Structural Engineering Tools

Gebrauchstauglichkeit einer Stahlbetonstütze nach SIA 262

Weist eine rechteckige oder runde Stahlbetonstütze unter Druck und Biegung im Gebrauchszustand nach SIA 262:2025 nach: Betonspannung und Kriechen, langfristige Umlagerung der Last auf die Stäbe durch Kriechen und Schwinden, axiale Verkürzung sowie Begrenzung der Rissbildung, wo das Moment den Querschnitt öffnet. Jeder Schritt zeigt seine Formel und die Ziffer der Norm, aus der er stammt.

Basic SIA 262:2025

Im Basic-Abonnement enthalten

Dieses Modul ist ab dem Basic-Abonnement enthalten, mit seinem Berechnungsbericht.

Über diesen Nachweis

Ziffern, Berechnungsbeispiel und Fragen

Weist eine rechteckige oder runde Stahlbetonstütze unter Druck und Biegung im Gebrauchszustand nach SIA 262:2025 nach: Betonspannung und Kriechen, langfristige Umlagerung der Last auf die Stäbe durch Kriechen und Schwinden, axiale Verkürzung sowie Begrenzung der Rissbildung, wo das Moment den Querschnitt öffnet. Jeder Schritt zeigt seine Formel und die Ziffer der Norm, aus der er stammt.

Was nachgewiesen wird

  • Querschnitt und Baustoffe: Ac, As, ρ, die ideelle Fläche Ai = Ac + (αe − 1) · As und fcm = fck + 8, Ziffer 3.1.2.2.3, Gleichung (6).
  • Lastfälle: quasi-ständige, häufige und seltene Werte von N und M aus den ständigen und veränderlichen Anteilen.
  • Zustand des Querschnitts: die grösste Spannung im seltenen Lastfall, ungerissen, σc,max = N/Ai ± M/Wi, mit fct,eff = kt · fctm, Ziffer 4.4.1.3, Gleichungen (99) und (100).
  • Betondruck, Nachweis 1: σc,qp ≤ 0.6 · fcm (3.1.2.6.3), der Gültigkeitsbereich des Kriechmodells.
  • Umlagerung der Dauerlast auf die Stäbe: die Änderung der Betonspannung durch Kriechen und Schwinden, Δσc = −(σc0 · φ − εcs · Ecm) · αe · ρn / (1 + αe · ρn · (1 + χ · φ)), mit dem altersangepassten Elastizitätsmodul Ec,adj = Ecm/(1 + χ · φ); dann σc,∞, σs,∞ und der vom Beton getragene Anteil von Nqp, bei Belastungsbeginn und langfristig.
  • Stäbe bleiben elastisch, Nachweis 2 (optional): σs,∞,max ≤ fyk, der am stärksten gedrückte Stab einschliesslich des Biegeanteils unter Mqp. Dies ist ein Plausibilitätskriterium des Moduls, keine Ziffer der Norm.
  • Axiale Verkürzung: ε0 = Nqp/(Ecm · Ai) und ε∞ = σs,∞/Es, dann Δl0 und Δl∞ über die Höhe l.
  • Begrenzung der Rissbildung nach Tabelle 17, mit wnom = 0.5 mm (erhöht) oder 0.2 mm (hoch), nur wo das Moment den Querschnitt öffnet.

Was Sie eingeben und was Sie erhalten

Sie geben die Form (Rechteck oder Kreis), h in der Momentenebene und b, die optionale Höhe l, die Stäbe entlang jeder Seite, Ø, c und Øw sowie die Baustoffe ein. Für Kriechen und Schwinden: RH, die Zementklasse, t0, t und ts oder Ihre eigenen Werte φ und εcs. Sie geben NG, NQ, MG und MQ als charakteristische Werte ein, Druck positiv, mit ψ1 und ψ2. Dann die Anforderungen an die Rissbildung und den Alterungsbeiwert χ, berechnet als √t0/(1 + √t0) oder eingegeben.

Sie erhalten φ und εcs, die Spannungen bei Belastungsbeginn und langfristig, die Verkürzungen und jeden Nachweis mit seiner Ausnutzung. Mit dem Basic-Abonnement lässt sich die Berechnung als A4-Berechnungsbericht drucken.

Annahmen und Grenzen

  • Das Moment wird im nachgewiesenen Querschnitt eingegeben, mit den Exzentrizitäten und Auswirkungen zweiter Ordnung aus Ihrer eigenen Berechnung unter Gebrauchslasten.
  • φ folgt EN 1992-1-1 Anhang B und εcs EN 1992-1-1 §3.1.4. Die Kriechzahl gilt für Druckspannungen bis 0.45 · fck bei Belastungsbeginn.
  • Bleibt der Querschnitt in jedem Lastfall gedrückt, ist keine Rissbewehrung erforderlich (4.4.2.3.5), und die Nachweise nach Tabelle 17 entfallen.
  • Sobald die Stäbe fliessen, übernimmt der Beton das gesamte weitere Kriechen.
  • Für die Expositionsklassen XD, XF und XS kann ein Grenzwert von k1 · fck im seltenen Lastfall nach EN 1992-1-1 §7.2(2) hinzugefügt werden. Die SIA 262 kennt keinen solchen Grenzwert.

Berechnungsbeispiel

Eine Stütze 400 × 400 mm von 3.2 m Höhe mit 8Ø20, fck = 30 N/mm², NG = 1600 kN, NQ = 600 kN, MG = 20 kNm und MQ = 15 kNm, bei 50 % relativer Luftfeuchtigkeit. Die folgenden Resultate sind jene des Moduls für sein Berechnungsbeispiel, berechnet beim Erstellen dieser Seite.

Eingaben
EingabeWertRef.
Form der StützeRechteck
Höhe in der Momentenebene h400 mm
Breite b400 mm
Höhe der Stütze (optional) l3.2 m
Stäbe entlang jeder Seite der Breite b (Ecken eingeschlossen) nb3
Stäbe entlang jeder Seitenfläche (Ecken eingeschlossen) nh3
Stabdurchmesser Ø20 mm
Betonüberdeckung der Bügel c30 mm
Bügeldurchmesser Øw8 mm
Charakteristischer Wert der Zylinderdruckfestigkeit fck30 N/mm²§ 3.1.2.2.2
Mittelwert der Betonzugfestigkeit fctm2.9 N/mm²§ 3.1.2.2.4
Elastizitätsmodul Ecm32000 N/mm²§ 3.1.2.3.3
Charakteristische Fliessgrenze fyk500 N/mm²
Elastizitätsmodul Es205000 N/mm²
Widerstandsbeiwert für Bewehrungs- und Spannstahl γs1.15§ 2.4.2.6
Kriechzahl φBerechnet (EN 1992-1-1 Anhang B)§ 3.1.2.6
Relative Luftfeuchtigkeit der Umgebung RH50 %
ZementklasseN — normal erhärtend
Betonalter bei Belastungsbeginn t028 days
Betrachtetes Alter (Nutzungsdauer) t50 years
Schwinddehnung εcsBerechnet (EN 1992-1-1 §3.1.4)§ 3.1.2.7
Alter am Ende der Nachbehandlung ts7 days
Druckkraft, ständiger Anteil NG1600 kN
Druckkraft, veränderlicher Anteil NQ600 kN
Biegemoment, ständiger Anteil MG20 kNm
Biegemoment, veränderlicher Anteil MQ15 kNm
Beiwert für häufige Werte ψ10.5
Beiwert für quasi-ständige Werte ψ20.3
AnforderungsniveauNormal§ 4.4.2.2.3
Zugfestigkeit für den ersten RissMittelwert der Betonzugfestigkeit (4.4.1.3)§ 4.4.1.3
Beanspruchung durch Chloride, Frost oder Meerwasser?Nein — X0 oder XCEN 1992-1-1 §7.2(2)
Alterungsbeiwert χBerechnet, χ = √t₀/(1 + √t₀)
Nachweisen, dass die Stäbe langfristig elastisch bleiben?Ja
Berechnung: Querschnitt
SchrittWertRef.
Bruttoquerschnittsfläche des Betonsb·hAc = 160’000 mm²
Stäbe8Ø20As = 2’513 mm²
BewehrungsgehaltAs/Acρ = 1.57 %
Betonfläche abzüglich der StäbeAc − AsAc,n = 157’487 mm²
Abstand der Stabachse vom Randc + Øw + Ø/2a = 48 mm
Berechnung: Werkstoffe
SchrittWertRef.
Mittelwert der Zylinderdruckfestigkeitfck + 8fcm = 38.0 N/mm²§ 3.1.2.2.3 (6)
Bemessungswert der Fliessgrenze der Stäbefyk/γsfyd = 434.8 N/mm²§ 2.4.2.5 (4)
Verhältnis der ElastizitätsmoduliEs/Ecmαe = 6.41
Ideelle QuerschnittsflächeAc + (αe − 1)·AsAi = 173’587 mm²
Berechnung: Kriechen
SchrittWertRef.
Wirksame Bauteildicke2·Ac/u, u = 1’600 mm (Umfang)h0 = 200 mmEN 1992-1-1 Anhang B (B.6)
Feuchtebeiwert[1 + (1 − RH/100)/(0.1·∛h0)·α1]·α2φRH = 1.778EN 1992-1-1 Anhang B (B.3)
Festigkeitsbeiwert16.8/√fcmβ(fcm) = 2.725EN 1992-1-1 Anhang B (B.4)
Betonalter bei Belastungsbeginn, an den Zement angepasstt0·(9/(2 + t0^1.2) + 1)^α ≥ 0.5, α = 0t0,adj = 28.0 daysEN 1992-1-1 Anhang B (B.9)
Altersbeiwert1/(0.1 + t0^0.2)β(t0) = 0.488EN 1992-1-1 Anhang B (B.5)
Grundzahl des KriechensφRH·β(fcm)·β(t0)φ0 = 2.366EN 1992-1-1 Anhang B (B.2)
Beiwert für Feuchte und Bauteildicke1.5·[1 + (0.012·RH)^18]·h0 + 250·α3 ≤ 1500·α3βH = 540 daysEN 1992-1-1 Anhang B (B.8)
Zeitliche Entwicklung[(t − t0)/(βH + t − t0)]^0.3, t = 18’250 Tageβc(t, t0) = 0.991EN 1992-1-1 Anhang B (B.7)
Kriechzahlφ0·βc(t, t0)gültig für Druckspannungen bis 0.45·fck bei Belastungsbeginnφ(t, t0) = 2.35EN 1992-1-1 Anhang B (B.1)
Berechnung: Schwinden
SchrittWertRef.
Feuchtebeiwert1.55·[1 − (RH/100)³]βRH = 1.356EN 1992-1-1 Anhang B (B.12)
Grundwert des Trocknungsschwindens0.85·[(220 + 110·αds1)·exp(−αds2·fcm/10)]·10⁻⁶·βRHεcd,0 = 0.482 ‰EN 1992-1-1 Anhang B (B.11)
Beiwert für die wirksame Bauteildickeaus h0, linear zwischen den Werten von Tabelle 3.3kh = 0.850EN 1992-1-1 §3.1.4(6)
Zeitlicher Verlauf der Austrocknung(t − ts)/[(t − ts) + 0.04·√h0³]βds(t, ts) = 0.994EN 1992-1-1 §3.1.4 (3.10)
Trocknungsschwindenβds·kh·εcd,0εcd = 0.407 ‰EN 1992-1-1 §3.1.4 (3.9)
Autogenes Schwinden, Endwert2.5·(fck − 10)·10⁻⁶εca,∞ = 0.050 ‰EN 1992-1-1 §3.1.4 (3.12)
Autogenes Schwinden[1 − exp(−0.2·√t)]·εca,∞εca = 0.050 ‰EN 1992-1-1 §3.1.4 (3.11)
Gesamte Schwinddehnungεcd + εcaεcs = 0.457 ‰EN 1992-1-1 §3.1.4 (3.8)
Berechnung: Lastfälle
SchrittWertRef.
Quasi-ständigG + ψ2·QNqp ; Mqp = 1’780 ; 24.5 kN ; kNm
Häufiger LastfallG + ψ1·QNfr ; Mfr = 1’900 ; 27.5 kN ; kNm
Seltener LastfallG + QNra ; Mra = 2’200 ; 35.0 kN ; kNm
Berechnung: Zustand des Querschnitts
SchrittWertRef.
Massstabsbeiwert1/(1 + 0.5·t), t = kleinste Abmessung in mkt = 0.833§ 4.4.1.3 (100)
Effektive Betonzugfestigkeitkt·fctmfct,eff = 2.42 N/mm²§ 4.4.1.3 (99)
Grösste Spannung, seltener Lastfall, ungerissenN/Ai ± M/Wi (Zug positiv)der ganze Querschnitt bleibt überdrücktσc,max = -9.72 N/mm²
Berechnung: Nachweis 1 — Betondruckspannung im quasi-ständigen Lastfall
SchrittWertRef.
Grösste Druckspannung bei Belastungsbeginnungerissener Querschnitt, Ecm|σc,qp| = 12.32 N/mm²
Verhältnis Spannung–Festigkeit|σc|/fcm = 0.324
Betondruckspannung im Gültigkeitsbereich des Kriechmodells|σc,qp|/(0.6·fcm)η = 0.540 · erfüllt54 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ 3.1.2.6.3
Berechnung: Umlagerung der Dauerlast auf die Stäbe
SchrittWertRef.
Verwendete Kriechzahlaus dem Teil Querschnittφ = 2.35
Alterungsbeiwert√t0/(1 + √t0)χ = 0.841
Altersbereinigter wirksamer ElastizitätsmodulEcm/(1 + χ·φ)Ec,adj = 10’764 N/mm²
Betonspannung bei Belastungsbeginn (zentrischer Anteil)−Nqp/Aiσc0 = -10.25 N/mm²
Stahlspannung bei Belastungsbeginnαe·σc0σs0 = -65.7 N/mm²
Änderung der Betonspannung durch Kriechen und Schwinden−(σc0·φ − εcs·Ecm)·αe·ρn/(1 + αe·ρn·(1 + χ·φ)), ρn = As/Ac,npositiv: Der Beton wird entlastetΔσc = 3.03 N/mm²
Betonspannung, langfristigσc0 + Δσcσc,∞ = -7.22 N/mm²
Stahlspannung, langfristigσs0 − Δσc·Ac,n/Asσs,∞ = -255.8 N/mm²
Vom Beton getragener Anteil von Nqpbei Belastungsbeginn → langfristigFc/Nqp = 91 % → 64 %
Berechnung: Nachweis 2 — die Stäbe bleiben langfristig elastisch
SchrittWertRef.
Am stärksten gedrückter Stab, langfristig|σs,∞| + Biegeanteil unter Mqp (Ec,eff)|σs,∞,max| = 282 N/mm²
Stäbe unter der Fliessgrenze unter der Dauerlast|σs,∞,max|/fykη = 0.564 · erfüllt56 % des Tragwiderstands ausgenutzt
Berechnung: Axiale Verkürzung
SchrittWertRef.
AnfangsdehnungNqp/(Ecm·Ai)ε0 = 0.320 ‰
Dehnung, langfristig|σs,∞|/Es (Stäbe und Beton verkürzen sich gemeinsam)ε∞ = 1.248 ‰
Anfangsverkürzungε0·lΔl0 = 1.03 mm
Verkürzung, langfristigε∞·ldavon 2.97 mm nach Belastungsbeginn (Kriechen und Schwinden)Δl∞ = 3.99 mm

Wie dieses Modul geprüft wird

Vor der Veröffentlichung Ziffer für Ziffer anhand der SIA 262:2025 sowie mit unabhängigen, in realen Projekten verwendeten Berechnungen geprüft.

Fragen

Warum tragen die Stäbe mit der Zeit mehr Last?

Kriechen und Schwinden verkürzen den Beton, und die Stäbe verkürzen sich mit ihm. Im Berechnungsbeispiel sinkt der Betonanteil an Nqp von 91 % bei Belastungsbeginn auf 64 % langfristig.

Warum sollen die Verkürzungen benachbarter Bauteile verglichen werden?

Unterschiedliche Verkürzungen benachbarter Stützen, oder von Stützen und Kernen, beanspruchen die Decken und die von ihnen getragenen Trennwände.

Welches Abonnement enthält dieses Modul?

Das Basic-Abonnement, mit seinem Berechnungsbericht.

Siehe auch

Norm: SIA 262:2025 · Seite aktualisiert: 29. Oktober 2026