Erdstatische Standsicherheit

Allgemeines

Die Standsicherheit des Fundamentfußes wird durch verschiedene Kriterien nach DIN EN 1997 bestimmt. Alle erdstatischen Standsicherheitsnachweise werden pro Lastfallkombination geführt.

Die erdstatischen Nachweise können entweder nach dem genauen oder dem vereinfachten Verfahren durchgeführt werden.

Das genaue Verfahren nach DIN EN 1997-1:2014-03 und DIN 1054:2010-12

Folgende Nachweise werden geführt:
6.5 Nachweise für den Grenzzustand der Tragfähigkeit mit Designwerten
  • 6.5.2. Grundbruchwiderstand GEO-2
  • 6.5.3. Gleitwiderstand GEO-2
  • 6.5.4. Kippnachweis EQU
6.6 Nachweise für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit mit charakteristischen Werten
  • 6.6.5. Begrenzung der klaffenden Fuge SLS

Der Vereinfachte Nachweis in Regelfällen nach DIN 1054:2010-12 A 6.10

Folgende Nachweise werden geführt:
6.10.1 A(1) Überprüfung der Voraussetzungen
  • a) Die Fundamentsohle ist waagerecht
  • b) Baugrund mit ausreichender Festigkeit
  • c) Das Fundament wird nicht dynamisch beansprucht
  • d) Keine stützende Wirkung des Bodens
  • e) Die Neigung der Sohldruckresultierenden ist eingehalten
  • f) Begrenzung einer klaffenden Fuge SLS (6.6.5)
  • g) Der Kippnachweis EQU (6.5.4)
6.10.1 A(2) Gegenüberstellung von Sohldruckbeanspruchung zu den Sohldruckwiderständen

Die Nachweise nach 6.5. werden mit den Designwerten geführt.
Die Nachweise nach 6.6. werden mit den charakteristischen Werten der Beanspruchung geführt.

Definition der Einwirkungen

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie die Einwirkungen definiert werden können.

1. Lastfallweise als charakteristische Werte

In diesem Fall ergeben sich die Designwerte durch Multiplikation mit den Sicherheits- und Kombinationsbeiwerten

2. Als Gesamtbeanspruchung einer (nichtlinearen) Lastfallgruppe

Diese Werte beinhalten die Sicherheits- und Kombinationsbeiwerte, sowie die Anteile aus Th.2. Ordnung. Zur Rückrechnung auf die charakteristischen Werte wird der Rücklastfaktor benutzt.
Dieses Vorgehen liegt nach DIN 1054:2010-12 A 2.4.2.3 auf der sicheren Seite.

Kippen / Lage der Resultierenden

Das Kippen des Fundamentes wird über die Ermittlung der Lage der Resultierenden in der Sohlfuge bzw. über den prozentualen Anteil der klaffenden Fuge an der gesamten Fundamentsohlfläche nachgewiesen. Die Resultierenden in der Sohlfuge Fx, Fz (kN) und ihre Ausmitten ex (m) (bezogen auf den Fundamentmittelpunkt) sowie die gegebenenfalls reduzierten Sohlflächen mit axs werden ermittelt und ausgegeben. Es werden die mittleren Sohlpressungen (kN/m2) auf die gegebenenfalls reduzierten Ersatzsohlflächen ausgegeben.

Richtungen

Gleiten

Die Gleitsicherheit des Fundamentfußes wird durch das Verhältnis der widerstehenden (ohne passiven Erddruck) zu den einwirkenden resultierenden Horizontalkräften beschrieben.

Zum Ansatz des passiven Erddrucks

aus DIN 1054 Betonkalender T. II 4.1.2 Lastannahmen
Der Erdwiderstand darf nur dann als Reaktionskraft waagerechter Kräfte oder eines Drehmoments herangezogen werden, wenn das Fundament ohne Gefahr eine Verschiebung erfahren kann, die hinreicht, den erforderlichen Erdwiderstand wachzurufen. Der für die Mobilisierung des Erdwiderstandes in Anspruch genommene gewachsene Boden muss einen mindestens mittlere Lagerungsdichte oder steife Konsistenz haben. Für geschüttete Böden gelten die Forderungen zu Abschn. 4.2.3 sinngemäß. Der Boden darf weder vorübergehend noch dauernd entfernt werden, solange die ursächlichen Kräfte wirken. Als Ansatz des Erdwiderstandes darf höchstens 0.5 Ep eingesetzt werden. Aus diesen Gründen erfolgt für die Gleitsicherheit keine Berücksichtigung des passiven Erddrucks. Die entsprechend dem Lastfall (nach DIN EN 1997) zulässigen und die vorhandenen Gleitsicherheiten werden gegenübergestellt.

Grundbruch

Die Grundbruchberechnungen erfolgen nach DIN EN 1997. Die entsprechend dem Lastfall zulässigen und die vorhandenen Grundbruchsicherheiten werden gegenübergestellt. Zur Berechnung der Grundbruchsicherheit muss die Grundbruchlast ermittelt und durch die vorhandene Einwirkung dividiert werden. Der vorhandene Sicherheitsbeiwert wird mit dem, einem Lastfall nach DIN EN 1997 zugeordnetem, zulässigen Sicherheitsbeiwert verglichen. Die zulässige Grundbruchlast setzt sich aus den Einflüssen der Kohäsion, der Gründungstiefe und der Gründungsbreite zusammen. Diese Einflüsse werden durch die Beiwerte der Tragfähigkeit, der Sohlflächenform, der Lastneigung, der Sohlneigung und der Geländeneigung bestimmt.

Bodenpressung

Hier werden Lage, Länge und die Kantenpressungen (kN/m2) der Pressungsfläche zu jedem berechneten Lastfall ermittelt.

Richtungen