für außergewöhnliche Bemessungssituationen

∑∑≥≥

⋅ψ+++=1i

i,ki,2d

1j

j,kd )Q(APGE

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

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Gebrauchstauglichkeit - Lastniveau Ld

∑∑>≥

⋅ψ++=1i

i,ki,01,k

1j

j,kd )Q(QGL

Ld für die charakteristische Einwirkungskombination (seltene Kombination)

∑∑>≥

⋅ψ+⋅ψ+=1i

i,ki,21,k

1j

1,1j,kd )Q(QGL

Ld für die häufige Einwirkungskombination

∑∑≥≥

⋅ψ+=1i

i,ki,2

1j

j,kd )Q(GL

Ld für die quasi-ständige Einwirkungskombination

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

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Gebrauchstauglichkeit - Durchbiegung

wc ... Überhöhungwmax ... Durchhang (verbleibende Durchbiegung) w1 ... Durchbiegung aus ständiger Einwirkung w2 ... Durchbiegung aus Langzeitwirkung (kriechen)w3 ... Durchbiegung aus veränderlicher Einwirkung

w1

w2

w3wmax

wc

wtot

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

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Gebrauchstauglichkeit - Durchbiegung

L / 300Decken, begehbare Dächer

L / 200Dächer i.A., Decken mit abgehängter Untersicht

w1 + w3 - wcNutzung

Unter quasi-ständiger Einwirkungskombination ist einzuhalten:

Durchhang: wmax = L / 250

Gesamtdurchbiegung bei Unterfangungen: wtot = L / 500

Unter der häufigen Einwirkungskombination ist für den Durchhang ohne Berücksichtigung der Langzeitverformungen einzuhalten:

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

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Grundlagen der Tragwerksplanung

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Beispiel Flachdach:

Bemessungswert zur Deckendimensionierung:

MEd = 1,35 · MG + 1,50 · MQ + 0,5 · 1,50 · MS

Bemessungswert zum Nachweis der Erdbebenlast:MEd = MG + ME + 0,30 · MQ + 0,0 · MS

Moment aus:

• Ständiger Last: MG

• Nutzlast: MQ

• Schnee: MS < MQ

• Erdbeben: ME

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

Überblick

Sicherheits-konzept

TragsicherheitsNW

Gebraustauglich-keits NW

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

Nutzlasten nach ÖNORM EN 1991-1-1 und ÖNORM B 1991-1-1

– Eigengewicht

– Nutzlast

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Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

WindlastÖN EN 1991-1-4

Zusammen-fassung

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Einwirkungen auf Tragwerke EN 1991-1-1

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ÖNORM EN 1991-1-1, B 1991-1-1Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke

Teil 1-1: Allgemeine Einwirkungen – Wichten, Eigengewicht, Nutzlasten im Hochbau

Die Norm enthält Angaben zu den• Wichten von Baustoffen und Lagergütern• Eigengewicht von Bauwerken• Nutzlasten im Hochbau

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

Eigengewicht

Nutzlast

Einwirkungen auf Tragwerke EN 1991-1-1

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Eigengewicht

• gesamtes Eigengewicht als eine Einwirkung ansetzen

• Wichten im Anhang A der Norm angegeben

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

Eigengewicht

Nutzlast

Page 16: FuL Lastannahmen 0811

Einwirkungen auf Tragwerke EN 1991-1-1

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Nutzlasten

• Kategorie A – Wohngebäude• Kategorie B – Bürogebäude• Kategorie C – Versammlungsbereiche• Kategorie D – Verkaufsflächen• Kategorie E – Lagerflächen

Stallungen, Industriehallen,Lagerräume, Archive

• Kategorie F – Fahrzeuge ≤ 30 kN im Hochbau• Kategorie G – Fahrzeuge >30 kN bis 160 kN• Kategorie H – Dächer (nur für Instandsetzungs-

arbeiten begangen)• Horizontallasten auf Zwischenwänden und

Absturzsicherungen

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

Eigengewicht

Nutzlast

Einwirkungen auf Tragwerke EN 1991-1-1

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Nutzlasten

• i.A. als Flächenlast qk und Einzellast Qk

• z.B.: Decken in Wohnhäusern• qk = 2,0 kN/m²; Qk = 2,0 kN• Zwischenwandzuschlag zur Berücksichtigung versetz-

barer Trennwände:Eigengewicht Trennwände ≤ 1,0 kN/m: qk = 0,5

kN/m²Eigengewicht Trennwände ≤ 2,0 kN/m: qk = 0,8

kN/m²Eigengewicht Trennwände ≤ 3,0 kN/m: qk = 1,2

kN/m²

• Abminderungsfaktoren (nur einzeln anwendbar)• belastete Einflussfläche A: αA = 0,5 + 10/A ≤1,0• Anzahl der Stockwerke n: αn = [2-0,7(n-2)]/n

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

Eigengewicht

Nutzlast

Page 17: FuL Lastannahmen 0811

Einwirkungen auf Tragwerke EN 1991-1-1

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Nutzlasten – ergänzende Kapitel

• Auf Dächern müssen Nutzlasten nicht als gleichzeitig wirkend mit Schnee- und Windlasten angesetzt werden

• Horizontallasten auf Zwischenwänden (in bis zu 1,20 m):qk = 0,50 kN/m (Kat. A) bis 3,50 kN/m (Kat. C5)

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

Eigengewicht

Nutzlast

Grundlagen der Tragwerksplanung

Schneelasten nach ÖNORM EN 1991-1-3 und

ÖNORM B 1991-1-3

– Grundlagen

– charakteristische Werte sk

– Formbeiwert

– Beispiel

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Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

WindlastÖN EN 1991-1-4

Zusammen-fassung

Page 18: FuL Lastannahmen 0811

Schneelasten EN 1991-1-3, B 1991-1-3

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Schneelast - Grundlagen

• Schneelasten sind als veränderliche, ortsfesteEinwirkungen anzusetzen

• charakteristischen Werte sk [kN/m²] fürSchneelasten auf dem Boden im nationalenAnhang festgelegt.

• zwei Lastanordnungen zu berücksichtigen:• unverwehte Schneelast• verwehte Schneelast

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

Grundlagen

charakt. Wert sk

Formbeiwert

Beispiel

Schneelasten EN 1991-1-3, B 1991-1-3

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Schneelast – charakteristische Werte sk

• in Tabelle A.1 – Ortsverzeichnis der ÖN B 1991-1-3festgelegt.

• Bezugspunkt im Ort mit angegebener Seehöhe (z.B.Kirchplatz, etc.)

• Bei stark abweichenden Höhen: Berechnung von sk gemäßder nachstehenden Formel

+⋅+⋅=

2

k728

A1)009,0Z642,0(s

Tabelle B.1 aus ÖNORM B 1991-1-3 – Rechenwerte Z

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

Grundlagen

charakt. Wert sk

Formbeiwert

Beispiel

Page 19: FuL Lastannahmen 0811

Schneelasten EN 1991-1-3, B 1991-1-3

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Schneelast – charakteristische Werte sk

Auszug aus Tabelle A.1 ÖNORM B 1991-1-3

2,102/3398Bregenz

15,501780St. Christoph/Arlberg

2,092573Innsbruck

2,673448Klagenfurt

1,762436Salzburg – Zentrum

1,462260Linz

1,632369Graz-Zentrum

1,112*196Eisenstadt

1,462265St. Pölten

sk

in [kN/m²]LastzoneSeehöhe

in [m]Ort

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

Grundlagen

charakt. Wert sk

Formbeiwert

Beispiel

Schneelasten EN 1991-1-3, B 1991-1-3

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Schneelast - Lastwerte

• allgemein:s = µi · Ce · Ct · sk = µi · sk

sk ... charakteristischer Wert der Schneelast auf demBoden in [kN/m²]

µi ... Formbeiwert [-] Ce ... Umgebungskoeffizient, lt. B 1991-1-3: Ce = 1,0 Ct ... Temperaturkoeffizient, lt. B 1991-1-3: Ct = 1,0

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

Grundlagen

charakt. Wert sk

Formbeiwert

Beispiel

Page 20: FuL Lastannahmen 0811

Schneelasten EN 1991-1-3, B 1991-1-3

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Schneelast - Formbeiwerte µi

• Gemäß ÖNORM EN 1991-1-3

• z.B: Satteldach

Lastfall 1 µ1(α) µ1(β)

Lastfall 2 0,5 ·µ1(α) µ1(β)

Lastfall 3 µ1(α) 0,5 ·µ1(β)

α β

Formbeiwert lt. Bild 5.1 ÖNORM EN 1991-1-3

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

Grundlagen

charakt. Wert sk

Formbeiwert

Beispiel

Schneelasten EN 1991-1-3, B 1991-1-3

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Schneelast - Formbeiwerte µi

• weitere Formbeiwerte gemäß Punkt 5.3 (Dächer) und 6.2(Verwehungen) der ÖNORM EN 1991-1-3

z.B.: Pultdächer, Kehldächer, Tonnendächer, Höhensprünge,Verwehungen an Wänden und Aufbauten

Linienlast an der Dachtraufe:se = 0,5 · s in [kN/m]

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

Grundlagen

charakt. Wert sk

Formbeiwert

Beispiel

Page 21: FuL Lastannahmen 0811

Schneelasten EN 1991-1-3, B 1991-1-3

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Schneelast – Beispiel

Satteldach, Innsbruck, Dachneigung α = 42°

charakteristischer Wert der Schneelast sk: sk = 2,09 kN/m²Formbeiwert µ1: µ1 = 0,8 * (60-42)/30 = 0,48

Schneelast s: s = µ1 * sk = 0,48 * 2,09 = 1,00 kN/m²

Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

SchneelastenÖN EN/B 1991-1-3

Grundlagen

charakt. Wert sk

Formbeiwert

Beispiel

Grundlagen der Tragwerksplanung

Windlasten nach ÖNORM EN 1991-1-4 und

ÖNORM B 1991-1-4

– Grundlagen

– Spitzengeschwindigkeitsdruck qk

– aerodynamische Beiwerte

– Beispiel

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Überblick

Grundlagen Tragwerksplanung

NutzlastenÖN EN/B 1991-1-1

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

Page 22: FuL Lastannahmen 0811

Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Windlast – Grundlagen

Winddruck auf eine Außenfläche we:we = cpe · qp(ze)

Winddruck auf eine Oberfläche im Inneren eines Bauwerks wi:wi = cpi · qp(zi)

mitqp(z) ... Spitzengeschwindigkeitsdruck in [kN/m²]ze ... Bezugshöhe für den Außendruck in [m]zi .... Bezugshöhe für den Innendruck in [m]cpe ... aerodynamischer Beiwert für den Außendruckcpi .... aerodynamischer Beiwert für den Innendruck

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Windlast – Spitzengeschwindigkeitsdruck qp

qp(z) = ce(z) · qb

mitqb ... Referenzwert des Geschwindigkeitsdruckes, auch

als Basisgeschwindigkeitsdruck qb,0 bezeichnet.10 Minuten-Mittel des Geschwindigkeitsdrucks,welcher in 10 m Höhe in der Geländekategorie IIstatistisch einmal in 50 Jahren auftritt (jährlicheÜberschreitungswahrscheinlichkeit 2%).

qb = ρ · vb² / 2

ce(z) ... Profil des Spitzengeschwindigkeitsdrucks, auch Geländefaktor (früher: Staudruckprofil);

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

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Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Windlast – Basisgeschwindigkeitsdruck qb

• Der Basisgeschwindigkeitsdruck qb ist aus dem Ortsverzeich-nis in Tabelle A.1 der ÖNORM B 1991-1-4 zu entnehmen.

• Es ist der dem Standort des Bauwerks geographisch nächst-gelegene Ort heranzuziehen.

• Liegt der Standort des Bauwerks mehr als 250 m höher alsder nächstgelegene Ort des Ortsverzeichnisses, ist derSpitzengeschwindigkeitsdruck qp unabhängig von derGeländekategorie aus der Tabelle A.2 der ÖNORM B 1991-1-1 zu entnehmen.

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Auszug aus Tabelle A.1 ÖNORM B 1991-1-4

[kN/m²][km/h][m/s][m]

102

92

98

63

90

99

73

89

77

0,4125,5398Bregenz

0,5028,3273Traun

0,4627,1573Innsbruck

0,1917,6448Klagenfurt

0,3925,1436Salzburg

0,4727,4260Linz

0,2620,4369Graz

0,3824,6196Eisenstadt

0,4225,8265St. Pölten

qb = qb,0vb,0SeehöheOrt

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

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Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Windlast – Geländekategorie GKDie Geländekategorie berücksichtigt die lokale Veränderung der Windgeschwindigkeit in Folge der Geländerauhigkeit (lokale Hindernisse).Geländekategorien 0 (Küstengebiete) und I (ohne Hindernisse) treten in Österreich nicht auf.

50,05Gebiete mit niedriger Vegetation wie Gras und einzelne Hindernisse (Bäume, Gebäude) mit Abständen von min. 20- facher Hindernishöhe

II

zmin

[m]z0

[m]Geländekategorie GK

151,0Gebiete, in denen mindestens 15% der Ober-fläche mit Gebäuden mit einer mittleren Höhe größer als 15 m bebaut sind.

IV

100,3

Gebiete mit gleichmäßiger Vegetation oder Be-bauung oder mit einzelnen Objekten mit Ab-ständen von weniger als der 20-fachen Hinder-nishöhe (z.B. Dörfer, vorstädtische Bebauung, Waldgebiete)

III

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Windlast – Druckprofil ce(z)

15,0

10,0

5,0

zmin [m]

1,20 ·(z/10)0,38IV

1,75 ·(z/10)0,29III

2,10 ·(z/10)0,24II

ce(z)Geländekategorie

GK

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

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Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Windlast – Druckprofil ce(z)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Druckprofil c e (z)

he z

in

[m

]

GK II

GK III

GK IV

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Spitzengeschwindigkeitsdruck q p (z) in [kN/m²]

he z

in

[m

]

GK II

GK III

GK IV

Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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z.B.: Spitzengeschwindigkeitsdruck qp(z)

für Eisenstadt qb,0 = 0,38 kN/m²

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

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Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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aerodynamischer Beiwert cpe für den Außendruck

• gemäß ÖNORM EN 1991-1-4 Pkt. 7.2

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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aerodynamischer Beiwert cpe für den Außendruck

Flächenbereiche Satteldach:

H

F

G

F

IJb

e/10

e/4

Firs

t

Wind

Θ = 0°

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Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

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Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Beispiel Satteldach, Wien:

Geometrie, Spitzengeschwindigkeitsdruck, Innendruckbeiwerte

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WindlastÖN EN 1991-1-4

Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

Windlast EN 1991-1-4, B 1991-1-4

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Beispiel Satteldach, Wien:

Außendruckbeiwerte cpe gem. Tabelle 7.4a EN 1991-1-4

H

F

G

F

IJ b

e/10

e/4

Firs

t

Wind

Θ = 0°

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aerodynamische Beiwerte

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aerodynamische Beiwerte

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Innendruckbeiwerte cpi gem. ÖN B 1991-1-4, Pkt. 4.6.4Bei geschlossenen Wohnräumen darf mit +0,2 und -0,3 gerechnet werden.

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Grundlagen

qk

aerodynamische Beiwerte

Beispiel

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Zusammenfassung

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Die Normen der Reihe ÖNORM EN 1991-1-x und ÖNORM B 1991-1-x bieten die Möglichkeit einer sehr differenzierter Lastaufstellungen.

Es können daher für viele Bauwerksformen mit Hilfe der Normen die Einwirkungen mit einem hohen Schärfegrad modelliert werden.

Durch diese Modellgenauigkeit, ist der Einsatz von Lastaufstellungssoftware für die Wirtschaftlichkeit der Bemessung entscheidend.

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Zusammen-fassung

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Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit

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