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Sehr vereinfacht gab es bisher (nach so genannter „alter“ DIN) ständige und veränderliche Lasten. Das eine sind die Gewichte, die ständig auf der Konstruktion liegen. Das andere sind die Verkehrslasten, die mal vorhanden sein können oder auch nicht.
Die „Gewichte“ kann man aus Tabellen berechnen. Aus dem spezifischen Gewicht und der entsprechenden Dicke bekommt man Flächengewichte.
Die Verkehrslasten entnimmt man Tabellen („Vorschriften“ – wie oft und fälschlich gesagt wird).
Die so und sehr einfach ermittelten Lasten werden auf statische Systeme gelegt. Die daraus entstehenden Spannungen werden berechnet und mit zulässigen verglichen. Das ist sehr einfach, wie ein Beispiel belegen kann:
Ein Gewicht wird ermittelt (z.B. ein Betonklotz in der Größe eines Kubikmeter wiegt 25 kN – das sind 2,5 Tonnen – weil das spezifische Gewicht 25 kN/m³ beträgt: 25 kN/m³ x 1 m x 1 m x 1 m = 25 kN). Dieses Gewicht steht auf einer Holzstütze und die Holzstütze drückt mit einer Fläche von 144 cm² (Querschnitt 12 cm x 12 cm) auf eine Holzschwelle. Diese wird auf einer Fläche von 144 cm² senkrecht zu ihrer Faser beansprucht. Die zulässige Spannung beträgt 0,25 kN/cm². Die tatsächliche Spannung beträgt 25 kN/144 cm² = 0,17 kN/cm² - die Konstruktion ist also zulässig.
NEU
Heute gibt es keine Lasten mehr, sondern sie werden „Einwirkungen“ genannt. Diese Einwirkungen werden unterteilt in ständige Einwirkungen (G), veränderliche Einwirkungen (Q) und außergewöhnliche Einwirkungen (FA). Das reicht aber nicht. Denn es gibt „charakteristische Werte der Einwirkungen“, die „durch Multiplikation mit den Teilsicherheitswerden gF und den Kombinationswerten y berechnet“ werden und daraus entstehen die „Bemessungswerte von Einwirkungen“: Fd = gF × y × FK.
In grober Vereinfachung werden die ständigen Einwirkungen (bisher ständige Lasten oder Eigengewichte genannt) mit dem Sicherheitsfaktor 1,35 multipliziert, die veränderlichen Einwirkungen (bisher Verkehrslasten genannt) mit dem Faktor 1,50.
Die DIN tobt sich aus (bzw. die Verfasser scheinen sich auszutoben): unter 3.1.2 „Begriffe der Einwirkung“ liest man:
3.1.2.1 Einwirkung – auf das Tragwerk einwirkende Kraft- oder Verformungsgrößen
3.1.2.2 direkte Einwirkung – auf das Tragwerk einwirkende Last (Kraft)
3.1.2.3 indirekte Einwirkung – aufgezwungene oder behinderte Verformung der Bewegung, die z.B. von Temperaturänderungen, Feuchtigkeitsänderungen, ungleicher Setzung oder Erdbeben herrührt, Brandweinwirkung, Umwelteinwirkung
3.1.2.4 zeitlich veränderliche Einwirkung – ständige Einwirkung, deren zeitliche Änderung gegenüber dem Mittelwert vernachlässigt werden kann oder die sich bis zum Erreichen eines Grenzwertes gleichmäßig in die gleiche Richtung ändert, z.B. Eigenlast des Tragwerks, von Installationen und von feststehenden Anlagen und Belägen, Vorspannung einschließlich Verluste aus Kriechen und Schwinden
3.1.2.4.1 statische Einwirkung – Einwirkung, die keine wesentliche Beschleunigung des Tragwerks oder des Bauteils hervorruft
3.1.2.4.2 vorwiegend ruhende Einwirkung – statische Einwirkung und nicht ruhende Einwirkung, die jedoch für die Tragwerksplanung als ruhende Einwirkung betrachtet werden darf (z.B. Nutzlasten in Parkhäusern, Werkstätten, Fabriken, Einwirkungen aus Wind)
3.1.2.5 zeitlich veränderliche Einwirkung – Einwirkung, für die die Voraussetzung einer ständigen Einwirkung nicht erfüllt ist, z.B. Nutzlast, Windlast, Schneelast
3.1.2.5.1 dynamische Einwirkung – nicht vorwiegend ruhende Belastung, stoßende Belastung oder sich häufig wiederholende Belastung, die wesentliche Beschleunigungen oder eine vielfache Beanspruchung während der Nutzungsdauer des Tragwerks bzw. des Bauteils hervorrufen (z.B. Kran-, Kranbahn-, Gabelstaplerlasten, Verkehrslasten auf Brücken)
3.1.2.5.2 quasi-statische Einwirkung (dieses Wort gefällt mir ganz besonders; im Duden, Etymologie der deutschen Sprache liest man: quasi: Der Ausdruck für „gewissermaßen, gleichsam, sozusagen“ und steht direkt vor dem Begriff „quasseln“: törichtes Zeug reden, plappern, schwatzen - folglich haben wir es mit einer gleichsam-statischen Einwirkung zu tun) – dynamische Einwirkung, die für die Tragwerksplanung unter Berücksichtigung des dynamischen Einflusses durch Zuschläge oder Faktoren als statische Einwirkung betrachtet wird
3.1.2.5.3 außergewöhnliche Einwirkung – Einwirkung von gewöhnlicher kurzer Dauer, die während der Nutzungsdauer des Tragwerks mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht auftritt, deren Auftreten aber zu erheblichen Schäden führen kann (z.B. Explosionen oder Anprall von Fahrzeugen, Schiffsstoß)
3.1.2.5.4 seismische Einwirkung – außergewöhnliche Einwirkung infolge Erdbeben
3.1.2.6 ortsfeste Einwirkung – Einwirkung, z.B. Eigenlasten, ständige Lasten aus darüber liegenden Stockwerken, Einwirkung aus ortsfesten Lasten mit variierender Größe, Vorspannung
3.1.2.7 freie Einwirkung – Einwirkung, für die die Voraussetzungen der örtlichen Unveränderbarkeit nicht zutreffen, z.B. Verkehrslasten wie bewegte Lasten bei Kranen und Kranbahnen, von Gabelstaplern, bei Brücken, aber auch Windlasten, Schneelasten
3.1.2.8 repräsentativer Wert – Wert einer Einwirkung, der der Nachweisführung in den Grenzzuständen zu Grunde liegt
3.1.2.8.1 charakteristischer Wert – wichtigster repräsentativer Wert einer Einwirkung, von dem angenommen wird, dass er mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit im Bezugszeitraum unter Berücksichtigung der Nutzungsdauer des Tragwerks und der entsprechenden Bemessungssituation nicht überschritten oder unterschritten wird (siehe 6.2 – und dort wird es noch viel wilder – Anm. d. Verf.)
3.1.2.8.2 Kombinationswert einer veränderlichen Einwirkung – repräsentativer Wert in den Einwirkungskombinationen, der die geringere Wahrscheinlichkeit des gleichzeitigen Auftretens der ungünstigsten Werte mehrerer voneinander unabhängiger veränderlicher Einwirkungen beschreibt (s. 6.2 … wie bei 6.1 – Anm.d.Verf.)
3.1.2.8.3 häufiger Wert einer veränderlichen Einwirkung – repräsentativer Wert, für den die Überschreitungsdauer oder die Überschreitungshäufigkeit innerhalb eines Bezugzeitraumes begrenzt ist
3.1.2.8.4 quasi-ständiger Wert einer veränderlichen Einwirkung – repräsentativer Wert, für den die Überschreitungsdauer einen beträchtliche Teil des Bezugszeitraums ausmacht (sozusagen-ständig oder gleichsam-ständig oder wie man den Begriff quasi verstehen will)
3.1.2.8.5 Beiwert - yi-Faktor, mit dem ein charakteristischer Wert multipliziert wird, um einen für bestimmte Einwirkungskombinationen benötigten repräsentativen Wert zu berechnen
3.1.2.9 Bemessungswert – Produkt aus repräsentativem Wert der Einwirkung und Teilsicherheitsbeiwert
3.1.2.10 unabhängige Einwirkung – Einwirkung, die durch einen oder mehrere charakteristische Werte von Kraft- oder Verformungsgrößen aus einem Ursprung repräsentiert wird (z.B. Eigenlast, Nutzlasten, Temperatur, Schnee, Wind). Einwirkungen sind voneinander unabhängig, wenn sie aus verschiedenen Ursprüngen herrühren und die zwischen ihnen bestehende Korrelation im Hinblick auf die Zuverlässigkeit des Tragwerks vernachlässigt werden darf
3.1.2.11 Eigenlast – ständige und im Allgemeinen ortsfeste Einwirkungen aus den unterschiedlichsten tragenden und nicht tragenden Teilen des Tragwerks (z.B. Gebäudedecke mit vollständigem Aufbau, Brückenüberbau mit Fahrbahnplatte, -belag, Leitplanken, Geländer)
3.1.2.12 Vorspannung – in das Tragwerk oder in eines seiner Teile planmäßig eingetragener Spannungszustand
3.1.2.13 Nutzlast – aus der Art der Nutzung des Tragwerks resultierende statische bzw. vorwiegend ruhende Einwirkung
3.1.2.15 Lastmodell – Lastanordnung – Festlegung von Einwirkungen nach Lage, Größe und Richtung
3.1.2.16 Lastfall - Festlegung untereinander verträglicher Lastanordnungen, Verformungen und Imperfektionen, die bei einem bestimmten Nachweis gleichzeitig zu berücksichtigen sind
3.1.2.17 Einwirkungskombination – Festlegung der Bemessungswerte der gleichzeitig auftretenden Einwirkungen, die für den betrachteten Nachweis entsprechend der Häufigkeit ihres Auftretens zu berücksichtigen sind
3.1.2.18 kritischer Lastfall - Einwirkungskombination nach den in dieser Norm angegebenen Kombinationsregeln, die für die Bestimmung des maßgebenden Bemessungswerts einer Beanspruchung herangezogen werden muss
3.1.2.19 Auswirkung – Folge einer Einwirkung (z.B. Schnittgröße, Spannung, Dehnung, Verformung, Rissbreite, Schwingung) auf das Tragwerk oder seine Teile oder an einem betrachteten Ort (Querschnitt) des Tragwerks
3.1.2.19.1 unabhängige Auswirkung – folge einer unabhängigen Einwirkung auf das Tragwerk oder seiner Teile oder an einem betrachteten Ort (Querschnitt) des Tragwerks bzw. deren Anteil an der Beanspruchung
3.1.2.20 Beanspruchung – Folge der gleichzeitig zu betrachtenden Einwirkung bzw. einer Einwirkungskombination auf das Tragwerk oder seine Teile oder an einem betrachteten Ort (Querschnitt) des Tragwerks
… und hier endlich hört der Punkt 3.1.2 auf und wir sind auf Seite 9 der DIN angekommen. Nun können sich die Tragwerke und die Tragwerksplaner vor lauter Einwirkungen gehörig schütteln.
Die angekündigten „charakteristischen und anderen repräsentativen Werte“ werden näher definiert auf Seite 16 beginnend mit
6.1 Charakteristische Werte von Einwirkungen mit
(1) die charakteristischen Werte der Einwirkung sind den entsprechenden Normen der Reihe DIN 1055 oder anderen einschlägigen Normen, die Angaben zu Einwirkungen enthalten, zu entnehmen oder in begründeten Fällen in Abstimmung mit dem Bauherrn festzulegen.
(2) Der charakteristische Wert einer Einwirkung Fk wir entweder als Mittelwert einer statischen Verteilung oder als oberer oder unterer Wert oder als Nennwert beschrieben.
(3) Der charakteristische Wert einer ständigen Einwirkung G wird ermittelt:
- bei einer Variationsbreite VG £ 0,1 als einziger Wert Gk,
- bei einer Variationsbreite VG > 0,1 als oberer Wert Gk,sup und als unterer Wert Gk,inf.
(4) Bei einer Variationsbreite VG £ 0,1 darf davon ausgegangen werden , dass die ständige Einwirkung sich während der geplanten Nutzungsdauer des Tragwerks nicht wesentlich ändert. Für Gk darf dann der Mittelwert angesetzt werden.
(5) Ist das Tragwerk jedoch sehr empfindlich gegen Änderungen der ständigen Einwirkung, sollten auch bei kleinen Variationskoeffizienten zwei Werte, Gk,inf als 5%-Quantile und Gk,sup als 95%-Quantile, verwendet werden.
Und es gibt noch weiter Aufzählungen bis (11), danach folgt
6.2 Repräsentative Werte für veränderliche Einwirkungen
(1) Der wichtigste repräsentative Wert einer veränderlichen Einwirkung ist der charakteristische Wert Fk (siehe 6.1).
(2) Die anderen repräsentativen Werte für veränderliche Einwirkungen Frep werden in 3.2 definiert, und zwar:
- der Kombinationswert, der im Allgemeinen als Produkt y0 × Qk beschrieben wird,
- der häufigste Wert, der im Allgemeinen als Produkt y1 × Qk beschrieben wird,
- der quasi-ständige Wert, der im Allgemeinen als Produkt y2 × Qk beschrieben wird.
(3) Der Beiwert y0 ist in der Regel so festgelegt, dass bei der Verwendung des Kombinationswertes y0Qk in den Einwirkungskombinationen nach Abschnitt 9 oder Abschnitt 10 die angestrebte Zuverlässigkeit des Tragwerks nicht unterschritten wird.
(4) der Beiwert y1 ist in der Regel so festgelegt, dass die Überschreitungshäufigkeit des häufigen Werts y1×Qk auf 300-mal je Jahr bzw. 5% begrenzt ist.
(5) Der Beiwert y2 ist in der Regel …
und hier soll der Leser nicht weiter gequält werden. Man beachte nur, wie oft die Begriffe „in der Regel“ und „im Allgemeinen“ und ähnliche benutzt werden, damit alles möglich ist. Man kann sagen: riesige Wortschöpfungen mit schwammigen Verbindungen.