DIN 19702-2013 Solid structures in hydraulic engineering Bearing capacity serviceability and durability《水利工程的立体结构 承载能力、适用性和耐用性》.pdf

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1、Februar 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 93.160!$K/“1934012www.din.deDDIN 19702Massiv

2、bauwerke im Wasserbau Tragfhigkeit, Gebrauchstauglichkeit und DauerhaftigkeitSolid structures in hydraulic engineering Bearing capacity, serviceability and durabilityOuvrages hydrauliques massifs Force portante, solidit lusage et durabilitAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berli

3、nErsatz frDIN 19702:2010-06www.beuth.deGesamtumfang 26 Seitena DIN 19702:2013-02 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen 4 3 Begriffe .6 4 Berechnungsgrundlagen 6 4.1 Baugrund 6 4.2 Einwirkungen .7 5 Nachweis der Tragfhigkeit . 13 5.1 Allgemeines zu den Nachweisen 13

4、 5.2 Bemessungssituationen 14 5.3 Grundstze der Nachweise 15 5.4 Nachweise fr bestehende Wasserbauwerke 18 6 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit . 18 6.1 Allgemeines . 18 6.2 Begrenzung der Rissbreiten von Stahlbeton . 19 6.3 Begrenzung der Verformungen . 19 7 Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen . 19

5、7.1 Allgemeines . 19 7.2 Expositionsklassen und Mindestanforderungen 19 7.3 Betondeckung und Bewehrung . 20 7.4 Betontemperatur . 20 7.5 Anforderungen an Festbeton 20 7.6 Arbeitsfugen 20 8 Bauausfhrung, Bauberwachung . 21 9 Inbetriebnahme . 22 10 Bauwerksberwachung und -unterhaltung . 23 Anhang A (i

6、nformativ) Erkundungen und Auswertungen (der Baugrund- und Grundwasserverhltnisse) . 24 Literaturhinweise . 26 Bilder Bild 1 Systemskizze fr Wasserdruck im Inneren von Bauteilen 9 Bild 2 Belastungsfigur fr Schalungsdruck . 22 Tabellen Tabelle 1 Teilsicherheitsbeiwerte fr die Einwirkungen auf Tragwer

7、ke im Grenzzustand der Tragfhigkeit (Versagen des Tragwerks) . 16 Tabelle 2 Faktor wfr Gleichung (6) . 17 DIN 19702:2013-02 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 119-02-05 AA Standsicherheit von Wasserbauten“ des Normenausschusses Wasserwesen (NAW) im Deutschen Institut fr Normung

8、e. V. erarbeitet. Die Berechnungsgrundlagen, insbesondere die Einwirkungen, sowie die Hinweise zum Nachweis der Tragfhigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit wurden an das Teilsicherheitskonzept nach der neuen Generation von Grundnormen des Bauwesens angepasst. Die Einwirkungen wurden in s

9、tndige, vernderliche und auergewhnliche Einwirkungen unterteilt und wasserbauspezifisch den stndigen, vorbergehenden und auergewhnlichen Bemessungssituationen zugeordnet. Den wasserbauspezifischen Einwirkungen fr die Bemessung massiver Wasserbauwerke wurden Teilsicherheitsbeiwerte zugewiesen. Schnit

10、tstellen zu geotechnischen Nachweisen wurden angegeben. Der Bedeutung von Dauerhaftigkeitsaspekten wurde Rechnung getragen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle

11、 diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 19702:2010-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Bercksichtigung der in 2012 bauaufsichtlich eingefhrten Normenreihen DIN EN 1990 ff. des Bauwesens (EUROCODEs“); b) redaktionelle berarbeitung. Frhere Ausgaben DIN 19702: 19

12、66-10, 1992-10, 2010-06 DIN 19702:2013-02 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt die grundlegenden Anforderungen an die Zuverlssigkeit (Tragfhigkeit, Gebrauchstauglich-keit und Dauerhaftigkeit) nach DIN EN 1990 fr Massivbauwerke im Wasserbau fest. Diese Norm gilt fr alle massiven Wasserbauwerke (aus

13、Beton, Stahlbeton und Mauerwerk) im Binnenland sowie im Kstenbereich, z. B. fr Wehranlagen, Schiffsschleusenanlagen, Wasserkraftwerke, Schpfwerke, Entnahmebauwerke, Sohlenbauwerke, Durchleitungsbauwerke, massive Bauteile von Kanalbrcken, massive Hochwasserschutzbauwerke, einschlielich der Nebenbauwe

14、rke. Sie gilt fr Nachweise nach dem Teilsicherheitskonzept. Da massive Wasserbauwerke langlebige Infra-strukturbauwerke sind, zielen die Regelungen in dieser Norm auf eine Nutzungsdauer von in der Regel 100 Jahren ab. Die Festlegungen in den Normen der Reihe DIN 19700 bleiben unberhrt. Diese Norm gi

15、lt nicht fr Bauwerke des Offshore-Bereiches, Baugrubenumschlieungen und Staumauern nach den Normen der Reihe DIN 19700. Mit Planung, Entwurf, Bauberwachung und Bauleitung von Massivbauwerken im Wasserbau sind nur Ingenieure zu beauftragen, die dafr die erforderliche Erfahrung und Fachkunde besitzen.

16、 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bez

17、ug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1045-2, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton Teil 2: Beton Festlegung, Eigen-schaften, Herstellung und Konformitt Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1 DIN 1045-3, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton Teil 3: Bauausfhrung An

18、wendungsregeln zu DIN EN 13670 DIN 1054, Baugrund Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau Ergnzende Regelungen zu DIN EN 1997-1 DIN 4020, Geotechnische Untersuchungen fr bautechnische Zwecke Ergnzende Regelungen zu DIN EN 1997 -2 DIN 4048-1, Wasserbau Begriffe Stauanlagen DIN 4085, Baugrund Berech

19、nung des Erddrucks DIN 18218, Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen DIN 19700 (alle Teile), Stauanlagen DIN 19700-11, Stauanlagen Teil 11: Talsperren DIN 19700-13, Stauanlagen Teil 13: Staustufen DIN EN 206-1, Beton Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformitt DIN EN 1990, Euroc

20、ode: Grundlagen der Tragwerksplanung DIN 19702:2013-02 5 DIN EN 1991-1-1, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1-1: Allgemeine Einwirkungen auf Tragwerke Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau DIN EN 1991-1-3, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1-3: Allgemeine Einwirkungen,

21、Schneelasten DIN EN 1991-1-4, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen Windlasten DIN EN 1991-1-5, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1-5: Allgemeine Einwirkungen Temperatureinwirkungen DIN EN 1991-1-7, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1-7: Allgeme

22、ine Einwirkungen Auergewhnliche Einwirkungen DIN EN 1991-3, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke Teil 3: Einwirkungen infolge von Kranen und Maschinen DIN EN 1992-1-1:2011-01, Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und

23、Regeln fr den Hochbau; Deutsche Fassung EN 1992-1-1:2004 + AC:2010 DIN EN 1996-1-1, Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten Teil 1-1: Allgemeine Regeln fr bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk DIN EN 1996-3, Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten Teil 3: Verein

24、fachte Berechnungsmethoden fr unbewehrte Mauerwerksbauten DIN EN 1997-1, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 1: Allgemeine Regeln DIN EN 1997-2, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 2: Erkundung und Untersuchung des Baugrunds DIN EN 19

25、98-1, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben Teil 1: Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln fr Hochbauten DIN EN 1998-5, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben Teil 5: Grndungen, Sttzbauwerke und geotechnische Aspekte DIN EN 12390 (alle Teile), Prfung von Festbeton DIN E

26、N 13670, Ausfhrung von Tragwerken aus Beton EAU, Empfehlungen des Arbeitsausschusses Ufereinfassungen“ Hfen und Wasserstraen (EAU 2004)1)DAfStb-Richtlinie, Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtlinie)2)DAfStb-Richtlinie, Massige Bauteile aus Beton Teil 1: Ergnzungen zu DIN 1045-1 Teil 2: nderungen und

27、 Ergnzungen zu DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 Teil 3: nderungen und Ergnzungen zu DIN 1045-32)1) Nachgewiesen in der DITR-Datenbank der DIN Software GmbH, zu beziehen bei: Hafenbautechnische Gesellschaft e. V. (HTG), Dalmannstrae 1, 20457 Hamburg. 2) Nachgewiesen in der DITR-Datenbank der DIN Software

28、GmbH, zu beziehen bei: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin. DIN 19702:2013-02 6 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN EN 1990 und DIN 4048-1. Die im Weiteren verwendeten, von den o. g. Normen abweichenden Begriffe werden in den betreffenden Ab-schnitten inhaltlich erl

29、utert. 4 Berechnungsgrundlagen 4.1 Baugrund 4.1.1 Allgemeines Fr die Nachweise der Tragfhigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Massivbauwerken im Wasserbau sind genaue Kenntnisse des Baugrunds und seiner Eigenschaften sowie der Grundwasserverhltnisse unerlssliche Voraussetzung (siehe DIN EN 1997-1, D

30、IN 1054, DIN EN 1997-2 und DIN 4020). Die Wechselwirkung zwischen Baugrund und Bauwerk ist zur Beurteilung des gemeinsamen Tragverhaltens zu bercksichtigen. Dies ist insbesondere erforderlich, wenn die Steifigkeit des Bauwerkes im Zusammenwirken mit der Steifigkeit des Baugrundes eine erhebliche Uml

31、agerung der auf den Boden bertragenen Krfte bedingt. ANMERKUNG Geeignete Berechnungsverfahren sind z. B. Steifemodulverfahren, Bettungsmodulverfahren oder kontinuumsmechanische Verfahren (z. B. numerische Lsung mit der Finite-Elemente-Methode). Hinweise zur Berck-sichtigung der Wechselwirkung zwisch

32、en Baugrund und Bauwerk fr Flachgrndungen gibt der DIN-Fachbericht 130 12. Weitere Hinweise enthalten die Empfehlungen der Arbeitskreise Berechnungsverfahren“ 1, Baugruben“ 2 und Numerik in der Geotechnik“ 3 der DGGT. Massivbauwerke im Wasserbau sind nach DIN EN 1997-2 und DIN 4020 mindestens in die

33、 Geotechnische Kategorie GK 2 einzustufen. Bei hohem Gefhrdungspotenzial sowie bei schwierigen Baugrundverhltnissen gilt die Geotechnische Kategorie GK 3. 4.1.2 Erkundung und Auswertung der Baugrund- und Grundwasserverhltnisse Die Baugrund- und Grundwasserverhltnisse sind nach DIN EN 1997-2 und DIN

34、4020 in der Regel durch Labor- und/oder geeignete Felduntersuchungen zu erkunden. Die Anzahl der Untersuchungsstellen und die Untersuchungstiefe zur Klrung der Baugrund- und Grundwasserverhltnisse richten sich nach DIN EN 1997-2 und DIN 4020. Die notwendigen Baugrundaufschlsse drfen sich nicht nur a

35、uf die Erfassung der fr die reine Tragfhig-keitsermittlung erforderlichen Daten beziehen, sondern mssen insbesondere mit dem Ziel ausgefhrt werden, mgliche Vernderungen der Tragfhigkeitseigenschaften, z. B. durch strmendes oder gestautes Wasser, zu erfassen. Zu erwartende nderungen der Grundwasserve

36、rhltnisse sind fr alle magebenden Bau- und Betriebs-zustnde zu prognostizieren. Die der Tragfhigkeitsuntersuchung zu Grunde zu legenden charakteristischen Werte der Kenngren von Boden und Fels sind nach DIN EN 1997-1 und DIN 1054 festzulegen. ANMERKUNG Anhang A gibt Hinweise fr geotechnische Untersu

37、chungen/Beschreibungen, die projekt-spezifisch festgelegt werden. 4.1.3 Geotechnischer Bericht In einem Baugrundgutachten (Berichtsabschnitte 1 und 2 des Geotechnischen Berichts nach DIN 4020) sind die Ergebnisse der Baugrund- und Grundwasseruntersuchungen nach DIN EN 1997-2 und DIN 4020 textlich DI

38、N 19702:2013-02 7 und zeichnerisch zusammenzustellen und im Hinblick auf die Erfordernisse der Baumanahme zu bewerten. Gegebenenfalls sind Informationen zu bergbaulichen Einflssen sowie zu Erdbebeneinwirkung nach DIN EN 1998-1 und DIN EN 1998-5 aufzunehmen. Im Rahmen der Entwurfsplanung ist ein Grnd

39、ungsgutachten (Berichtsabschnitt 3 des Geotechnischen Berichts nach DIN 4020) auf der Grundlage des Baugrundgutachtens und gegebenenfalls zustzlicher Untersuchungen zu erstellen. Baugrundgutachten und Grndungsgutachten drfen zusammengefasst werden. 4.1.4 Geotechnische berwachung Whrend der Durchfhru

40、ng der Baumanahme ist zu prfen, ob die angetroffenen Baugrund- und Grund-wasserverhltnisse den Angaben bzw. Ergebnissen des Geotechnischen Berichts entsprechen. Bei Abweichungen sind deren Auswirkungen auf das Bauwerk zu bercksichtigen. Einzubauendes Bodenmaterial muss ausreichend homogen, erosions-

41、 und suffosionssicher sein. Es muss hinsichtlich seiner bodenmechanischen Eigenschaften in eingebautem Zustand, insbesondere hinsichtlich Dichte und Scherfestigkeit, Verdichtungsgrad sowie Wasserdurchlssigkeit (unter Beachtung der Strmungs-richtung), den Berechnungsgrundlagen entsprechen. Das Erreic

42、hen der vorgegebenen Werte ist zu prfen. 4.2 Einwirkungen 4.2.1 Allgemeines Einwirkungen sind nach DIN EN 1990 in stndige, zeitlich vernderliche und auergewhnliche Einwirkungen einzuordnen. Der charakteristische Wert vernderlicher Einwirkungen fr massive Wasserbauwerke ist in der Regel mit einem Wie

43、derkehrintervall von T = 100 a (jhrliche berschreitungswahrscheinlichkeit 102) festzu-legen. Einwirkungen und durch sie gleichzeitig hervorgerufene Reaktions-Beanspruchungen (z. B. Wasserdruck und hervorgerufene Bodenreaktion) werden fr die Bemessung mit den gleichen Teilsicherheitsbeiwerten bercksi

44、chtigt. 4.2.2 Eigenlasten Fr die Eigenlasten gelten die Festlegungen in DIN EN 1991-1-1. Die Eigenlast von massiven Baukrpern, die ins Wasser tauchen, geht in voller Hhe in die Berechnung ein. 4.2.3 Wasserdruck 4.2.3.1 Allgemeines Krfte aus Wasserdrcken, auch Grundwasserdrcken, sind vernderliche Ein

45、wirkungen. Sie drfen jedoch fr die Bestimmung des Teilsicherheitsbeiwertes als stndige Einwirkungen bercksichtigt werden, wenn der Wasserdruck aufgrund geometrischer Randbedingungen begrenzt ist und aus dem Baugrund resultierende Einflsse auf die Wasserdrcke (z. B. Sohlwasserdruckabbau unter einem B

46、auwerk) zuverlssig ermittelt werden knnen. Hydrodynamische Krfte sind, soweit vorhanden, zu bercksichtigen. ANMERKUNG Eine geometrische Randbedingung liegt z. B. vor, wenn der vernderliche Wasserstand durch eine berlaufkante nach oben begrenzt wird. Geometrische Randbedingung knnen auch durch betrie

47、bliche Manahmen (z. B. Absenken des Grundwasserstands bei Trockenlegung) herbeigefhrt werden. Aus Wasserdrcken auf das Bauwerk wirkende Krfte werden als uere Krfte gesondert bercksichtigt und nicht mit anderen Krften verrechnet. Bei um- oder unterstrmten Bauwerken oder Bauteilen (z. B. massive Uferw

48、nde) drfen die beidseits wirkenden Wasserdrcke zu einer Einwirkung zusammengefasst werden. DIN 19702:2013-02 8 4.2.3.2 Oberirdische Gewsser Die magebenden Wasserstnde zur Ermittlung charakteristischer Einwirkungen sind unter genauer Kenntnis der rtlichen Gegebenheiten und Auswertung der hydrologisch

49、en und hydrogeologischen Verhltnisse in der Regel nach DIN EN 1990 festzulegen. ANMERKUNG 1 Regelwerke des Wasserbaus und der Geotechnik benutzen hufig den Begriff Bemessungsabfluss“ bzw. Bemessungswasserstand“. Aus konstruktiver Sicht werden jedoch die magebenden Wasserstnde als charakteris-tische We