Trapezblech. 0. Inhalt Allgemeines Grundlagen 2

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1 Spezifische Bauformen Seite 1/18 0. Inhalt 0. Inhalt 1 1. Allgemeines 1 2. Grundlagen Bemessung eines es unter Auflast Technische Aufgabe Konstruktive Empfehlungen Begleitende Regelungen Bemessung eines es unter abhebender Last Technische Aufgabe Konstruktive Empfehlungen Begleitende Regelungen 6 5. Bemessung eines es als Schubfeld Technische Aufgabe Begleitende Regelungen 8 6. Beispiel 9 7. Ausblick 9 8. Quellen 9 9. Anhang Allgemeines Kurzbeschreibung Bemessung von en nach Festigkeits- und Steifigkeitskriterien. Beanspruchung als Platte und Beanspruchung als Schubfeld Einordnung Spezifische Bauformen C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

2 Spezifische Bauformen Seite 2/18 Lernziele Trepezbleche bemessen können unter Berücksichtigung von Auflasten, abhebenden Lasten und Schubfeldbeanspruchung; Bemessung der zugehörigen Verbindungsmittel; Einschränkungen, Abgrenzung keine 2. Grundlagen Baustatik Ermittlung des Momenten- und Querkraftverlaufes entlang des Plattenstreifens Ermittlung der Verschiebungen entlang der Stabachse 3. Bemessung eines es unter Auflast 3.1 Technische Aufgabe Typische Abmessungen eines es hier: Hoesch T85.1 (Quelle: Prüfbescheid) e gelten als nur einachsig gespannt, eine Querverteilung von Lasten wird nicht angesetzt. Die Bemessung erfolgt daher wie ein Biegebalken. e werden aus statischen Gründen gerne als Drei- oder Mehrfeldträger verlegt, ungerne als Einfeldträger. e unterscheiden sich im wesentlichen in der Höhe der Profilierung sowie in der Blechdicke. Typische Höhen sind 40 mm, 85 mm, 135 mm Typische Blechdicken sind C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

3 Spezifische Bauformen Seite 3/18 0,75 mm; 0,88 mm; 1,0 mm; 1,25 mm; 1,50; Gängige Lieferlängen sind 12 m, aber auch länger. Die Bleche werden fertig korrosionsgeschützt (d.h. bandverzinkt und/oder beschichtet) auf die Baustelle geliefert. Die Ermittlung der Querschnittswerte ist aufwändig, da aufgrund der Dünnwandigkeit mit ausfallenden Querschnittsteilen im Druckbereich gerechnet werden muß. Die Nulllinie des Querschnittes muß daher iterativ bestimmt werden. Dabei muß auch noch zwischen Bereichen mit positivem und negativem Biegemoment unterschieden werden. -Querschnitt mit ausfallenden Querschnittsteilen An den Auflagern ist zu überprüfen, ob die vorhandenen Auflagerkräfte überhaupt in das eingetragen werden können (Stegkrüppeln). Stöße an en werden wie bei Koppelpfetten im Holzbau hergestellt: Ausreichend lange Überlappung und Stegschrauben, die ausreichend Querkräfte übertragen können. Ein kritischer Punkt ist die sogenannte Begehbarkeit. Hierfür sind verschiedene Kriterien festgelegt. Falls diese nicht erfüllt sind, müssen bei der Montage und beim späteren Begehen des Daches Bohlen ausgelegt werden. C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

4 Spezifische Bauformen Seite 4/18 Offensichtlich nicht begehbares Dach eines Sprinklertanks begangen von P. Knödel am In dem obigen Bild ist noch ein weiterer Mangel erkennbar: die Längsränder sind nicht miteinander verbunden. Dies hätte auch zu einem Durchfallen durch das Dach führen können. 3.2 Konstruktive Empfehlungen - Üblich ist eine Befestigung in jeder 2. Tiefsicke, auch wenn keine abhebenden Lasten maßgebend werden. - An Längsstößen, die planmäßig unbelastet sind, sind Verbindungsmittel im Abstand von 50 cm üblich (auch wenn dies von Verlegefirmen gelegentlich bestritten wird). Hier können statt Schrauben auch Becher-Blindniete eingesetzt werden. 3.3 Begleitende Regelungen e sind in DIN geregelt (auch Aluminium). Dort sind auch Verfahren angegeben, wie Querschnittswerte rechnerisch zu ermitteln sind. C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

5 Spezifische Bauformen Seite 5/18 Bild 4a in DIN Bild 4b in DIN Sicherheitskonzept: Gebrauchstauglichkeitsnachweis: 1,3 * vorhandene elastische Schnittgrößen aufnehmbare Schnittgrößen Tragsicherheitsnachweis: 1,7 * vorhandene Traglast-Schnittgrößen mit Reststützmoment aufnehmbare Schnittgrößen Die aufnehmbaren Schnittgrößen sind die nach DIN ermittelten Widerstandsgrößen oder die den Tabellen eines Prüfbescheides oder einer Zulassung entnommenen Größen. Anmerkung: Dieses Konzept wirkt aus heutiger Sicht merkwürdig und paßt nicht so richtig zu C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

6 Spezifische Bauformen Seite 6/18 den heute gewohnten Nachweisen das muß man historisch sehen, DIN ist von 1987! Zur besseren Ausnutzung der Tragfähigkeit ist es nach wie vor üblich, Versuchsserien zu fahren, deren Ergebnisse in einer Zulassung oder einem Prüfbescheid festgehalten werden (siehe Anhang). Die Bemessung erfolgt dann nach tabellierten aufnehmbaren Schnittgrößen oder nach zulässigen Stützweiten. 4. Bemessung eines es unter abhebender Last 4.1 Technische Aufgabe Abgesehen davon, daß die Schnittgrößen das Vorzeichen ändern, gewinnen die Verbindungsmittel und deren Tragverhalten große Bedeutung. Ausknöpfen der Verbindungsmittel wird maßgebend. 4.2 Konstruktive Empfehlungen - Es ist üblich, am Dachrand in jeder Tiefsicke zu befestigen, auch wenn das statisch nicht erforderlich ist (Bereich von Sogspitzen). 4.3 Begleitende Regelungen In DIN ist die übliche Ausführung von Befestigungen geregelt sowie Sonderformen. aus DIN C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

7 Spezifische Bauformen Seite 7/18 aus DIN C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

8 Spezifische Bauformen Seite 8/18 5. Bemessung eines es als Schubfeld 5.1 Technische Aufgabe Das Dachblech ist ohnehin da, also kann man es auch zur Übertragung von Schubkräften rechnerisch heranziehen, es wirkt dann planmäßig als aussteifendes Element. Schubfeld in einer Dachfläche 5.2 Begleitende Regelungen Nach DIN Abs darf die Schubfeldwirkung unabhängig von Auf- oder abhebenden Lasten nachgewiesen werden. Die Länge des Schubfeldes in Richtung der abzutragenden Last beträgt LS Schubfeldsteifigkeit GS = 10 4 / ( K1 + K2 / LS ) die Steifigkeitswerte K1 und K2 werden den Tragfähigkeitstabellen entnommen. Es gibt 3 unterschiedliche Begrenzungen für den Schubfluß: T1 und T2 werden den Tragfähigkeitstabellen entnommen, zul T3 = GS / 750 ergibt sich aus einer Verformungsbeschränkung. C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

9 Spezifische Bauformen Seite 9/18 Bild 14c aus DIN Die Verlegeflächen mit planmäßiger Schubfeldwirkung müssen nach DIN Abs im Verlegeplan als "Schubfeld" besonders gekennzeichnet sein. - Für die konstruktive Ausbildung von Öffnungen gilt DIN Teil 3 Abs Nach DIN muß ein Schubfeld an allen 4 Seiten aufgelagert sein. Dies ist nicht praxisgerecht, hierzu gibt es neuere Forschungsergebnisse. Ich empfehle, die äußerste Rippe des es als Druckglied zu rechnen. DIN Abs : Der Abstand von Verbindungsmitteln an den Längsrändern der e untereinander und zum Randträger darf nicht kleiner als 50 mm und nicht größer als 666 mm sein. 6. Beispiel siehe Musterstatik 7. Ausblick entfällt 8. Quellen [1] EN 1993 Eurocode 3 (EC3): Design of steel structures EN : General rules and rules for buildings. May EN : General rules; Supplementary rules for cold-formed members and sheeting. Final draft. C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

10 Spezifische Bauformen Seite 10/18 [2] DIN 18807: Trapezprofile im Hochbau. Trapezoidal sheeting in building. Teil 1: Stahltrapezprofile. Allgemeine Anforderungen, Ermittlung der Tragfähigkeitswerte durch Berechnung. Juni Part 1: Trapezoidal steel sheeting. General requirements and determination of loadbearing capacity by calculation. Teil 2: Stahltrapezprofile. Durchführung und Auswertung von Tragfähigkeitsversuchen. Juni Part 2: Trapezoidal steel sheeting. Determination of loadbearing capacity by testing. Teil 3: Stahltrapezprofile. Festigkeitsnachweis und konstruktive Ausbildung. Juni Part 3: Trapezoidal steel sheeting. Structural analysis and design. Teil 6: Aluminium-Trapezprofile und ihre Verbindungen. Ermittlung der Tragfähigkeitswerte durch Berechnung. September Part 6: Aluminium trapezoidal sheeting and their connections. Determination of load bearing capacity by calculation. Teil 7: Aluminium-Trapezprofile und ihre Verbindungen. Ermittlung der Tragfähigkeitswerte durch Versuche. September Part 7: Aluminium trapezoidal sheeting and their connections. Determination of load bearing capacity by test. Teil 8: Aluminium-Trapezprofile und ihre Verbindungen. Nachweise der Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit.. September Part 8: Aluminium trapezoidal sheeting and their connections. Verifications of load bearing capacity and usability. Teil 9: Aluminium-Trapezprofile und ihre Verbindungen. Anwendung und Konstruktion. Juni Part 9: Aluminium trapezoidal sheeting and their connections. Application and construction. [3] Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z : Verbindungselemente zur Verbindung von Bauteilen im Metallleichtbau. Erteilt vom Deutschen Institut für Bautechnik, Berlin, , Geltungsdauer bis [4] DASt Richtlinie 016: Bemessung und konstruktive Gestaltung von Tragwerken aus dünnwandigen kaltgeformten Bauteilen. Verlagsgesellschaft 1988 (Neudruck 1992). Herstellergebundene Produktinformationen: [5] [6] ThyssenKrupp Hoesch Bausysteme [7] Ministerium für Bauen und Wohnen des Landes Nordrhein-Westfalen: Prüfbescheid Nr. II B vom Typenentwurf: Querschnitts- und Tragfähigkeitswerte für Stahltrapezprofile. Antragsteller: ThyssenKrupp Hoesch Bausysteme GmbH, Hammerstr. 11, D Kreuztal. Geltungsdauer bis C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

11 Spezifische Bauformen Seite 11/18 Spezialisiertes Ingenieurbüro: Ingenieurbüro für Leichtbau Dipl.-Ing. Rainer Holz, Rehbuckel 7, Karlsruhe (Hohenwettersbach) (07 21) , Fax - 50, rainer.holz@ifleichtbau.de C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

12 Spezifische Bauformen Seite 12/18 9. Anhang Titelseite eines Prüfbescheides (hier exemplarisch für Hoesch) C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

13 Spezifische Bauformen Seite 13/18 Tragfähigkeitswerte für ein Trapezprofil (hier exemplarisch für Hoesch T85) C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

14 Spezifische Bauformen Seite 14/18 Tragfähigkeitswerte für ein Trapezprofil (hier exemplarisch für Hoesch T85) C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

15 Spezifische Bauformen Seite 15/18 Zulassung Verbindungsmittel (Titelblatt) C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

16 Spezifische Bauformen Seite 16/18 Zulassung Verbindungsmittel Anlage 1.1: Befestigungstypen C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

17 Spezifische Bauformen Seite 17/18 Tragfähigkeitswerte für eine Gewindefurchende Schraube (hier exemplarisch für EJOT JZ3) C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc

18 Spezifische Bauformen Seite 18/18 Tragfähigkeitswerte für eine Bohrschraube (hier exemplarisch für EJOT JT3) C:\user\\Skript\SpezForm\Indu\Trapez_ _b.doc