Größeneinflüsse bei der Windbeanspruchung: Strukturbeiwerte c-index-s c-index-d nach EN 1991-1-4 für flache Bauwerke

Bei großflächigen Stahlleichtbauten wird die Windeinwirkung nicht nur für Dach- und Außenwandbauteile bemessungsrelevant, sondern auch für die Unterkonstruktion. Hohe Soglasten in Kombination mit großen Horizontalkräften infolge Wind erfordern schwere Gründungen. Bei einer mehrschiffigen Halle z. B. mit einem Grundriss von 384 m × 400 m (Raster: 9,6 m × 4 m) sind über 90 % aller Fundamente Innenfundamente. Hier kann mit zutreffenden Lastansätzen ein erhebliches Einsparpotential aktiviert werden.
Der Eurocode DIN EN 1991-1-4 [1] sieht auch für nicht schwingungsanfällige, flache Bauwerke die Möglichkeit zur Berücksichtigung von Größeneinflüssen vor. In diesem Beitrag werden die Strukturbeiwerte cscd und die Luv-Lee-Korrelation vorgestellt und Anwendungsmöglichkeiten diskutiert. Die Berücksichtigung von Größeneinflüssen bei der Windbeanspruchung wird in anderen europäischen Ländern bereits seit langem praktiziert. In der neuen ISO 4354 [7] werden die beiden Einflüsse bestätigt. In Deutschland dagegen wurde der Größeneinfluss nach DIN 1055-4:2005 [8] nur im Böenreaktionsfaktor G und zusammen mit Kraftbeiwerten und mittleren Geschwindigkeitsdrücken für schwingungsanfällige Systeme verwendet, oder er musste ebenso wie die Luv-Lee-Korrelation in aufwändigen winddynamischen Gutachten nachgewiesen werden.

Size influence on wind actions according to EN 1991-1-4: Structural factor cscd for shallow buildings.
For steel buildings with large floor areas, the wind action is not only design relevant for the roof and outside wall components, but also for the substructure. High suction in combination with large horizontal forces due to wind require heavy foundations. For a multi-bay low rise building with a floor size of for example 384 m × 400 m (9.6 m × 4 m grid), more than 90 % of all foundations are internal. Appreciable savings can be achieved here by applying appropriate loads.
The Eurocode DIN EN 1991-1-4 [1] also allows the possibility of considering the size influence for shallow buildings that are not susceptible to vibrations. This publication discusses the structural factor cscd and the windward-leeward correlation and their application possibilities. The size influence for wind actions has long been applied in other European countries. The new ISO 4354 [7] has now established both influences for use in design. However, in Germany, the size influence in DIN 1055-4: 2005 [8] has until now only been considered in the gust reaction factor G and together with force factors and average velocity pressures for structures susceptible to vibrations, or substantiated in elaborate wind dynamic expert reports, just as for the windward-leeward correlation.