SPEBA® Serie 4500
unbewehrtes EPDM Elastomerlager

Unbewehrte  Elastomerlager sind Verformungslager, auch genannt Baulager. Bewegungen von Bauteilen (Verdrehung und Verschiebung) werden durch Verformungen des Lagermaterials (Elastomer) ermöglicht. Grundanforderungen an das Hochbaulager ergeben sich für die Auflagerbereiche aus der statischen Berechnung der Bauteile bzw. des Tragwerks, basierend auf den charakteristischen Einwirkungen. Unbewehrte Elastomerlager werden überwiegend im klassischen Hochbau (z.B. als Punktlager unter Trägern auf Stützen oder als Linienlager unter Tiefgaragendecken) eingesetzt. Im Brückenbau werden stahlbewehrte Elastomerlager verwendet.


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XLS-Version 1.9101ext Stand: 15.10.2019

 

(Archiv: DATENBLATT bis 2018)

Einsatzzweck

SPEBA® Elastomerlager Serie 4500 sind aus allgemein bauaufsichtlich zugelassenem Material. Vertikale Lastübertragungen, horizontale Verschiebungen und Auflagerdrehwinkel können unter Berücksichtigung der angegebenen Formeln aufgenommen werden.
 
Elastomerlager Serie 4500 unbewehrt
Elastomerlager Serie 4500 unbewehrtes Baulager Verformungslager bis 28 N/mm² VDI 6207 ZulassungMaterial/Härte EPDM/ = 60° Shore (A) ± 5°
SchubmodulnGd,inf | Gd,sup= 0,80 N/mm2 | = 1,75 N/mm2
TemperaturbereichT- 25° C bis + 50° C
Lagerdickent= 5*, 10, 15, 20, 25, 30 mm
Abmessungena x b≤ 1000 × 1000 mm
Bedingung 1a ≥ 5 × tSchlankheit
Bedingung 2t ≥ a ⁄ 30Mindestdicke
LagerflächeAeff= kv× a × b
DruckspannungσR⊥,d= 0,315× S²+4,035× S ≤ 28,05 N/mm2
Formfaktor rechteckigS= a × b/ (2 × t × (a+b))
Formfaktor rundS= 0,22kv × D ⁄ t (D=Lagerdurchmesser)
VertikalkraftFz,max,Ed= σR⊥,d × Ared
HorizontalkraftFxy,qd≤ 0,07 × Fz,min,d
Verdrehungswinkeltanαa,Rd= 0,45 × t ⁄ a ≤ 40‰
Verschiebeweguxy,Rd= 0,6 × (t - 2)

Der Nachweis erfolgt vereinfacht über ein "Exzentrizitäts-Teilflächen-Model". Durch diesen pragmatischen Ansatz werden Druck, Schub und Verdrehung in Interaktion gesetzt. Die einwirkenden Verdrehungswinkel und Verschiebewege verursachen eine Exzentrizität e. Diese führt zu einer um 2e reduzierten, belasteten Teilfläche Ared. Die Spannung der Teilfläche wird so begrenzt, dass die rein zentrische Beanspruchbarkeit R⊥d des Verformungslagers nicht wesentlich überschritten wird.
Mit diesem Bemessungsmodel für Elastomerlager werden Verformungsverhalten, Spannungsverteilungen, Lagerformen, geometrische Randbedingungen und bauliche Besonderheiten somit auf ein wirtschaftliches und auf der sicheren Seite liegendes Maß vereinfacht.

Lagerbemessung Serie 4500

Die nachstehende Tabelle enthält Lagervorschläge. Dabei sind die Werte nach Vorgaben der VDI-Richtlinie 6207 Lager und Lagerungen im Hochbau und der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung ermittelt. Hier wurden zwei wesentliche Änderungen berücksichtigt:
  • Die Nachweise werden im Grenzzustand der Tragfähigkeit gemacht (vorher: basierend auf charakteristischen Werten)
  • Die Tragfähigkeit des Materials im Grenzzustand der Tragfähigkeit ist 28,05 N/mm² (vorher: 5 N/mm²)
Zwischengrößen und andere Zuschnittvarianten sind auf Anfrage lieferbar. Die technischen Empfehlungen basieren auf zuverlässigen Versuchen. Aufgrund der verschiedenen Einsatzmöglichkeiten entsprechend den örtlichen Verhältnissen kann eine Gewähr weder unmittelbar noch mittelbar übernommen werden. Änderungen vorbehalten.

Technische Daten

 
LagermaßeForm-
faktor
Elastomer
Dicke
1)Druck-
beanspruchung
zentrische
Druckspannung
Horizontal-
verschiebung
Drehwinkel α (Neigung der Lagerseite)
a x bSteFz,max,dσR⊥duxy,RdkleineregrößereZuschlag
mm x mm/mmkNN/mm2mmtan αa,Rdtan αb,Rdtan αimp,d
70 x 703,5562,417,981,80,03210,03210,0189
1,751033,68,034,80,0400,0400,0189
100 x 10055180,228,051,80,02250,02250,0163
2,5109912,064,80,0400,0400,0163
1,6715677,627,80,0400,0400,0163
1,252050,45,5410,80,0400,0400,0163
100 x 15065270,228,051,80,02250,0150,0163
31018414,944,80,0400,0300,0163
215123,29,337,80,0400,0400,0163
1,52092,26,7610,80,0400,0400,0163
150 x 2004,2910531,223,114,80,0300,02250,0142
2,8615357,414,127,80,0400,03380,0142
2,142026710,0810,80,0400,0400,0142
1,7125212,67,8213,80,0400,0400,0142
1,4330177,26,4116,80,0400,0400,0142
200 x 2505,5610997,428,054,80,02250,0180,0131
3,715776,819,247,80,03380,0270,0131
2,7820583,813,6510,80,0400,0360,0131
2,2225464,810,5113,80,0400,0400,0131
1,8530385,88,5416,80,0400,0400,0131
250 x 3006,82101380,428,054,80,0180,0150,0125
4,55151438,224,887,80,0270,02250,0125
3,41201081,817,4210,80,0360,0300,0125
2,7325864,213,3613,80,0400,03750,0125
2,2730715,810,7816,80,0400,0400,0125
300 x 3007,5101517,828,054,80,0150,0150,0121
5151853,428,057,80,02250,02250,0121
3,75201409,419,5610,80,0300,0300,0121
325113014,9413,80,03750,03750,0121
2,53094112,0616,80,0400,0400,0121
100 x lfm3,75101606,219,564,80,040 0,0163
150 x lfm3,75152476,619,567,80,040 0,0142
200 x lfm3,75203347,219,5610,80,040 0,0131
250 x lfm3,75254217,619,5613,80,040 0,0125
300 x lfm3,7530508819,5616,80,040 0,0121

1) Die hier angegebene Druckbeanspruchung Fz,max,d berücksichtigt bereits die Mindestverdrehung aus Zuschlägen tanαimp,d . Zusätzliche Verdrehungen mindern diesen Wert nochmals ab. Den exakten Nachweis können Sie mit unseren Bemessungshilfen erledigen.
 

1 Funktionsweise des Hochbaulagers Serie 4500

2 Anwendungsbereich des Hochbaulagers Serie 4500

3 Einwirkungen

3.1 Temperatur und klimatische Einwirkungen

3.2 Kriechen, Schwinden und Rissbildung

3.3 Abweichungen von der Planparallelität

3.4 Stützensenkung

4 Beanspruchbarkeit des Hochbaulagers Serie 4500

4.1 Zentrische Beanspruchbarkeit

4.2 Formfaktor

4.3 Tragfähigkeit

4.4 Widerstand gegen Verdrehung

4.5 Schubverformung

4.6 Lagesicherheit

4.6.1 Lagesicherheit bei Horizontalkräften

4.6.2 Nachweis der Gleitsicherheit in der Lagerfuge

4.6.3 Lagesicherheit bei Lastwechsel

5 Angrenzende Bauteile

5.1 Kräfte parallel zur Lagerebene

5.2 Lastausmitte

5.3 Druckfestigkeitsnachweis

5.4 Querzugkraft in angrenzenden Bauteilen

6 Bauliche Durchbildung bei Verwendung des Hochbaulagers Serie 4500

6.1 Geometrische Grenzbedingungen

6.2 Bewegungskapazität der Lagerung

7 Einbaubestimmungen

1      Funktionsweise des Lagers

Die Verformungslager SPEBA Serie 4500 werden bei Lagerungen im Hochbau verwendet, bei denen neben Vertikalkräften auch Horizontalverschiebungen bzw. Horizontalkräfte und Verdrehungen bzw. Biegemomente auftreten. Unverankerte Lager sind nur in geringem Maße in der Lage Horizontallasten zu übertragen. Bei größeren Horizontalkräften ist es daher in der Regel erforderlich, das Lager zu verankern oder sonstige konstruktive Maßnahmen vorzusehen.

Die daraus resultierenden Beanspruchungen sind aufzunehmen und in die angrenzenden Bauteile weiterzuleiten. Das gute elastische Verhalten von SPEBA Serie 4500 trägt maßgeblich dazu bei, über die Lebensdauer des Bauwerks Verformungen ohne Schaden zu ermöglichen.

Es liegt folgendes Koordinatensystem zu Grunde:

Elastomerlager im Hochbau Bemessung Koordinatensystem Verformungslager VDI 6207 EN 1337

Abbildung 1 Definition des Koordinatensystems, der Lagerverschiebungen, der Lagerkräfte, Lagerverdrehungen und Lagermomente

Das Verformungsverhalten von SPEBA Serie 4500 wird von vielen Parametern, wie z.B. der konstruktiven Durchbildung des Lagers, der Lagergeometrie, der Belastungsart, der Materialeigenschaften |wie z.B. Schubmodul, Zugfestigkeit, Elastizität| der Temperatur, dem Querdehnungsverhalten und der Reibung der angrenzenden Kontaktflächen beeinflusst. Die vertikale Stauchung eines Lagers kann zu einer seitlichen Ausdehnung |Ausbreitung| führen.
Lagerverhalten Druck Schub Verdrehung Elastomerlager Bemessungskonzept VDI 6207 Lagerung im Hochbau
Abbildung 1.1 Verformungsverhalten infolge Druck Fz, Verdrehung αa und Schub ux

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2      Anwendungsbereich

Die an das Verformungslager SPEBA Serie 4500 angrenzenden Bauteilflächen sollen aus Stahl, Stahlbeton, Holz, Mauerwerk oder Aluminium bestehen.

Die Verformungslager können im Innen- und Außenbereich verwendet werden.

Die geplante Nutzungsdauer der Verformungslager im Bauwerk beträgt, in Anlehnung an EN 1990:2010 2.3 Tabelle 2.1 Klasse 4, bis zu 50 Jahre.

Eine Auswechselbarkeit ist in der Regel nicht vorgesehen, es ist im Einzelfall zu prüfen, ob eine Möglichkeit zur Lagerauswechselung vorgesehen werden muss.

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3      Einwirkungen

Bei der Ermittlung der Bewegungen und Lagerkräfte ist die DIN EN 1990 in Verbindung mit dem Nationalen Anhang zu beachten.

Die Bemessung der Lager erfolgt in Abhängigkeit vom Sicherheitsniveau für den Grenzzustand der Tragfähigkeit und/oder für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit.

Im Grenzzustand der Tragfähigkeit ergeben sich die Bemessungswerte der Bewegungen und Lagerkräfte aus der charakteristischen Kombination nach DIN EN 1990:2010-12, 6.5.3 |2|, wobei die aus den einzelnen Einwirkungen resultierenden Kräfte und Bewegungen mit dem Teilsicherheitsbeiwert für die jeweilige Einwirkung nach DIN EN 1990:2010-12, Anhang A1 |Anwendung im Hochbau|, zu vergrößern sind.

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3.1   Temperatur und klimatische Einwirkungen

Bei der Ermittlung der Lagerkräfte und Lagerbewegungen sind die Temperatureinwirkungen auf Gebäude infolge klimatischer und betriebsbedingter Temperaturwechsel auf der Grundlage von DIN EN 1991 1-5 zu berücksichtigen.

Im Inneren von Hochbauten mit gedämmter Gebäudehülle sollte der konstante Temperaturanteil ΔTu eines tragenden Bauteils bei der Ermittlung der Lagerkräfte und Lagerverschiebungen mit ± 15 K angesetzt werden. Im Einzelfall ist zu prüfen, ob aufgrund der baulichen oder örtlichen Gegebenheiten, nutzungsbedingt oder bei Bauzuständen ungünstigere Bedingungen zu berücksichtigen sind.

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3.2   Kriechen, Schwinden und Rissbildung

Die Bemessungswerte der Bewegungen an Lagern aus Kriechen und Schwinden von angrenzenden Betonbauteilen ergeben sich durch Vergrößerung der in DIN EN 1992-1-1 bzw. DIN EN 1994-1-1 angegebenen Mittelwerte mit dem Faktor 1,35. Die Bauteilverformungen aus dem Kriechen des Betons sind mit der quasi-ständigen Einwirkungskombination zu ermitteln.

Bei der Ermittlung der Lagebewegungen ist die Rissbildung bei Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen nach DIN EN 1992 und bei Verbundtragwerken nach DIN EN 1994 ausreichend genau zu erfassen.

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3.3   Abweichungen von der Planparallelität

Abweichungen von der Planparallelität der Kontaktflächen anliegender Bauteile müssen für den Nachweis der Lager berücksichtigt und rechnerisch wie planmäßige Verdrehungen behandelt werden.

Geometrische Imperfektionen und Abweichungen von der Planparallelität von Kontaktflächen müssen mit mindestens 0,01 rad |entspricht 0,57°| angesetzt und dem Rechenwert der Lagerverdrehung hinzuaddiert werden.

Wenn kein genauerer Nachweis erbracht wird, müssen Unebenheiten der Kontaktflächen mit 0,625mm/c |rad| berücksichtigt und rechnerisch wie planmäßige Verdrehungen behandelt werden.
Wenn ein Ortbetonbauteil auf das Lager betoniert wird, kann dieser Wert halbiert werden.
c = die hauptbeanspruchte Lagerseite eines rechteckigen Lagers in mm, c = Durchmesser eines kreisrunden Lagers in mm

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3.4   Stützensenkung

Der Einfluss der Stauchung uzd des Lagers auf die Geometrie und die Schnittgrößen der angrenzenden Bauteile ist erforderlichenfalls zu berücksichtigen. Dies gilt jedoch nur für davon ungünstig beeinflusste Schnittgrößen.

Elastomerlager Stützensenkung Formel 1

Elastomerlager Stützensenkung 2 VDI 6207Formel 2

Der Zuschlag von 1 mm berücksichtigt eine Anpassungssetzung

Kte: Faktor für Profilierung und Bewehrung. Für SPEBA Serie 4500 ist Kte=1

Günstig wirkende Auswirkungen einer Lagerstauchung uz,d,inf dürfen nur in Rechnung gestellt werden, wenn ihr Auftreten zweifelsfrei nachgewiesen wird. Sofern keine Werte vorliegen, gilt: uz,d,inf=0 mm

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4      Beanspruchbarkeit

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4.1   Zentrische Beanspruchbarkeit

Die zentrische Beanspruchbarkeit R⊥,d eines Verformungslagers leitet sich in der Regel vom Formfaktor S ab.

Für SPEBA Serie 4500 ist Elastomerlager Beanspruchbarkeit Serie 4500 6207 

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4.2   Formfaktor

Der Formfaktor beschreibt das Verhältnis von wirksamer Lagerfläche Aeff zur Lagermantelfläche. Die wirksame Lagerfläche ist die Lagergrundfläche A abzüglich der Fläche von Aussparungen Av. Wenn diese als wirksam geschlossen angenommen werden können, so wird bei der Berechnung des Formfaktors nur die Fläche der Aussparungen Av mitberücksichtigt. Wenn diese nicht als wirksam geschlossen angenommen werden können, muss darüber hinaus auch der Umfang der Aussparungen Uv berücksichtigt werden. Der Anteil der Aussparungen von der Lagergrundfläche darf 20% nicht übersteigen. Bei der Berechnung des Formfaktors darf die längere Seite b höchstens mit 1000 mm oder dem dreifachen Wert der kürzeren Lagerseite a angenommen werden Elastomerlager Seitenbegrenzung Formfaktor 6207Für ein rechteckiges Lager errechnet sich der Formfaktor im Fall wirksam geschlossener Aussparungen wie folgt:

Elastomerlager Formfaktor Bemessung VDI 6207   Formel 3

Aeff: wirksame Lagerfläche Elastomerlager effektive Lagerfläche Bemessungskonzept VDI 6207

Kv=1,0 für Lager ohne Bohrung und Kv=0,8 für den vereinfachten Nachweis max. 20% Bohrung

Elastomerlager im Hochbau Bemessung Formfaktor Verformungslager VDI 6207 EN 1337

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4.3   Tragfähigkeit

Im Grenzzustand der Tragfähigkeit sind folgenden Nachweise zu führen:

Elastomerlager Druckspannungsnachweis VDI 6207 Formel 4

E⊥,d : Bemessungswert der Einwirkung senkrecht zur Lagerebene: Elastomerlager Bemessungseinwirkung Baulager

R⊥,d : Der Lagerwiderstand bei rein zentrischer Druckbeanspruchung

Aeff : Wirksame Lagerfläche mit: SPEBA Hochbaulager wirksame Lagerfläche VDI 6207

Kv :Faktor für die Berücksichtigung von Bohrungen. Beschreibt das Verhältnis der Lagerfläche mit Bohrung zur Lagerfläche ohne Bohrung. Kv=1,0 für Lager ohne Bohrung.

σz,Rd : Tragfähigkeit des Lagers unter Berücksichtigung der Rotation und der Horizontalverformungen: SPEBA Elastomerlager Tragfähigkeit des Baulagers VDI 6207 Bemessungskonzept

Ared : Die reduzierte Teilfläche Elastomerlager reduzierte Teilfläche infolge Auflagerverdrehung Baulager VDI 6207Formel 5

Elastomerlager Ausmitte infolge Lagerverdrehung Schubverformung Temperatur lineares Bemessungskonzept VDI 6207

Elastomerlager Ausmitte infolge Lagerverdrehung Schubverformung Temperatur lineares Bemessungskonzept VDI 6207

Bei der Berechnung Lastausmitte ed infolge Verdrehung αd und Schubverzerrung ud, wird die Schubverzerrung des Verformungslagers immer ungünstig angesetzt.

Kc : Faktor zur Anpassung des Nachweiskonzeptes basierend auf dem Stauchungswert uz,grenz, bei dem der Lagerwiderstand der Produkte ermittelt wurde.
Für SPEBA Serie 4500 ist Kc= 1

KT : Temperaturfaktor des Materials. Bei frei bewitterten Bauteilen kann für SPEBA Serie 4500 mit KT= 1,8 gerechnet werden. Darüber hinaus darf mit KT= 1,0 gerechnet werden. |Steigerung des Schubmoduls bei tiefen Temperaturen|

KM : Faktor der Querdehnung: Für die Berechnung der Tragfähigkeit und der Teilflächenbelastung wird KM= 1,0 angenommen |Idealisierung: bezogen auf unverformtes Lager|.

te : Wirksame Elastomerdicke. Baulager effektive Lagerdicke Bemessung SPEBA Serie 4500 VDI 6207

Kte :Für SPEBA Serie 4500 ist Kte= 1,0

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4.4   Widerstand gegen Verdrehung

Die Verdrehung eines Lagers ist begrenzt. Eine einaxiale Verdrehung darf tanα ≤48‰ nicht überschreiten. Im Grenzzustand der Tragfähigkeit ist folgender Nachweis zu führen:

Elastomerlager Verdrehwiderstand Baulager Lagerverdrehung VDI 6207 Formel 6

Im Fall eines einaxialen Verdrehzustandes wird für rechteckige Punktlager der Nachweis der Verdrehung des Lagers im Grenzzustand der Tragfähigkeit |Grundkombination| jeweils wie folgt geführt:

Bemessung Einwirkung Lagerverdrehung Elastomerlager VDI 6207 Seite A Baulager

Bemessung Einwirkung Lagerverdrehung Elastomerlager VDI 6207 Seite B Baulager

Bemessung Widerstand Lagerverdrehung Elastomerlager VDI 6207 Seite A Baulager

Bemessung Widerstand Lagerverdrehung Elastomerlager VDI 6207 Seite B Baulager

Für einaxiale Verdrehung Kα= 1. Für zweiaxiale Verdrehung Kα= 2

Für SPEBA Serie 4500 ist KαR= 0,450

Ferner muss zusätzlich folgende Interaktionsbedingung erfüllt werden:

Bemessung Ausnutzung Lagerverdrehung Elastomerlager VDI 6207 gesamt Verdrehung Baulager Formel 7

Anmerkung:
Werden keine Angaben zu αa,Ed und αb,Ed gegeben oder als vernachlässigbar klein angenommen, so muss zweiaxial gerechnet werden. Der Wert 0,625 mm darf halbiert werden, wenn das aufliegende Bauteil in Ortbeton frisch aufbetoniert wird, oder die angrenzenden Bauteilflächen aus Stahl bestehen

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4.5   Schubverformung

Parallel zur Lagerebene darf das Lager nur infolge von Zwang und veränderlichen Einwirkungen beansprucht werden. Einwirkungen aus ständigen äußeren Lasten einschließlich des Erddrucks sind unzulässig. Die Schubverformung tanγx,y,Ed des Lagers infolge Relativverschiebungen in der Lagerfuge oder infolge parallel zur Lagerebene einwirkenden veränderlichen Kräften, ist durch vektorielle Addition von tanγxd und tanγyd zu ermitteln. Die Versteifung des Lagers bei niedrigen Temperaturen darf nicht berücksichtigt werden. Im Grenzzustand der Tragfähigkeit wird folgender Nachweis geführt:

Schubverformung Bemessung  Elastomerlager VDI 6207  Baulager Formel 8

Schubverformung Widerstand Bemessung  Elastomerlager VDI 6207  Baulager

Schubverformung Einwirkung Bemessung  Elastomerlager VDI 6207  Baulager

Schubverformung Anteil x Bemessung  Elastomerlager VDI 6207  Baulager

Schubverformung Anteil y Bemessung  Elastomerlager VDI 6207  Baulager

uxd und uyd Bemessungswerte der Horizontalverschiebung

Fx,q,d und Fy,q,d Veränderliche Horizontallasten in X- und Y-Richtung

Gd,inf : Der untere Bemessungswert des Schubmoduls eines Lagers. Gd,inf = 0,8 N/mm² für SPEBA Serie 4500

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4.6   Lagesicherheit

Bei Überwindung der Haftung zwischen dem Lager und den angrenzenden Bauteilen durch Einwirkungen parallel zur Lagerebene, kann das Lager verrutschen. Dies ist in der außergewöhnlichen Bemessungssituation zulässig, wenn ein durch das Verrutschen mögliches Versagen der Lagerung planmäßig durch konstruktive Maßnahmen verhindert wird. Der kleinste Bemessungswert der Lagerpressung muss größer NULL sein.

Elastomerlager Lagerbemessung Lagesicherheit unverankertes Lager Baulager SPEBAFormel 9

Der kleinste Bemessungswert der Lagerpressung Elastomerlagerbemessung Mindestpressung SPEBA Baulager

Aeff : Die effektive Lagerfläche abzüglich vorhandener Bohrungen

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4.6.1 Lagesicherheit bei Horizontalkräften

Wenn das Lager nicht verrutschen darf oder äußere veränderliche Kräfte durch das Lager übertragen werden müssen, ist folgende Bedingung zu erfüllen:

Elastomerlager Lagesicherheit unverankertes Lager VDI 6207Formel 10

Elastomerlager Lagesicherheit Schubverformung Baulager Schubmodul SPEBA 

Fx,y,qd : Vektorsumme der Bemessungswerte der veränderlichen Einwirkungen parallel zur Lagerebene

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4.6.2 Nachweis der Gleitsicherheit in der Lagerfuge

Bei Beanspruchungen des Lagers von ≥ 7,0 N/mm² ist die Gleitsicherheit durch Einhalten des Verformungskriteriums nach 4.5 |Schubverformung| gegeben. Bei zentrischer Beanspruchung des Lagers von

Elastomerlager Gleitsicherheit VDI 6207 SPEBA BaulagerFormel 11

Fx,y,d : Vektorsumme der Bemessungswerte der veränderlichen Einwirkungen und der Rückstellkräfte infolge der Zwangsverformungen parallel zur Lagerebene.

Fz,d : Bemessungswert der zugehörigen einwirkenden Vertikalkraft senkrecht zur Lagerebene

Elastomerlager Gleitsicherheit VDI 6207 Verktorsumme

Elastomerlager Gleitsicherheit VDI 6207 Verktorsumme  Anteil x

Elastomerlager Gleitsicherheit VDI 6207 Verktorsumme Anteil Y

Gd,inf : Der untere Bemessungswert des Schubmoduls eines Lagers. Gd,inf= 0,80 N/mm² für SPEBA Serie 4500

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4.6.3  Lagesicherheit bei Lastwechsel

Durch das Querdehnungsverhalten von unbewehrten Elastomerlagern, wie dem SPEBA Serie 4500, können sich die Lager bei größeren Lastwechseln, auf Grund des Ausbreitens und Zusammenziehens in der Lagerfuge, aus ihrer planmäßigen Lage herausbewegen. Auf eine Lagesicherung kann verzichtet werden, wenn im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit in der seltenen Kombination nach DIN EN 1990-1-1 der Anteil der ständigen Belastung größer ist als 75%.

Bedingung: Elastomerlager Lagesicherheit bei Lastwechsel VDI 6207 SPEBA BaulagerFormel 12

Vereinfachend: Fz,min,Ed / Fz,max,Ed ≥ 0,55

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5      Angrenzende Bauteile

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5.1    Kräfte parallel zur Lagerebene

Die Reaktionskräfte parallel zur Lagerebene infolge Schub und Kräfte aus äußeren Einwirkungen dürfen bei der Bemessung angrenzender Bauteile nicht angesetzt werden, wenn sie günstig wirken. Ansonsten dürfen die Kräfte wie folgt ermittelt werden:
Elastomerlager Reaktionskäfte infolge Schub und H-Kräfte VDI 6207 Seite a SPEBA BaulagerFormel 13

Elastomerlager Reaktionskäfte infolge Schub und H-Kräfte Alternative VDI 6207 Seite a SPEBA Baulager

Elastomerlager Reaktionskäfte infolge Schub und H-Kräfte VDI 6207 Seite b SPEBA BaulagerFormel 14

Elastomerlager Reaktionskäfte infolge Schub und H-Kräfte Alternative VDI 6207 Seite b SPEBA Baulager

Gd,sup der obere Bemessungswert des Schubmoduls eines Lagers. Gd,sup=1,75 N/mm² für SPEBA Serie 4500.

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5.2    Lastausmitte

Die durch Verdrehung αd und Schubverzerrung ud des Lagers entstehende Lastausmitte ed muss bei der Bemessung der angrenzenden Bauteile berücksichtigt werden. Sie darf nicht berücksichtigt werden, wenn sie günstig wirkt. Die Lastausmitte darf, sofern kein genauerer Nachweis geführt wird, wie folgt ermittelt werden:

Elastomerlager Reaktionskäfte infolge Exzentrizität VDI 6207 Seite a SPEBA BaulagerFormel 15

Elastomerlager Reaktionskäfte infolge Exzentrizität VDI 6207 Seite b SPEBA BaulagerFormel 16

KC : Konzeptfaktor. Für SPEBA Serie 4500 ist Kc=1,1

Kt : Temperaturfaktor des Materials. Bei frei bewitterten Bauteilen ist für SPEBA Serie 4500 Kt=1,80. Darüber hinaus darf mit Kt=1,0 gerechnet werden. |Steigerung des Schubmoduls bei tiefen Temperaturen|

KM : Faktor der Momentenvergrößerung infolge Querdehnung: Für die Berechnung der Lastausmitte für die angrenzenden Bauteile wird für Serie 4500 KM=1,40 angenommen.

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5.3    Druckfestigkeitsnachweis

Vereinfacht darf für Serie 4500 |aufgrund der ungleichmäßigen Lastverteilung unter dem unbewehrten Elastomerlager und vorwiegend zentrischer Belastung| dem Nachweis der angrenzenden Bauteile zugrunde gelegt werden. Den genaueren Spannungsnachweis der anliegenden Bauteile darf man mit der um 2ed |Kapitel 5.2 Formel 15 & 16| reduzierten Lasteinleitungsfläche Ac0 führen. Beim Nachweis der Einleitung der Kräfte über eine Teilflächenbelastung darf für Betonbauteile als rechnerische Verteilungsfläche Ac1 nur die Fläche in Ansatz gebracht werden, die sich innerhalb der Bügelbewehrung befindet.

Elastomerlager Hochbau Bemessung Druckspannungsverteilung infolge Verdrehung Baulager Teilflächenpressung AuflagerpressungVDI 6207 EN 1337

Abbildung 2 Abbildung: nicht maßstäbliche Druckspannungsverteilung infolge einaxialer Ausmitte

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5.4    Querzugkraft in angrenzenden Bauteilen

Die infolge der Dehnungsbehinderung des unbewehrten Elastomerlagers in den angrenzenden Bauteilen entstehenden Querzugkraft Z ist nachzuweisen und durch entsprechende Maßnahmen aufzunehmen: |Stahlbetonbau: z.B. durch oberflächennahe Bewehrung | Holzbau: z.B. durch Stahlplatte |Mauerwerksbau: z.B. durch bewehrte Mörtelfugen|.
Die Querzugkraft infolge der Querdehnung darf vereinfacht wie folgt ermittelt werden:

Elastomerlager Querzugkraft VDI 6207 Seite a SPEBA BaulagerFormel 17

Elastomerlager Querzugkraft VDI 6207 Seite b SPEBA BaulagerFormel 18

Zd Bemessungswert der Querzugkraft

Für Stahlbetonbauteile darf alternativ der Nachweis in Anlehnung an Heft 339 DAfStB erfolgen.

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6       Bauliche Durchbildung

Die Lagerungsbereiche sind gemäß den bauartspezifischen technischen Spezifikationen und Normen auszubilden. Allgemein sollten Randabstände vorgesehen werden. Das Elastomerlager sollte innerhalb der Bewehrung liegen.

Bei der Verwendung der Lager mit Stahlkontaktflächen sollten, wenn nicht genauer geregelt, die Stahlflächen umlaufend mindestens 25mm größer sein als das Lager.

Die Seitenflächen der Lager dürfen nicht in Ihrer planmäßigen Verformung behindert werden.

Jedes Bauteil ist in horizontaler und vertikaler Richtung durch Fugen derart von den angrenzenden Bauteilen zu trennen, dass die vorgesehene Lagerung |Statik| wirksam werden kann. Zu beachten ist, dass durch Fugenfüllungen, wie z.B. Fugenmassen, Profile aus Schaumstoff oder Platten aus Mineralwolle oder Schaumstoffen, die Verformbarkeit beeinträchtigt werden kann. Bei Ortbetonausführung muss die ordnungsgemäße Herstellung der Lagerfuge sichergestellt werden.

Bei horizontal verschiebbar gelagerten Bauteilen ist zu prüfen, ob Festpunkte oder Festzonen angeordnet werden müssen, durch die der Bewegungsnullpunkt des zu lagernden Bauteils festgelegt wird. Zu beachten ist, dass durch unbeabsichtigte Festpunkte die Bauteillagerung nachteilig beeinflusst werden kann.

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6.1    Geometrische Grenzbedingungen

Für das Verformungslager SPEBA Serie 4500 sind bezogen auf die Lagerabmessungen folgende Bedingungen einzuhalten:

a ≥70 mm

b ≥70 mm

t >a/30

t ≤a/5

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6.2    Bewegungskapazität der Lagerung

Durch die Stauchung, die Verdrehung und die Schubverformung des Lagers bewegen sich die Bauteilkanten aus ihrer planmäßigen Lage heraus. Ein Kantenkontakt muss vermieden werden. Die Winkelverdrehung am Auflager kann, durch die Geometrie der Konstruktion bedingt, zudem eine erhebliche Schubverformung des Lagers verursachen. Für die Überprüfung der Bewegungskapazität der Lagerung sollte ein Mindestabstand der verformten Bauteile zueinander von ≥ 3,0mm angenommen werden.

Elastomerlager im Hochbau Bemessung Kollisionsprüfung Baulager VDI 6207 EN 1337

Abbildung 3 maßgebliche Stellen einer Kollisionsprüfung

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7      Einbau

Die Umgebungseinflüsse müssen im Hinblick auf mögliche Schädigungen der Lager geprüft werden.

Elastomerlager und Auflagerflächen müssen frei von Verschmutzung sein.

Lose Teilchen auf den Auflagerflächen sind unzulässig.

Die Auflagerflächen müssen frei von Eis und Schnee, Fetten, Lösemitteln, Ölen oder Trennmitteln sein. Dies ist durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen.

Die Auflagerflächen sind zum Schutz des Baulagers sorgfältig zu entgraten.

Die Seitenflächen der Verformungslager dürfen nicht in ihrer planmäßigen Verformung behindert werden

Datenblatt

Die Datenblätter für die SPEBA® Elastomerlager Serie 4500 finden Sie hier im Anhang als PDF-Download.
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Ausschreibungen

Die Ausschreibungstexte für die SPEBA® Elastomerlager Serie 4500 finden Sie hier im Anhang als PDF-Download.
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