10 Unterschied zwischen Arbeitsspannungsmethode (WSM) und Grenzzustandsmethode (LSM)

Was ist die Arbeitsstress-Methode?

Working Stress Design Method ist eine Methode zur Stahlbetonbemessung, bei der Beton als elastisch angenommen wird, Stahl und Beton elastisch zusammenwirken, wobei die Beziehung zwischen Lasten und Spannungen linear ist. 

Das Verfahren geht grundsätzlich davon aus, dass sich der Baustoff linienelastisch verhält und eine ausreichende Sicherheit durch eine geeignete Begrenzung der Materialspannungen durch die zu erwartende ” Gebrauchslast” des Tragwerks gewährleistet werden kann.

Was Sie über die Arbeitsstressmethode wissen müssen

1. Die Spannungen in einem Element werden aus den Gebrauchslasten ermittelt und mit zulässigen Spannungen verglichen.
2. Dieses Verfahren kann auch als deterministisches Verfahren bezeichnet werden, da das Verfahren davon ausgeht, dass die tatsächlichen Belastungen, zulässigen Spannungen und Sicherheitsfaktoren bekannt sind.
3. Die Arbeitsspannungsmethode basiert auf der elastischen Theorie, die davon ausgeht, dass Beton und Stahl elastisch sind und die Spannungs-Dehnungs-Kurve für beide linear ist.
4. Die materiellen Fähigkeiten werden weitgehend unterschätzt. Sicherheitsfaktoren werden bei der Arbeitsbelastungsmethode verwendet.
5. Die maximale Tragfähigkeit kann nicht genau vorhergesagt werden.
6. Bei der Arbeitsspannungsmethode folgt das Material dem Hookeschen Gesetz, da die Spannung die Streckgrenze nicht überschreiten darf.
7. Beim Arbeitsbelastungsverfahren bleibt ein Abschnitt, der vor dem Biegen eben war, nach dem Biegen eben.
8. Bei der Arbeitsbelastungsmethode wird kein Sicherheitsfaktor für Lasten verwendet.
9. Die Arbeitsbelastungsmethode ist weniger wirtschaftlich, da sie dickere Abschnitte ergibt.
10. Durchschnittliche oder statistische Werte werden bei der Arbeitsbelastungsmethode verwendet.

Was ist die Grenzzustandsmethode?

Die Grenzzustandsmethode, auch als Last- und Widerstandsfaktor-Bemessung (LRFD) bezeichnet, ist eine Methode, die die Bruchfestigkeit des Materials berücksichtigt (die bei der Betriebsspannungsmethode ignoriert wird) und auch sicherstellt, dass die Struktur für den vorgesehenen Entwurfszeitraum gebrauchsfähig ist .

Beim Entwurfsverfahren im Grenzzustand muss das Tragwerk so ausgelegt sein, dass es während seiner gesamten Lebensdauer mit einem angemessenen Sicherheitsfaktor sicher allen Belastungen standhält, die auf es einwirken. Es muss auch alle Gebrauchstauglichkeitsanforderungen wie Begrenzung der Durchbiegung und des Knisterns usw. erfüllen.

Was Sie über die Grenzzustandsmethode wissen müssen

1. Die Spannungen werden aus den Bemessungslasten ermittelt und mit der Bemessungsfestigkeit verglichen.
2. Dieses Verfahren kann auch als nicht deterministisch bezeichnet werden, da das Verfahren auf dem probabilistischen Ansatz basiert, der von den tatsächlichen Daten oder Erfahrungen abhängt.
3. Das Grenzzustandsverfahren basiert auf den tatsächlichen Spannungs-Dehnungs-Kurven von Stahl und Beton. Für Beton ist die Spannungs-Dehnungs-Kurve nichtlinear.
4. Die Materialfähigkeiten werden nicht so stark unterschätzt wie bei der Arbeitsbelastungsmethode. Teilsicherheitsbeiwerte werden im Grenzzustandsverfahren verwendet.
5. Als zulässige Spannungen werden die Bruchspannungen des Materials selbst verwendet.
6. Bei der Grenzzustandsmethode darf die Spannung die Fließgrenze überschreiten.
7. Bei der Grenzzustandsmethode bleibt ein Schnitt normal zur Bauteilachse nach dem Biegen eben.
8. Bei der Grenzzustandsmethode werden die Bemessungslasten durch Multiplikation der Teilsicherheitsbeiwerte der Last mit den Gebrauchslasten erhalten.
9. Die Grenzzustandsmethode ist wirtschaftlicher, da sie dünnere Schnitte liefert.
10. Aus dem probabilistischen Ansatz abgeleitete charakteristische Werte werden in der Grenzzustandsmethode verwendet.

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Unterschied zwischen Arbeitsspannungsmethode und Grenzzustandsmethode in Tabellenform

VERGLEICHSGRUNDLAGE	ARBEITSSTRESS-METHODE	LIMIT-STATE-METHODE
Beschreibung	Dieses Verfahren kann auch als deterministisches Verfahren bezeichnet werden, da das Verfahren davon ausgeht, dass die tatsächlichen Belastungen, zulässigen Spannungen und Sicherheitsfaktoren bekannt sind.	Dieses Verfahren kann auch als nicht deterministisch bezeichnet werden, da das Verfahren auf dem probabilistischen Ansatz basiert, der von den tatsächlichen Daten oder Erfahrungen abhängt.
Belastungen	Die Spannungen in einem Element werden aus den Gebrauchslasten ermittelt und mit zulässigen Spannungen verglichen.	Die Spannungen werden aus den Bemessungslasten ermittelt und mit der Bemessungsfestigkeit verglichen.
Basis	Es basiert auf der elastischen Theorie, die davon ausgeht, dass Beton und Stahl elastisch sind und die Spannungs-Dehnungs-Kurve für beide linear ist.	Es basiert auf den tatsächlichen Spannungs-Dehnungs-Kurven von Stahl und Beton. Für Beton ist die Spannungs-Dehnungs-Kurve nichtlinear.
Materialfähigkeit	Die materiellen Fähigkeiten werden weitgehend unterschätzt. Sicherheitsfaktoren werden bei der Arbeitsbelastungsmethode verwendet.	Die Materialfähigkeiten werden nicht so stark unterschätzt wie bei der Arbeitsbelastungsmethode. Teilsicherheitsbeiwerte werden im Grenzzustandsverfahren verwendet.
Grenzlast	Die maximale Tragfähigkeit kann nicht genau vorhergesagt werden.	Als zulässige Spannungen werden die Bruchspannungen des Materials selbst verwendet.
Prinzip	Bei dieser Methode folgt das Material dem Hookeschen Gesetz, da Spannungen die Fließgrenze nicht überschreiten dürfen.	Bei der Zustandsmethode darf die Spannung die Fließgrenze überschreiten.
Ebene Sektion	Bei diesem Verfahren bleibt ein Abschnitt, der vor dem Biegen eben war, nach dem Biegen eben.	Bei diesem Verfahren bleibt ein senkrecht zur Bauteilachse planer Schnitt nach dem Biegen eben.
Sicherheitsfaktor	Bei dieser Methode wird kein Sicherheitsfaktor für Lasten verwendet.	Bei diesem Verfahren werden Bemessungslasten durch Multiplikation der Teilsicherheitsbeiwerte der Last mit den Betriebslasten erhalten.
Sparsamer Sinn	Das Verfahren ist weniger wirtschaftlich, da es dickere Abschnitte ergibt.	Das Verfahren ist wirtschaftlicher, da es dünnere Schnitte liefert.
Charakteristische Werte	Durchschnittliche oder statistische Werte werden bei der Arbeitsbelastungsmethode verwendet.	Aus dem probabilistischen Ansatz abgeleitete charakteristische Werte werden in der Grenzzustandsmethode verwendet.