4.19 Stabbettungen

Während Knotenlager eine Lagerung an den beiden Stabenden leisten, ermöglichen Stabbettungen eine elastische Lagerung des Stabes in seiner gesamten Länge. Damit lassen sich z. B. Fundamentbalken unter Erfassung der Baugrundeigenschaften modellieren. Falls die Bettung bei Zug- oder Druckspannungen nicht wirksam ist, können die nichtlinearen Effekte in der Berechnung berücksichtigt werden.

Bettungen können nur für den Stabtyp Balkenstab definiert werden. Die Nummer des Stabes ist in der Spalte bzw. im Eingabefeld einzutragen oder grafisch festzulegen.

Die Kennwerte der Wegfedern sind jeweils für die Bettungen in Richtung der lokalen Stabachsen x, y und z anzugeben. Die Federsteifigkeiten sind als Design-Werte zu verstehen.

Als Anhaltswerte dienen die Steifemoduln E_S der Tabelle 4.8. Bitte beachten Sie, dass sich die Eingabe in RFEM auf den Bettungsmodul bezieht!

Tabelle 4.8 Steifemoduln ausgewählter Bodenarten in [N/mm²]

Bodenart	ES statische Belastung	ES dynamische Belastung
Sand, dicht	40 - 100	200 - 500
Kiessand, dicht	80 - 150	300 - 800
Ton/Lehm, halbfest bis fest	8 - 30	120 - 250
Ton/Lehm, steifplastisch	5 - 20	70 - 150
Mischböden, halbfest bis fest	20 - 100	200 - 600

Die Tabelle 4.8 zeigt den Steifemodul E_S von Böden. Bei Flächenbettungen ist für die Federkennwerte der Bettungsmodul k_s zu verwenden. In erster Näherung kann der Bettungsmodul aus dem Steifemodul unter Berücksichtigung des Formfaktors f und der Fundamentbreite b nach folgender Gleichung berechnet werden :

$k_s\approx \frac{E_S}{f·b}$

Bei Bettungsbalken, die z. B. zur Modellierung von Streifenfundamenten benutzt werden, ist der Federkoeffizient unter Berücksichtigung der Querschnittsbreite zu ermitteln. Damit erhält man eine auf den Stab bezogene Wegfeder in [N/mm²]. Diese gibt an, welche Stabkraft in [N/mm] benötigt wird, um den Boden um 1 mm zusammenzudrücken – daher die Einheit [N/mm²] für die Eingabe. Das Ergebnis ist als Wegfeder C_1,z einzutragen: Bei Streifenfundamenten (Stäbe in horizontaler Lage) zeigt die lokale z-Achse in der Regel nach unten.

Die lokalen Stabachsen lassen sich über den Zeigen-Navigator oder das Stab-Kontextmenü einblenden (siehe Bild 4.169).

Über Schubfedern kann die Schubtragfähigkeit des Baugrundes erfasst werden. Die Federkonstanten C₂ ermitteln sich aus dem Produkt ν⋅C_1,z, wobei die Querdehnzahl ν für Sand- und Kiesböden zwischen 0.125 und 0.5 und für Tonböden zwischen 0.2 und 0.4 liegt.

In dieses Eingabefeld bzw. diese Spalte kann die Konstante einer Drehfeder eingetragen werden, die die Rotation des Stabes um seine Längsachse behindert.

Sollte die Bettung bei Zug- oder Druckspannungen nicht wirksam sein, ist dem Bettungstyp die nichtlineare Eigenschaft Ausfall zuzuweisen.

Der Ausfall bei negativer Kontaktspannung bedeutet: Die Bettung ist ohne Wirkung, falls sich ein Stabelement entgegen der lokalen z-Achse bewegt.

Werden Ausfallkriterien angesetzt, sollten Lage und Ausrichtung der lokalen z-Achsen kontrolliert werden (siehe Bild 4.169). Es kann erforderlich sein, Stäbe zu drehen.

Die Stabteilung elastisch gebetteter Stäbe kann im Register Globale Berechnungsparameter des Dialogs Berechnungsparameter angepasst werden (siehe Kapitel 7.3).