Geotechnik kompakt (eBook)

Band 1: Bodenmechanik nach Eurocode 7 Kurzinfos, Formeln, Beispiele, Aufgaben mit Lösungen Bauwerk-Basis-Bibliothek

Gerd Möller (Autor)

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2016 | 5. Auflage
400 Seiten
DIN Media GmbH (Verlag)
978-3-410-27131-4 (ISBN)

Infos

Band 1 des zweiteiligen Werkes "Geotechnik kompakt" stellt in übersichtlicher und leicht verständlicher Form die wichtigsten Grundlagen für den Bereich Bodenmechanik bereit. Die auf Basis von Eurocode 7 und DIN 1054:2010-12 vollständig überarbeiteten und aktualisierten Themen werden durch diverse Fakten, Kurzinfos und Formeln vervollständigt und anhand von Fallbeispielen erklärt. Am Ende eines jeden Kapitels kann mit Hilfe entsprechender Aufgaben das erworbene Wissen überprüft werden (Lösungen inklusive). Stichpunkte aus dem Inhalt: Einteilung und Benennung von Böden // Wasser im Baugrund // Geotechnische Untersuchungen // Bodenuntersuchungen im Feld // Laborversuche // Spannungen und Verzerrungen // Berechnungsgrundlagen der neuen Normen // Sohldruckverteilung // Setzungen // Erddruck // Grundbruch // Geländebruch // Aufschwimmen, Gleiten und Kippen // Europäische Normung in der Geotechnik. In Verbindung mit Band 2 "Grundbau" verfügen Studierende des Bauingenieurwesens über eine umfassende Arbeitsunterlage, die sich auch in der täglichen Praxis als kompaktes Nachschlagewerk nutzen lässt.

Inhalt

Volltextsuche 1
Geotechnik kompakt – Band 1: Bodenmechanik nach Eurocode 7 1
Impressum / Copyright 5
Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 10
1 Einteilung und Benennung von Böden 18
1.1 Bezeichnungen, Kriterien und Feldversuche 18
1.1.1 Bezeichnungen 18
1.1.2 Kriterien zur Einteilung von Böden 18
1.1.3 Einteilung nach Korngrößen und Bodenarten 19
1.1.4 Einteilung reiner Bodenarten 19
1.1.5 Einteilung und Bezeichnungen zusammengesetzter Böden 21
1.1.6 Kennzeichnung von Böden gemäß DIN 4023 22
1.1.7 Einteilung von Böden mit organischen Bestandteilen 23
1.1.8 Bodenarterkennung mit Feldversuchen gemäß DIN EN ISO 14688-1 24
1.2 Aufgaben mit Lösungen 25
2 Wasser im Baugrund 28
2.1 Regelwerke 28
2.2 Begriffe 28
2.3 Erscheinungsformen und Messungen 29
2.3.1 Erscheinungsformen des Wassers 29
2.3.2 Grundwassermessstellen 30
2.4 Betonangreifendes Grundwasser 31
2.5 Aufgaben mit Lösungen 32
3 Geotechnische Untersuchungen 34
3.1 Regelwerke 34
3.2 Untersuchungsziel und -verfahren 34
3.3 Vor- und Hauptuntersuchungen 35
3.3.1 Baugrund 35
3.3.2 Baustoffgewinnung und -verarbeitung 35
3.4 Geotechnische Kategorien 36
3.4.1 Geotechnische Kategorie GK 1 36
3.4.2 Geotechnische Kategorie GK 3 36
3.5 Erforderliche Maßnahmen 37
3.5.1 Geotechnische Kategorie GK 1 37
3.5.2 Geotechnische Kategorie GK 2 37
3.5.3 Geotechnische Kategorie GK 3 38
3.6 Geotechnischer Bericht 38
3.7 Aufgaben mit Lösungen 39
4 Bodenuntersuchungen im Feld 41
4.1 Regelwerke 41
4.2 Art und Umfang von Aufschlüssen 41
4.2.1 Untersuchungszweck und Aufschlussformen 41
4.2.2 Richtwerte für Aufschlusstiefen und -abstände 41
4.2.3 Aufgaben mit Lösungen 46
4.3 Direkte Aufschlussverfahren 50
4.3.1 Schurf, Untersuchungsschacht und Untersuchungsstollen 50
4.3.2 Bohrung (Verfahren und Güteklassen von Bodenproben) 50
4.3.3 Mit Geräten entnommene Proben aus Schürfen und Bohrlöchern 52
4.3.4 Darstellung von Aufschlussergebnissen 52
4.3.5 Aufgaben mit Lösungen 53
4.4 Sondierungen (indirekte Aufschlussverfahren) 53
4.4.1 Rammsondierungen 54
4.4.2 Drucksondierungen 55
4.4.3 Bohrlochrammsondierungen 55
4.4.4 Korrelationen zwischen Sondierergebnissen und Bodenkenngrößen 56
4.4.5 Flügelscherversuch (Felduntersuchung) 58
4.4.6 Aufgaben mit Lösungen 58
4.5 Plattendruckversuch 62
4.5.1 Untersuchungszweck und Geräte 62
4.5.2 Begriffe und Anwendungsbeispiel 62
4.6 Aussagekraft von Bodenuntersuchungen 65
4.7 Beobachtungsmethode 65
5 Laborversuche 66
5.1 Mehrphasensysteme des Bodens 66
5.1.1 Kenngrößen von Mehrphasensystemen 66
5.1.2 Aufgaben mit Lösungen 70
5.2 Korngrößenverteilung (Sieb- und Schlämmanalyse) 77
5.2.1 Charakteristische Größen der Körnungslinie 79
5.2.2 Bodenklassifikation nach DIN 18196 80
5.2.3 Aufgaben mit Lösungen 85
5.3 Wassergehalt 98
5.3.1 Allgemeines, Definition und Bestimmung 98
5.3.2 Mit w in Beziehung stehende Kenngrößen feuchter Böden 98
5.3.3 Mit w in Beziehung stehende Kenngrößen gesättigter Böden 99
5.3.4 Aufgaben mit Lösungen 100
5.4 Dichte und Korndichte 102
5.4.1 Definitionen von Dichten und Korndichten 102
5.4.2 Mit ?, ?d und ?s in Beziehung stehende Kenngrößen feuchter Böden 102
5.4.3 Dichtebestimmung mit Feldversuchen nach DIN 18125-2 103
5.4.4 Bestimmung der Korndichte mit dem Kapillarpyknometer 104
5.4.5 Aufgabe mit Lösung 105
5.5 Organische Bestandteile und Kalkgehalt 105
5.5.1 Definition des Glühverlustes und Anhaltswerte 105
5.5.2 Bodenklassifikation für organische Böden nach DIN 18196 106
5.5.3 Bestimmung des Kalkgehalts 106
5.5.4 Aufgaben mit Lösungen 106
5.6 Zustandsgrenzen (Konsistenzgrenzen) 108
5.6.1 Definitionen, Kenngrößenbestimmungen und Bodenklassifikation 108
5.6.2 Plastische Bereiche und zulässige Bodenpressungen nach DIN 1054 112
5.6.3 Aufgaben mit Lösungen 114
5.7 Proctordichte (Proctorversuch) 118
5.7.1 Definitionen 118
5.7.2 Versuchsdurchführung und -auswertung nach DIN 18127 118
5.7.3 Aufgaben mit Lösungen 120
5.8 Dichte bei lockerster und dichtester Lagerung 127
5.8.1 Definitionen 127
5.8.2 Aufgaben mit Lösungen 129
5.9 Wasserdurchlässigkeit 135
5.9.1 Allgemeines 135
5.9.2 Definitionen 135
5.9.3 Beziehungen der Filtergeschwindigkeit zum hydraulischen Gefälle 136
5.9.4 Temperatureinfluss 137
5.9.5 Versuche mit veränderlichem und konstantem hydraulischem Gefälle 138
5.9.6 Aufgaben mit Lösungen 139
5.10 Einaxiale Zusammendrückbarkeit 142
5.10.1 Allgemeines 142
5.10.2 Kompressionsversuch 144
5.10.3 Steifemodul 145
5.10.4 Modellgesetz für Setzungszeiten 149
5.10.5 Aufgaben mit Lösungen 150
5.11 Scherfestigkeit 152
5.11.1 Allgemeines 152
5.11.2 Begriffe nach DIN 18137-1 153
5.11.3 Rahmenscherversuch 155
5.11.4 Triaxialversuch nach DIN 18137-2 156
5.11.5 Auswertung des Triaxialversuchs 157
5.11.6 Aufgaben mit Lösungen 160
5.12 Einaxiale Druckfestigkeit 165
5.12.1 Definitionen 165
5.12.2 Druck-Stauchungsdiagramm 166
6 Spannungen und Verzerrungen 167
6.1 Grundlagen 167
6.1.1 Darstellungen 167
6.1.2 Spannungs- und Verzerrungstensor 168
6.2 Sonderfälle 168
6.2.1 Hauptspannungen 168
6.2.2 Ebene Spannungs- und Deformationszustände 170
6.2.3 Aufgabe mit Lösung 170
6.3 Steifemodul und Elastizitätsmodul 171
6.4 Rechnerische Druckspannungen im Baugrund 171
6.4.1 Eigenlast aus trockenem oder erdfeuchtem Boden 171
6.4.2 Totale und effektive Druckspannungen 172
6.4.3 Aufgaben mit Lösungen 175
6.5 Spannungen im Halbraum 177
6.5.1 Infolge vertikaler Punktlast F nach BOUSSINESQ 177
6.5.2 Aufgaben mit Lösungen 178
6.5.3 Infolge einer vertikalen Linienlast f 179
6.5.4 Infolge einer Streifenlast q 180
6.5.5 Aufgaben mit Lösungen 181
6.5.6 Spannungen ?z unter Eckpunkten konstanter Rechtecklasten 182
6.5.7 Einflusswerte für ?z-Spannungen unter verschiedenen Flächenlasten 186
6.5.8 Spannungen ?z unter beliebigen Flächenlasten 188
7 Berechnungsgrundlagen der neuen Normen 191
7.1 Allgemeines 191
7.2 Einwirkungen, geotechnische Kenngrößen und Widerstände 192
7.2.1 Einwirkungen und Einwirkungskombinationen 192
7.2.2 Geotechische Kenngrößen 192
7.2.3 Widerstände 192
7.3 Charakteristische und repräsentative Werte 193
7.3.1 Charakteristische Werte 193
7.3.2 Repräsentative Werte 193
7.4 Grenzzustände 194
7.5 Bemessungssituationen und Teilsicherheitsbeiwerte 195
7.5.1 Allgemeines 195
7.5.2 Bemessungssituationen 195
7.5.3 Teilsicherheitsbeiwerte 196
7.6 Bemessungswerte 199
7.6.1 Bemessungswerte von Einwirkungen 199
7.6.2 Bemessungswerte von geotechnischen Kenngrößen 200
7.6.3 Bemessungswerte von Bauwerkseigenschaften 200
7.7 Tragsicherheit, Nachweisführung 201
7.7.1 Verlust der Lagesicherheit (EQU) 201
7.7.2 Versagen im Tragwerk und im Baugrund (STR und GEO) 201
7.7.3 Versagen durch Aufschwimmen (UPL) 201
7.7.4 Versagen durch hydraulischen Grundbruch (HYD) 202
7.8 Beobachtungsmethode 202
8 Sohldruckverteilung 204
8.1 Allgemeines 204
8.2 Regelwerke 204
8.3 Kennzeichnende Punkte und Linien 205
8.4 Verteilung der Bodenpressungen in der Sohlfuge nach DIN 1054 205
8.5 Sohldruckverteilung unter Flächengründungen nach DIN 4018 212
8.6 Aufgaben mit Lösungen 212
9 Setzungen 218
9.1 Allgemeines 218
9.2 Regelwerke 218
9.3 Begriffe 219
9.4 Kennzeichnende Punkte und Linien 220
9.4.1 Kreis-, Streifen- und Rechteckfundamente 220
9.4.2 Aufgaben mit Lösungen 221
9.5 Elastisch-isotroper Halbraum mit Einzellast 221
9.6 Elastisch-isotroper Halbraum mit Rechteck- und Kreislasten ?0 223
9.7 Setzungseinflusstiefe für Setzungsberechnungen 224
9.8 Grundlagen für Setzungsberechnungen nach DIN 4019 224
9.9 Zusammendrückungsmodul E* nach DIN 4019 225
9.9.1 Module des linear-elastischen Halbraums 225
9.9.2 E* aus Feld- und Laborversuchen 226
9.9.3 Ermittlung von E* aus Setzungsbeobachtungen 227
9.9.4 Wahl von E* für Setzungsberechnungen 227
9.10 Gleichungen zur Setzungsermittlung nach DIN 4019 228
9.10.1 Allgemeines 228
9.10.2 Setzung der Eckpunkte konstanter Rechtecklasten 229
9.10.3 Setzung starrer Rechteckfundamente bei zentrischer Belastung 231
9.10.4 Setzungen unter konstanten kreisförmigen Lasten 237
9.10.5 Aufgaben mit Lösungen 238
9.11 Gleichungen zur Verdrehungsermittlung nach DIN 4019 240
9.11.1 Allgemeines 240
9.11.2 Setzungen bzw. Verdrehungen rechteckiger Fundamente 242
9.11.3 Verdrehungen starrer Streifenfundamente 245
9.11.4 Aufgabe mit Lösung 247
9.12 Indirekte Setzungsberechnung nach DIN 4019 248
9.12.1 Ablauf der Setzungsermittlung 249
9.12.2 Aufgabe mit Lösung 251
9.13 Setzungen infolge horizontaler Belastungen 251
9.13.1 Ansatz waagerechter Lasten und Sohlspannungen 252
9.14 Setzungen infolge von Grundwasserabsenkung 252
9.14.1 Lösung nach CHRISTOW 252
9.14.2 Aufgaben mit Lösungen 254
9.15 Setzungsproblematik bei Hochbauten 256
9.15.1 Gegenseitige Beeinflussung 256
9.15.2 Setzungen bei inhomogenem Baugrund 257
9.16 Zulässige Setzungsgrößen 258
10 Erddruck 260
10.1 Regelwerke 260
10.2 Begriffe nach DIN 4085 260
10.3 Erdruhedruck 262
10.3.1 Unbelastetes horizontales und geneigtes Gelände 262
10.3.2 Gemäß DIN 4085 263
10.3.3 Aufgaben mit Lösungen 264
10.4 Wandbewegungsformen und Erddruckkräfte 266
10.5 Erddruck nach RANKINE bei unbelasteter Geländeoberfläche 267
10.6 Erddruck nach COULOMB und MÜLLER-BRESLAU 267
10.6.1 Erddruck nach COULOMB 267
10.6.2 Verallgemeinerung nach MÜLLER-BRESLAU 268
10.6.3 Aufgaben mit Lösungen 268
10.7 Aktiver Erddruck gemäß DIN 4085 269
10.7.1 Voraussetzungen der Berechnungsformeln 273
10.7.2 Formeln für Erddrücke und Erddruckkräfte aus Bodeneigenlast 274
10.7.3 Verteilung des Erddrucks aus Bodeneigenlast 276
10.7.4 Vertikale Flächen- und Linienlasten auf ebener Geländeoberfläche 279
10.7.5 Erddruckanteil aus Kohäsion 283
10.7.6 Aufgaben mit Lösungen 286
10.8 Passiver Erddruck gemäß DIN 4085 292
10.8.1 Formeln für Erddrücke und Erddruckkräfte infolge Bodeneigenlast 294
10.8.2 Vertikale Flächenlasten auf ebener Geländeoberfläche 299
10.8.3 Erddruckanteil aus Kohäsion 301
10.9 Grafische Bestimmung des Erddrucks nach CULMANN 304
10.10 Sonderfälle und Erddruckzwischenwerte gemäß DIN 4085 305
10.10.1 Sonderfälle 305
10.10.2 Zwischenwerte des Erddrucks 306
11 Grundbruch 307
11.1 Allgemeines und Begriffe 307
11.2 DIN-Normen 307
11.3 Einflussgrößen und Modelle des Versagenszustands 308
11.4 Theorie von PRANDTL 308
11.4.1 Voraussetzungen 308
11.4.2 Grundbruchformel nach PRANDTL (Lösung für die Übergangszone) 309
11.5 Grundbruchberechnung nach DIN 1054 und DIN 4017 310
11.5.1 Allgemeines 310
11.5.2 Nachweis der Grundbruchsicherheit 311
11.5.3 Bodenkenngrößen 311
11.5.4 Einwirkungen 312
11.5.5 Grundbruchwiderstände 313
11.5.6 Grundwerte der Tragfähigkeits- und Formbeiwerte 314
11.5.7 Lastneigungsbeiwerte 323
11.5.8 Geländeneigungsbeiwerte 327
11.5.9 Sohlneigungsbeiwerte 328
11.5.10 Berücksichtigung der Bermenbreite 329
11.5.11 Durchstanzen 330
11.5.12 Abmessungen von Gleitkörpern unter Streifenfundamenten 331
11.5.13 Aufgaben mit Lösungen 333
12 Geländebruch 336
12.1 Allgemeines 336
12.2 DIN-Normen 336
12.3 Begriffe 337
12.4 Sonderfall der ebenen Gleitfläche 337
12.5 Lamellenverfahren (schwedische Methode) 339
12.6 Berechnungen nach DIN 1054 und DIN 4084 341
12.6.1 Anwendungsbereich 341
12.6.2 Grenzzustand, Einwirkungen und Widerstände 342
12.6.3 Grenzzustandsbedingung 344
12.6.4 Bruchmechanismusarten 344
12.6.5 Bruchmechanismus mit einem Gleitkörper oder zusammengesetzt 344
12.6.6 Lamellenverfahren mit kreisförmig gekrümmten Gleitlinien 345
12.6.7 Lamellenfreie Verfahren mit geraden Gleitlinien 347
12.6.8 Zusammengesetzte Bruchmechanismen mit geraden Gleitlinien 348
12.6.9 Anwendungsbeispiele 350
12.6.10 Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1054 und DIN 4084 353
13 Aufschwimmen, Gleiten und Kippen 355
13.1 Aufschwimmen von Gründungskörpern 355
13.1.1 Allgemeines 355
13.1.2 Regelwerke 355
13.1.3 Sicherheit von Fundamenten gegen Aufschwimmen 355
13.1.4 Verankerte Konstruktionen 356
13.1.5 Sicherheitsnachweis gegen Aufschwimmen nach EAB 359
13.2 Gleiten von Bauwerken 362
13.2.1 Allgemeines 362
13.2.2 DIN-Normen 362
13.2.3 Gleitsicherheit von Fundamenten 362
13.2.4 Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1054 368
13.2.5 Aufgaben mit Lösungen 368
13.3 Kippen von Bauwerken 372
13.3.1 Allgemeines 372
13.3.2 DIN-Normen 372
13.3.3 Kippsicherheit von Flach- und Flächengründungen nach DIN 1054 372
13.3.4 Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1054 374
13.3.5 Ungleichmäßige Setzungen bei hohen Bauwerken 375
13.3.6 Aufgaben mit Lösungen 375
14 Europäische Normung in der Geotechnik 377
14.1 Allgemeines 377
14.2 Deutsche und europäische Normung 377
14.3 Eurocode 7 378
14.3.1 Nationaler Anhang (NA) 379
14.3.2 Ergänzende deutsche Berechnungsnormen und Empfehlungen 380
14.4 Europäische geotechnische Ausführungsnormen 380
14.5 Weitere europäische geotechnische Normen 381
14.6 Bauaufsichtliche Einführung 381
14.6.1 Allgemeines 381
14.6.2 Übergang von deutscher auf europäische Normung 382
Literaturverzeichnis 384
Firmenverzeichnis 392
Stichwortverzeichnis 393

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 9.12.2016
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Bauwesen
• ISBN-10: 3-410-27131-7 / 3410271317
• ISBN-13: 978-3-410-27131-4 / 9783410271314