Module Grundbau

Das Programmpaket Fundamente dient zur Berechnung oder zum Nachweis folgender Fundamenttypen:

Fundament mit Polygongrundriss
Blockfundament
Köcherfundament
Plattenfundament
Sockelfundament
Kreisfundament
eingespanntes Blockfundament
Streifenfundament
Stiefelfundament
Sohlfundament
Fundament Setzung

Einzelfundament als Block-, Köcher-, Platten- und Sockelfundament

Bemessung oder Nachweis von Stahlbeton-Fundamenten mit runden oder rechteckigen Stützen nach DIN 1045-1/DIN 1054, SIA 262/SIA267, bzw. DIN EN 1992 / DIN EN 1997.
Ermittlung der Fundamentabmessungen aufgrund der bodenmechanischen Nachweise. Hierbei kann ein festes Seitenverhältnis vorgegeben, bzw. können Maximallängen definiert werden.
Für vorgegebene Fundamentabmessungen können wahlweise die erforderlichen statischen Nachweise geführt werden.
Die Stützenstellung ist in beiden Richtungen exzentrisch möglich und auf den Plattenschwerpunkt oder auf die Plattenränder zu beziehen. Der Stützenquerschnitt ist rechteckig oder rund.
Vertikal- und Horizontallasten, Momente nach Theorie I. und II. Ordnung, Flächenlasten sowie automatisch ermittelte Erdauflasten
Auftrieb und abhebende Lasten werden berücksichtigt. Fundamenteigen- und Erdgewicht werden getrennt ermittelt und der Belastung zugeschlagen, wobei Grundwasser, wenn vorhanden, automatisch entlastend angesetzt wird.
Die Bodenmechanik berücksichtigt unterschiedliche Bodenarten, beliebige Erdhöhen bzw. Erdeinbindetiefen sowie die Tiefe des Grundwasserspiegels. Nach der Berechnung der bodenmechanischen Nachweise gemäß DIN, EC oder SIA (Bodenpressungen, Gleitsicherheit, Kippsicherheit, Sicherheit gegen Abheben) erfolgt die Ermittlung der Schnittgrößen sowie eine normgerechte Bemessung mit festen oder wählbaren Bemessungsschnittlinien.
Die Bewehrung setzt sich zusammen aus Plattenhauptbewehrung, Stanzbewehrung mit geraden oder aufgebogenen Zulagen sowie Anschlussbewehrung. Die Bewehrungsverteilung wird vorgeschlagen.

Kreisfundament

Bei der Bemessung, bzw. dem Nachweis von Kreisfundamenten werden die erforderlichen bodenmechanischen Nachweise geführt (Gleitsicherheit, Kippsicherheit und wahlweise einen Grundbruchnachweis oder einen Nachweis des aufnehmbaren Sohldrucks). Die Bewehrung von Kreisfundamenten erfolgt nur mit Ringen. Die Verlegung ist einfach, und die ringförmige Bewehrung passt sich der räumlichen Beanspruchung an. Zur Aufnahme der Beanspruchung aus Tangential- und Radialmomenten und der hieraus resultierenden horizontalen Kräfte sind Ringe nicht nur am besten geeignet, sondern sie sind auch alleine hinreichend. Wenn die Gesamtbewehrung nur in Form von Ringen verlegt wird, wird die Tragfähigkeit sogar gesteigert.

Eingespanntes Blockfundament

Eingespannte Betonfundamente werden als im Erdreich eingebettete, prismatische Einzelfundamente gerechnet. Diese Fundamentform wird für Masten aller Art, Stützen von Lärmschutzwänden, Signaltafeln etc. verwendet. Die Beanspruchung erfolgt hauptsächlich durch angreifende Windkräfte in Form eines Momentes. Um deutlich wirtschaftlichere Ergebnisse als bei herkömmlicher Berechnung zu erzielen, wird hier die Standfestigkeit primär durch den Erdwiderstand an den vertikalen Stirnflächen erreicht. Das Programm bietet folgende Möglichkeiten:

Definition der Verhältnisse im Übergangsbereich bei Überwindung der Sohlreibung
Herstellung einer Beziehung zwischen Bettungsziffer und Erdreibungswinkel
Formulierung der Standfestigkeit aufgrund der Erdwiderstände
Belastung durch Momente, Vertikal- und Horizontalkräfte
Bettungszifferverfahren incl. Ergänzung für geneigte Geländeoberflächen
Standsicherheits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweis
Stützenquerschnitt rechteckig, quadratisch oder kreisförmig

Streifenfundament

Zentrisch belastete Streifenfundamente
Streifenfundamente zentriert durch die aufgehende Wand
Streifenfundamente zentriert durch die angeschlossene Sohlplatte
Dimensionierung und Nachrechnung von Streifenfundamenten
Nachweis der zulässigen Bodenpressung, Gleit- und Kippnachweis
Bemessung bezüglich Biegung und Schub

Polygonal begrenztes Einzelfundament

Berechnung von Fläche, Schwerpunkt, Trägheitsmomente, Hauptträgheitsmomente, Achsenabschnitte und Verdrehung der Hauptachsen
Berechnung der Spannungen für vorgegebene Lastkombinationen in den Querschnittseckpunkten im Zustand 1
Iterativer Ausschluss von Zugspannungen, Ermittlung der Eckpressungen in den überdrückten Grundrisseckpunkten so wie die Koordinaten der Nullstellen
Bestimmung des zulässigen Sohldrucks nach DIN 1054 anhand eines flächengleichen Ersatzrechtecks

Setzung unter Einzelfundament

Das Programmmodul CS-SETZ/G1 ermittelt die Setzungen für den kennzeichnenden Punkt und die Verkantungen um die beiden Koordinatenachsen unter einem starren Rechteck- oder Kreisfundament in Abhängigkeit einer vorgegebenen Lastkombination. Seitliche Auflast auf dem Gelände so wie die Entlastung durch den Baugrubenaushub können berücksichtigt werden. Der Boden unter dem Fundament kann geschichtet sein. Grundwasser kann berücksichtigt werden.

Es besteht die Möglichkeit zur Übernahme der Geometrie- und Belastungsdaten aus vorher mit CS-FUND gerechneten Einzelfundamenten

In allen CS-STATIK Programmen ist der leistungsfähige Vortexteditor CS-iDOC integriert. Mit Hilfe dieses MS-WORD kompatiblen Tools können Sie innerhalb der Programmoberfläche freie Texte und Graphiken eingeben. Über frei definierbare Variablen und Formeln werden eigene Handrechnungen durchgeführt. Die so berechneten Werte können bei der Geometrie- und Lasteingabe direkt als Variable übernommen werden. Die Vortexte werden automatisch im Ergebnisdokument eingefügt und ermöglichen eine sehr flexible und individuelle Gestaltung der statischen Berechnung.

Durch den Einsatz unter Microsoft Word stehen zusätzlich alle Funktionen der Textverarbeitung zur Verfügung. Zur Erstellung einer prüffähigen Statik wird über das Projektcenter aus beliebig vielen Einzelpositionen auf Mausklick ein Gesamtdokument mit Titelblatt, Positionsübersicht, Zeichnungsergänzungen, Positionstexten, Schlussblatt etc. erstellt. Das Layout der Ergebnisdokumente basiert auf individuell gestaltbaren Anwender-Vorlagen. Der Umfang der Druckausgabe ist vom Anwender steuerbar.

Das Programmpaket dient zur Berechnung von:

Winkelstützwänden
Schwergewichtsmauern
Gabionen

Das Modul CS-WIWA/G1 führt für das Gesamtbauwerk Winkelstützwand die erforderlichen bodenmechanischen Nachweise und die Stahlbetonbemessung in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit. Die Stützwand kann dabei mit vorderem und/oder hinterem Sporn ausgebildet werden. Die Sporne können, wenn vorhanden, in ihrer Länge vom Programm ermittelt oder fest vorgegeben werden und sich zum jeweiligen Spornende hin verjüngen. Die Sohlebene kann geneigt sein.

Das Programmmodul CS-WIWA/G2 dient zum Nachweis von Schwergewichtsmauern. Dabei liegen die geometrischen Abmessungen fest. Es führt die bodenmechanischen Nachweise und bemisst, wenn eingegeben, die Fundamentsporne.

Optional kann das Programm zum Nachweis von Gabionenwänden nach dem Merkblatt über Stützkonstruktionen aus Betonelementen, Blockschichtungen und Gabionen genutzt werden. Zur Berechnung der bodenmechanischen Nachweise dient die DIN 1054-100. Die Lastannahmen erfolgen nach der neuen DIN 1055.

Geometrische Gegebenheiten wie geneigtes Gelände und/oder ein Geländesprung hinter der Wand sowie Grundwasser können mit ihren belastenden Auswirkungen berücksichtigt werden. Weitere mögliche Belastungsarten sind konstante Flächenlasten, Teilflächenlasten und Linienlasten.

Im Modus Dimensionierung werden die Längen der Stützwandsporne auf Grundlage der bodenmechanischen Nachweise ermittelt. In der Regel wird einer der beiden Sporne in seinen Abmessungen festgelegt (Eingabe eines Festwertes) und die erforderliche Länge des verbleibenden Sporns berechnet (Eingabe eines maximalen Grenzwertes). Es besteht aber auch die Möglichkeit, beide Sporne vom Programm dimensionieren zu lassen, wobei die vorhandene Lastexzentrizität eine entscheidende Rolle spielt.

Im Modus Nachrechnen werden die erforderlichen Berechnungen (bodenmechanische Nachweise und im Weiteren die Stahlbetonbemessung) für festgelegte Spornlängen durchgeführt. Anhand der Ergebnisse wird beurteilt, ob die vom Anwender vorgegebenen Abmessungen für die Ausführung der Winkelstützwand ausreichend sind.

Bei eingeschränkter Bewegungsmöglichkeit der Stützwand oder bei setzungsempfindlichen Bauwerken hinter der Wand können sowohl das Gesamtbauwerk als auch die aufgehende Wand mit erhöhtem Erddruck oder Erdruhedruck bemessen werden. Wird die aufgehende Wand mit normalem oder erhöhtem aktiven Erddruck bemessen, erfolgt auf Wunsch zusätzlich eine Erddruckumlagerung nach DIN 4085, Februar 1987. Dabei wird nur der Erddruck aus Bodeneigengewicht, nicht der aus Geländeauflasten, umgelagert. Diese Umlagerung kann auf Wunsch ausgeschlossen werden.

Bemessung und Nachweis von Spundwänden.

Das Programm dient zur Dimensionierung oder zum Nachweis von Spundwänden nach dem Teilsicherheitskonzept gemäß DIN 1054 und DIN 18800 bzw. DIN EN 1997 und DIN EN 1993.

Das Modul CS-SPUN/G1 berechnet unverankerte Spundwände, das Modul CS-SPUN/G2 einfach verankerte, am Fuß gelenkig gelagerte, teilweise oder voll eingespannte Spundwände, und das Modul CS-SPUN/G3 führt für verankerte Spundwände die Nachweise der tiefen Gleitfuge. Bei der tiefen Gleitfuge wird der Nachweis der möglichen Ankerkraft nach Kranz geführt, außerdem kann die innere Tragsicherheit des Ankers und der Herausziehwiderstand nachgewiesen werden.

Für die Berechnung können unterschiedliche Sicherheitsniveaus (nach DIN 1054 Lastfall 1, 2, 3 bzw. nach DIN EN 1997 Bemessungssituationen BS-P, BS-T, BS-A) festgelegt werden.

Bei der Dimensionierung ermittelt das Programm die erforderliche Einbindetiefe, beim Nachweis wird die Einbindetiefe vorgegeben.

Mit der ermittelten oder gewählten Einbinde-tiefe führt das Programm die bodenmechanischen Nachweise nach DIN 1054 bzw. DIN EN 1997 und die Stahlbemessung nach dem Verfahren elastisch-elastisch nach DIN 18800 bzw. DIN EN 1993 in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit.

Die Querschnittsdatenbank enthält bereits gängige Profile von Hoesch, Larssen und Union.

Die Spundwand kann senkrecht oder geneigt sein. Auf dem bergseitigen Gelände kann eine Berme angeordnet werden. Die Berücksichtigung eines Verdichtungserddrucks ist möglich, der durch Vibrationsgeräte oder durch statische Walzen aufgebracht werden kann.

Als Belastung kommen unbegrenzte und begrenzte Flächenlasten, Linienlasten und Kronenlasten in Frage. Begrenzte Flächen-lasten und Linienlasten können auch hori-zontale Lastanteile haben. Eine Berme so wie Flächen- und Linienlasten erzeugen Erddruck.

Kronenlasten wirken auf den Spundwandkopf und bestehen aus vertikalen und horizontalen Anteilen sowie aus Momentenanteilen.

Vor und hinter der Wand können unterschiedliche Grundwasserstände berücksichtigt werden.

Durch den Einsatz unter Microsoft Word stehen zusätzlich alle Funktionen der Text-verarbeitung zur Verfügung. Zur Erstellung einer prüffähigen Statik wird über das Projektcenter aus beliebig vielen Einzel-positionen auf Mausklick ein Gesamtdokument mit Titelblatt, Positionsübersicht, Zeichnungs-ergänzungen, Positionstexten, Schlussblatt etc. erstellt. Das Layout der Ergebnisdokumente basiert auf individuell gestaltbaren Anwender-Vorlagen. Der Umfang der Druckausgabe ist vom Anwender steuerbar.

Nachweis von Einzelpfählen

Das Modul CS-BOPF/G1 dient zum Nachweis des äußeren Tragverhaltens in axialer Richtung von runden, rechteckigen und über Umfang und Fläche definierten freien Bohrpfählen. Die Eingabe von Pfahlfußverbreiterung ist möglich. Alle relevanten Nachweise werden nach DIN 1045-1/DIN 1054, DIN EN 1992/DIN EN 1997, bzw. SIA 262/SIA 267 geführt.

Zulässige Bodenarten:

Auffüllungen (ohne Beitrag zur Tragfähigkeit)
Bindiger Boden
Nicht bindiger Boden
Fels

Bohrpfähle sind Ortbetonpfähle, die in einem in den Baugrund gebohrten Hohlraum durch Einbringen von Beton, gegebenenfalls mit Bewehrung, hergestellt werden.

Für die Widerstandsetzungslinie können die in der DIN 1054, DIN EN 1997 bzw. SIA 267 festgelegten Grenzwerte eingehalten oder bewusst außer Kraft gesetzt werden.

Die Software ermittelt die charakteristische Widerstands-Setzungs-(Hebungs)-Linie eines Bohrpfahls aufgrund seiner Geometrie und aufgrund der vorliegenden Bodenverhältnisse und stellt diese auf Wunsch grafisch dar. Außerdem berechnet es zur voreingestellten Sicherheit die Tragfähigkeit und ermittelt die erforderliche Bewehrung für Zug- und Druckbeanspruchung. Bei horizontal belasteten Pfählen wird eine Biege- und Schubbemessung durchgeführt.

Das Programmmodul CS-BOPF/G2 berechnet Bohrpfähle mit relevanter Querbelastung, die ganz oder teilweise im Boden gebettet sind. Über der Geländeoberfläche können eine Wasserschicht und darüber eine Luftschicht angeordnet sein. Der Boden unter Geländeoberfläche kann geschichtet sein. Kohäsion kann berücksichtigt werden. Negative Mantelreibung kann berücksichtigt werden. Auf Wunsch erfolgt eine Stahlbetonbemessung im Bezug auf Biegung und Schub.