Kritischer Rundschnitt
Im kritischen Rundschnitt wird der Durchstanznachweis geführt, in dem überprüft wird, ob die einwirkende Querkraft vEd die Beanspruchbarkeit vRd übersteigt. Gemäß Kapitel 6.4.2 des EC 2 [1] befindet sich der kritische Rundschnitt für Platten im Abstand von 2 d (d = effektive Nutzhöhe der Platte) vom Punkt der Lasteinleitung zu bestimmen.
Die Stützenabmessungen sowie die Plattenöffnungen beeinflussen die Rundschnittgeometrie und sollten bis zu einem Abstand von 6 d von der Lasteinleitungsfläche berücksichtigt werden. Wichtig ist, dass Sie alle Öffnungen im Vorfeld (also während der FEM-Analyse) festlegen, damit das Programm diese automatisch erkennt und bei der Durchstanzbemessung wie in Bild 1 gezeigt berücksichtigen kann.
Bemessungsparameter für Durchstanzen in RFEM 6
Assuming that the Concrete Design add-on has already been activated, the punching shear design in RFEM 6 can be initialized by checking the Punching Design box in the design properties of the punching node (Image 2). Es ist möglich, alle Knoten, bei denen ein Durchstanzproblem aufgetreten ist, zu selektieren und für alle gleichzeitig den Durchstanznachweis zu aktivieren. Alternatively, the nodes with punching can be selected for design in the Input Data of the Concrete Design table <nobr>(Image 3)</nobr>.
The punching design parameters for the selected nodes can be defined in the Ultimate Configuration for concrete design (Image 4). Thus, the punching load, the load increment factor β for considering the asymmetrical distribution of shear force in the control perimeter, and the minimum spacing of reinforcement can be set in the Punching tab of the ultimate configuration (Image 5).
Während die Durchstanzlast bei Wänden die Querkraft (geglättet oder ungeglättet) entlang des kritischen Rundschnitts ist, kann bei Stützen die Durchstanzlast entweder die Querkraft (geglättet oder ungeglättet) über dem kritischen Parameter oder eine Einzelkraft aus Stütze, Last, oder Knotenlager sein.
The load increment factor according to EN 1992-1-1 [1] can be estimated by considering full-plastic shear distribution as shown in Image 6, or by means of constant factors. Sie kann auch durch ein Sektorenmodell ermittelt oder benutzerdefiniert festgelegt werden.
Durchstanznachweis in RFEM 6
Unter der Voraussetzung, dass die Bemessungsparameter für Durchstanzen definiert wurden, kann der Betonnachweis (inklusive Durchstanzen) geführt werden. Zunächst kann der Nachweis nur unter Berücksichtigung der an der Fläche vorhandenen Längsbewehrung geführt werden (Bild 7). Sobald die Betonbemessung nur unter Berücksichtigung dieser Bewehrung durchgeführt wird, sind die Ausnutzungen der Durchstanztragfähigkeit für alle relevanten Knoten sowohl grafisch als auch tabellarisch verfügbar (Bild 8).
The design ratios on the punching nodes are, in fact, a comparison between the punching shear resistance without shear reinforcement vRd,c determined according to 6.4.4 (1) [1], and the applied maximum shear stress vEd calculated in line with Chapter 6.4.3 (3), Eq. (38). These equations, as well as the whole calculation procedure, can be found in the Design Check Details shown in Image 9.
Der Durchstanznachweis ohne zusätzliche Durchstanzbewehrung ist erfüllt, wenn vEd ≤ vRd,c; andernfalls ist eine Zusatzbewehrung zu definieren. Bei Letzterem kann eine zusätzliche Längsbewehrung auf der Zugseite der Platte definiert werden.
Für die Platte in diesem Beispiel wird dies, wie in Bild 10 dargestellt, durch die Definition einer zusätzlichen Längsbewehrung an der Oberseite realisiert. Die definierte Bewehrung kann einem Knoten zugewiesen werden und kann dann über die gemeinsame Funktion "Kopieren" komfortabel auf alle Durchstanzknoten kopiert werden (Bild 11). Die so zugewiesene Bewehrung wird dann automatisch bei der Ermittlung der Schubtragfähigkeit berücksichtigt.
Once again, the results are available both graphically and in the Concrete Design table. Sollte der Durchstanznachweis ohne zusätzliche Durchstanzbewehrung dennoch nicht erfüllt sein, kann der Anwender die Längsbewehrung unter Ansatz des maximal zulässigen Längsbewehrungsgrades ρ erhöhen. Sollte der Nachweis ohne Durchstanzbewehrung (vRd,c ≤ vEd) dennoch nicht möglich sein, so wird die maximale Durchstanztragfähigkeit vRd,max berechnet und der Nachweis automatisch geführt.
The amount of required reinforcement in terms of punching can be displayed via the Results tab of the navigator <nobr>(Image 12)</nobr>. If the user is also interested in the punching load used for the calculation, it can be displayed via the Results tab of the navigator as shown in Image 13.
Schlussbemerkungen
Punching shear design in RFEM 6 is included in the Concrete Design add-on and it can be initialized by checking the Punching Design box in the Edit Window of the punching nodes. Mit der Aktivierung der Bemessungseigenschaften können die Bemessungsparameter des Durchstanzens wie Durchstanzlast, Lasterhöhungsfaktor β und Mindestbewehrungsabstand in der Tragfähigkeitskonfiguration für die Betonbemessung festgelegt werden.
Die Betonbemessung kann auf Grundlage der für die anderen Nachweisarten vorgesehenen Längsbewehrung geführt werden. If the punching shear design without additional punching reinforcement is not fulfilled (vRd,c≤ vEd), additional longitudinal reinforcement can be assigned on the tension side of the slab. In this way, the maximum punching shear resistance vRd,max is calculated and the design check is performed automatically.