Setzungsberechnung SBR+ besticht mit praktischen Funktionserweiterungen

Erst im vergangenen November erweiterte FRILO sein Produktportfolio im Grundbau um die Lösung Setzungsberechnung SBR+. Im Zuge des jüngsten Release 2021-2 wurde das Programm, das die zeitverzögerte Setzung eines Gebäudes in beliebigem Baugrund exakt zu bestimmen weiß, nun mit neuen, ansprechenden Funktionalitäten ausgestattet. So lässt sich über die Definition von Bohrprofilen unter anderem ein polygonales Bodenmodell automatisch interpolieren.

Dank einer unbegrenzten Überlagerung von linear veränderlichen Linien- und Flächenlasten können Tragwerksplaner mit dem neuen FRILO-Programm „Setzungsberechnung SBR+“ neben konstanten auch beliebig gekrümmte Sohlspannungsverläufe berechnen. Folglich lassen sich nicht nur Setzungsverläufe im Schnitt, sondern auch Setzungsmulden in der Fläche abbilden. Auf diese Weise kann die gegenseitige Beeinflussung mehrerer Fundamente und Lastflächen in der Ebene betrachtet werden. Insbesondere für die Setzungsberechnung beim Bauen im Bestand kann das von wesentlicher Bedeutung sein. Auf Basis von DIN 4019/ÖNORM B 1997-1-2 lassen sich mit SBR+ außerdem Nachweise für die Größe und den Zeitverlauf der durch Volumen- oder Gestaltänderung des Baugrundes entstehenden Setzungen und Fundamentverkantungen führen. Die äußeren Lasten können bei dieser Berechnung in Form von unendlichen Flächenlasten, beliebig positionierten begrenzten Blocklasten oder unsymmetrische Trapezlasten modelliert werden. Die Anzahl der Geländelasten, deren Einwirkungsart sowie der zu betrachtende Grenzzustand und die Bemessungssituation sind dabei beliebig wählbar. Es erfolgt eine automatische Überlagerung der Lastfälle. Obendrein kann ein Aushubbereich im Programm beliebig definiert werden. Hebungen infolge von Aushubentlastung lassen sich sinngemäß berechnen. Die Anteile aus Sofort- und Konsolidationssetzung werden standardmäßig immer berechnet. Dabei lässt sich eine Kriechsetzung optional ergänzen.

Setzungsberechnung aus Spannungen

Das analytische Berechnungsverfahren in der Lösung Setzungsberechnung SBR+ beruht auf der Annahme schlaffer Lasten (Bauwerke). Es kommt das Verfahren der indirekten Setzungsberechnung zum Einsatz. In diesem Verfahren werden die Baugrundspannungen, die durch eine Auflast erzeugt werden, im elastisch isotropen Halbraum in Abhängigkeit von der Tiefe und der Fundamentgeometrie ermittelt.

Durch die Annahme eines elastisch isotropen Halbraums sind die Elastizitätstheorie und damit das Superpositionsprinzip vollumfänglich gültig. Die anteiligen Setzungen im Betrachtungspunkt infolge jedes einzelnen Lastfalls können demnach durch Addition überlagert werden. Auf Grundlage des berechneten setzungserzeugenden Spannungsverlaufs im Halbraum werden die Stauchungen im Boden in Teilschichten berechnet. Dabei werden reale Schichtgrenzen berücksichtigt. Die Berechnung der Setzungen erfolgt im letzten Schritt durch Integration der Dehnungen über die genannten Teilschichten bis zu einer definierten Grenztiefe.

Interpolation der Bodenschichten aus Bohrprofilen

Das jüngste Software-Update versetzt die FRILO-Anwender in die Lage, über die Definition einer beliebigen Anzahl von Bohrprofilen ein polygonales Bodenmodell zu erstellen, das automatisch aus den Informationen der Aufschlüsse interpoliert wird. Dabei werden für jedes Bohrprofil die Höhenkoten der Geländeoberkante und der einzelnen Schichtgrenzen definiert. Außerdem lassen sich die geotechnischen Kennwerte der jeweiligen Schichten bestimmen. Grundsätzlich können Anwender sowohl die Schichtgeometrien als auch die Bodenkennwerte einer einzelnen Schicht interpolieren und somit unterschiedliche Steifigkeitsverhältnisse für ein und dieselbe Schicht modellieren. Bei der automatischen Berechnung des Bodenmodells wird eine lineare Interpolation angesetzt. Dabei nimmt der Einfluss eines Bohrprofils auf einen betrachteten Schnitt durch das Gelände umgekehrt proportional mit seiner Entfernung ab.

Lastweiterleitung aus dem GEO und dem FD+
Die neueste Programmversion birgt einen weiteren erheblichen Vorteil für die FRILO-Anwender. Mit Hilfe eines Lastexports können beliebig viele Gründungslasten aus den Programmen Gebäudemodell GEO und Fundament FD+ eingelesen und für eine Setzungsberechnung an frei definierbarer Stelle überlagert werden. Für die Weiterleitung aller erforderlichen Informationen zur Setzungsberechnung an SBR+ ist die globale Lage der Fundamente in der Systemeingabe der übergeordneten Programme zu definieren. Grundsätzlich können beliebig viele Fundamentpositionen aus GEO und FD+ nach SBR+ exportiert werden. Zur Veranschaulichung der verknüpften Positionen werden hierzu Positionskopplungen zwischen den Positionen aus GEO oder FD+ und dem SBR+ Modell angelegt. Aus dem Gebäudemodell können derzeit nur Gründungslasten aus Einzel- und Streifenfundamenten an SBR+ übergeben werden. Eine Erweiterung auf Gründungsplatten wird in einer Folgeversion verfügbar sein. Außerdem ist eine Funktionserweiterung geplant, durch die jeder Last ein Aufbringzeitpunkt zugeordnet werden kann, damit sich die Zeitsetzungsanteile von einzelnen zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgebrachter Lasten überlagern lassen. Auf diese Weise könnte eine differenziertere Betrachtung der Zeitsetzung vorgenommen werden, um eine realistische Einschätzung hinsichtlich des Abklingens der Konsolidation und des Kriechens zu erhalten.

Die Ergebnisauswertung

Die Ausgabe der Setzungen kann für beliebig viele frei wählbare Bemessungspunkte erfolgen. Alle Spannungseinflusswerte i, Spannungs-Setzungs- und Zeit-Setzungs-Diagramme werden je Lastfall und Bemessungspunkt grafisch abgebildet. Des Weiteren kann eine Setzungsmulde über den gesamten Modellbereich dargestellt werden.

HINWEIS: Sie finden alle wichtigen Informationen zur Anwendung des Programms SBR+ im eigens dafür erstellten Handbuch.

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