Modellierung des Baugrunds bei der Finite‐Element‐Berechnung von Bodenplatten

Bodenplatten werden i. d. R. mit dem Bettungsmodulverfahren berechnet. Dessen wesentlicher Vorteil liegt in der Einfachheit der Modellbildung. Die Defizite des Verfahrens sind aber auch hinlänglich bekannt. In den im konstruktiven Ingenieurbau verwendeten Finite‐Element‐Programmen stehen heute durchaus mechanisch konsistentere Verfahren wie das Steifemodulverfahren oder die Modellierung des Baugrunds mit Volumenelementen zur Verfügung. Anhand einer Parameterstudie mit einer rechteckförmigen Bodenplatte werden die Ergebnisse des Bettungsmodulverfahrens mit denjenigen des Steifemodulverfahrens für typische Belastungsarten und Bodenarten verglichen und bewertet. Es zeigt sich, dass die Ergebnisse des Bettungsmodulverfahrens i. d. R. auf der sicheren Seite liegen, d. h. die Biegemomente in der Bodenplatte überschätzen. Dies ist aber nicht immer – insbesondere nicht bei Flächenlasten – der Fall. Anhand des Beispiels einer Bodenplatte mit linienartigen Wandlasten und Einzellasten durch Stützen werden Effekte, die sich bei der Überlagerung von Lastfällen einstellen, untersucht. Dabei wird deutlich, dass bei der Überlagerung von Biegemomenten mit unterschiedlichen Vorzeichen, die sich beispielsweise bei positiven Momenten unter Stützen mit negativen Momenten aus Wandlasten an den Plattenrändern ergeben, sich beim Bettungsmodulverfahren Ergebnisse auf der unsicheren Seite einstellen können. In solchen Fällen wird bei Berechnungen nach dem Bettungsmodulverfahren empfohlen, die abmindernden Biegemomente aus Wandlasten nicht in voller Größe anzusetzen oder die Bodenplatte mit dem Steifemodulverfahren zu berechnen. Alternativ kann eine geeignete, dem Steifemodulverfahren entsprechende Bettungsmodulverteilung iterativ bestimmt werden.