INFOBRIEF

  die neue DIN 1054-2003-01
Baugrund

         Sicherheitsnachweise im Erd- und
Grundbau

Sehr geehrte Damen und Herrn,

Seit dem 1.03.03 ist die neue DIN 1054 Baugrund Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau gültig. Die neue DIN 1054 wurde im Rahmen der Anpassung an die Europäischen Normen eingeführt.

Die alte DIN 1054 - Zulässige Belastung des Baugrund von 1976 - kann für eine Übergangszeit von 5 Jahren bis 2008 weiterhin angewandt werden.

Die Gültigkeit der neuen DIN beträgt 7 Jahre bis 2010. Dann wird die

DIN 1054 endgültig aufgelöst und vom Eurocode 7 = EC7 abgelöst. Der Eurocode soll dann europaweite einheitliche Normen liefern.

Für den Baugrundgutachter, für den Statiker und für den Bauingenieur sind einige Neuerungen in der DIN enthalten und viele Bezeichnungen haben sich geändert.

Um den Praktiker den Einstieg in die neue DIN leichter zu machen habe ich hier ein kurze Einführungshilfe bereitgestellt. Naturgemäß kann auf einem Infobrief nicht alles ausführlich abgehandelt werden.

Für Rückfragen, Diskussionen aber auch Belehrungen stehe ich Ihnen gerne zu Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen

Dipl.-Geol. F. Ohin

Alles kurz auf einer Seite erklärt

1. Die Berechnungen - Formeln- sind die gleichen geblieben .

2. Die Namen haben sich geändert:

  Bodenkennwerte = charakteristische Bodenkennwerte k

  Last aus dem Bauwerk = charakteristische Einwirkung Ek

  Bodenpressung =  charakteristischer Widerstand  Rk

  Sicherheit n =   Teilsicherheitsbeiwert   c

  Zulässige Bodenpressung=   Bemessungswiderstand Rd

  Spannung in der Sohle  =  Bemessungseinwirkung Ed

3. Früher hat der Baugrundgutachter Setzungs- und Grundbruchberechnungen mit einer Sicherheit von n = 2 durchgeführt. Heute werden die gleichen Setzungs- und Grundbruchberechnungen durchgeführt und der Baugrundgutachter teilt das Ergebnis für lotrecht belastete Fundamente durch den Teilsicherheitsbeiwert c _Ep bzw c_Gr von 1,4 und erhält damit einen Bemessungswiderstand Rd. Der Teilsicherheitsbeiwert kommt aus Tabelle 3 der DIN 1054 Lastfall 1.

4. Früher hat der Statiker seine Lasten zusammengezählt und hat das Fundament belastet.

Heute muss der Statiker immer noch die Summe seiner Lasten bilden, damit erhält er die charakteristische Einwirkung Ek. Nun muss er die charakteristische Einwirkung Ek mit  

dem Teilsicherheitsbeiwert c _G von 1,35 multiplizieren und erhält dadurch eine Bemessungseinwirkung von E d. Der Teilsicherheitsbeiwert kommt aus Tabelle 2 der DIN 1054 Lastfall 1 .

5. Früher musste die Spannung (Last / Fläche)  unter dem Fundament kleiner sein als die zulässige Bodenpressung. Heute muss die Bemessungseinwirkung Ed kleiner oder maximal gleich sein als der Bemessungswiderstand Rd also Ed<Rd. 

Setzt man obige Zusammenhänge in eine Formel um und nimmt den maximal Wert,

das heißt der Bemessungswiderstand Rd = Bemessungseinwirkung Ed, so kann man die Formel mit dem Teilsicherheitsbeiwert wie folgt schreiben :

 Ek x c_G = Rk / c_{Ep Gr}

Um auf die frühere zulässige Bodenpressung zu kommen formt man die Formel mit Division von  c_G um.

 Ek = Rk / c_G x c_{Ep Gr}

Setzt man nun die Zahlenwerte ein

 Ek = Rk / 1,4 x 1,35 => Ek = Rk/1,89

Und nun nimmt man wieder die alten Benennungen, so gilt

  Last = Bodenpressung / Sicherheit n

Das heißt, die Sicherheit wurde maximal um 0,11 reduziert.

In der Tabelle 2 der DIN 1054 steht unter  GZ1B noch ein Teilsicherheitsbeiwert von

c_Q = 1,5 für ungünstige veränderliche Einwirkungen. Setzt man den Zahlenwert ein Ek = Rk / 1,4 x 1,5  => Ek = Rk/2,1 so sieht man das beim Vorhanden sein von ungünstigen veränderlichen Einwirkungen die Sicherheit n um 0,1 erhöht wurde.  Im Mittel ist alles gleich geblieben. Ungünstige veränderliche Einwirkungen siehe DIN 1055 2001.

Etwas ausführlicher 

Es geht um Begriffsänderungen

Früher wurden Sicherheiten gegen verschiedene unschöne Möglichkeiten z.B. Gleiten Grundbruch oder hydraulischer Grundbruch nachgewiesen.

Heute müssen Grenzzustände nachgewiesen werden. Es gibt davon natürlich mehrere die wie folgt aufgelistet sind :

Grenzzustand 1A = GZ1A =  Aufschwimmen, Abheben, hydraulischer Grundbruch

Grenzzustand 1B =  GZ1B =  Das ist nun in 4.3.2 etwas schwammig dargelegt dabei geht es für den Baugrundgutachter und für den Statiker darum welche Arbeit sie zu verrichten haben.

4.3.2 (1) meint dass die in Kapitel 7-10 beschriebenen Nachweise zu führen sind und das sind Setzungen, Grundbruch, Gleiten, Kippen, zulässige Pfahlbelastung, Anker, Stützbauwerke .

4.3.2 (2) sagt uns was wir zu tun haben

1. Der Architekt muss einen Entwurf machen

2. Der Statiker muss seine Lasten zusammenzählen = charakteristische Werte Fki

3. Der Statiker muss seine Lasten in Spannungen (Last / Fläche) umwandeln = charakteristische Einwirkungen Eki

4. Der Baugrundgutachter muss Setzungen Grundbruch Pfahlbelastung berechnen mit der Sicherheit von 1 = charakteristische Widerstände.

5. Das ist nun sehr wichtig : DER STATIKER MUSS SEINE SPANNUNGEN = charakteristische Einwirkungen Eki MIT DEM TEILSICHERHEITSBEIWERT c _G AUS TAB 2 MULTIPLIZIEREN. Dadurch bekommt er die Bemessungseinwirkungen Ed.

Das war früher nicht so. Früher hat der Statiker nur seine Lasten zusammengezählt und durch die Fläche geteilt = Spannung und keine Sicherheit angesetzt.

6. Der Baugrundgutachter muss seine charakteristischen Widerstände Rki durch den Teilsicherheitsbeiwert c_{Ep Gr} aus Tabelle 3 teilen. Dadurch bekommt er seine Bemessungswiderstände Rd    

7. Nun muss nur noch gezeigt werden, dass die Bemessungswiderstände größer gleich sind als die Bemessungeinwirkungen  Rd > Ed .

Was man sich merken soll ist

1. Der Statiker muss für seine Lasten - Spannungen- eine Teilsicherheit aus Tabelle 2 ansetzen.   

2. Fragen sie Ihren Baugrundgutachter was er Ihnen für Werte liefert. Es gibt verschieden Möglichkeiten :

1. Zulässige Bodenpressung nach der alten DIN mit Sicherheit n = 2

2. Bemessungwiederstand Rd aus der neuen DIN mit Teilsicherheitsbeiwert  c_{Ep Gr} = 1,4

3. Aufnehmbarer Sohldruck aus Tabelle  Anhang A  = früher zulässige Bodenpressung 

Die Gefahren sind :

Zu 1.

Nehmen Sie die zulässige Bodenpressung aus der alten DIN und setzen nach der neuen DIN für ihre Lasten noch eine Teilsicherheitsbeiwert c_G = 1,4 an, dann produzieren sie Kosten mit einer Sicherheit von 2,8.

Zu 2. Nehmen Sie den Bemessungwiederstand Rd aus der neuen DIN und rechnen nach der alten DIN ohne Teilsicherheitsbeiwert  c_G = 1,35 bzw.1,5 dann produzieren Sie Schäden mit einer Sicherheit von 1,4.

Zu 3. Damit sich nichts ändert haben die Autoren der DIN 1054 2003 sich noch etwas neues einfallen lassen, siehe Punkt 7.7. Die aus der alten DIN 1054 bekannten Tabellen wurden in die neue DIN übernommen. Die angegebenen Werte heißen nicht mehr zulässige Bodenpressung sondern aufnehmbarer Sohldruck. Der aufnehmbare Sohldruck muss größer sein als der charakteristische Sohldruck. Der charakteristische Sohldruck ist nicht richtig definiert, wahrscheinlich meinen Sie die charakteristische Einwirkung Ek.  

Früher hieß es Bodenpressung < zulässige Bodenpressung .

Grenzzustand 1C = GZ1C = Böschungsbruchberechnung

Der Nachweis des Grenzzustandes GZ 1C  ist die Böschungsbruchberechnung nach

DIN 4048.

Dabei wird der Teilsicherheitsbeiwert c für Widerstände auf die Bodenkennwerte Reibungsbeiwert, Kohäsion und Scherfestigkeit des undränierten Bodens bezogen ( siehe Tabelle 3).

Die Wichte wird nicht als Widerstand sondern als Einwirkung angesetzt und bekommt eine Teilsicherheitsbeiwert von 1. Treten ungünstige veränderliche Einwirkungen auf, so erhöht sich der Teilsicherheitsbeiwert der Wichte auf 1,3.   

Pfahlberechnung nach DIN 1054 -2003 neu

Da zur Zeit Unsicherheiten bestehen in welcher Form die neue DIN 1054 2003 anzuwenden ist stelle ich hier am aktuellen Beispiel eine kurze Vergleichsrechnung vor.

Die Setzungsberechnung wird wie jeher durchgeführt mit den charakteristischen Bodenkenwerten und mit einer Sicherheit von n = 1 . Die zulässige Belastung heißt nun nicht mehr Belastung sondern R _k = Widerstand  charakteristisch.

Das Ergebnis der Pfahlberechnung mit einer Sicherheit von n = 1 stellt sich wie folgt dar (Anlage 4.3.2) :

Durchmesser    Widerstand Rk früher zulässige Belastung

 0,60 m    1,09 MN

1,00 m   2,39 MN

Um von einem charakteristischen Widerstand auf einen Bemessungswiderstand = R_d zu kommen, muss der charakteristischen Widerstand  entsprechend Tabelle 3 der DIN 1054

( Pfahlwiderstand auf Druck und Zug auf Grund von Erfahrungswerten Lastfall1 ) durch den Faktor c_p = 1,4 geteilt werden.

Das Ergebnis stellt sich wie folgt dar :

 Durchmesser   Widerstand Rd

 0,60 m    0,77 MN

 1,00 m    1,70 MN

Dieser Bemessungswiderstand R_d wird einer Bemessungseinwirkung E_d ( früher Last ) gegenüber gestellt. Gefordert ist, dass der Widerstand R_d größer gleich ist wie die Einwirkung E_d . Rd > Ed

Die Bemessungseinwirkung E_d baut sich aus der Multiplikation der charakteristischen Einwirkung E_k ( früher Last ) und einen Teilsicherheitsbeiwert c_G auf, der aus Tabelle 2 (ständige Einwirkung allgemein, Lastfall 1 c_G =1,35 ) hervorgeht.

Nun müsste der Statiker eine charakteristische Last bzw. eine charakteristische

Einwirkung E_k vorgeben.

Da wir in dem frühen Station der Planung noch keine Last = Einwirkung haben wollen wir die maximal möglichen charakteristische Einwirkung haben.( Dieser Ausdruck ist meine Erfindung) . Daher setzten wir den Bemessungswiderstand Rd aus unserer Rechnung als Bemessungslast bzw. als Bemessungseinwirkung Rd = Ed an.

Um auf die charakteristische Einwirkung Ek früher Last zu kommen muss Ed noch durch den Teilsicherheitswert c_G =1,35 geteilt werden. Das Ergebnis stellt sich wie folgt dar:

 Durchmesser   Bemessungs       max.charakteristische

     Widersstand Rd  Einwirkung Ek

 0,60 m    0,77 MN / 1,35 = 0,57 MN

 1,00 m    1,70 MN / 1,35 = 1,26 MN

Zum Vergleich unsere Berechnung nach der alten DIN 1054

 Durchmesser       zulässige Belastung

 0,60 m      0,55 MN

1,00 m       1,20 MN

Vorläufige Schlussbemerkung

Diese Erläuterungen sind keine Kritik an der neuen DIN 1054. Sie sind nicht vollständig sondern sollen dem Praktiker den Einstieg in die neue DIN 1054 2003 erleichtern. Dieser Infobrief ist meine persönliche Interpretation der neuen DIN 1054. Für Interpretationsfehler die ich eventuell gemacht habe wird keine Haftung übernommen. Es wird dem Anwender nichts anderes übrig bleiben als sich hinzusetzen und die neue DIN 1054-2003 selbstständig durchzuarbeiten.

Für Rückfragen und Diskussionen aber auch Belehrungen stehe ich Ihnen gerne zu Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen

Dipl.-Geol. F. Ohin