Statikbuch Charakteristische Werte Pitzl HVP Verbinder

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2 1. Allgemeines Pitzl HVP Verbinder sind zweiteilige Verbinder für verdeckte Anschlüsse von Nebenträger an Hauptträger oder Stützen. Die Tragfähigkeit der Pitzl HVP Verbinder ist durch statische Berechnungen und Versuche bestimmt worden. Eine europäische Zulassung ist beantragt. Im Folgenden werden Bemessungsgleichungen zur Berechnung der charakteristischen Tragfähigkeiten angegeben, wie sie auch in der europäischen Zulassung zu finden sein werden. So kann in Abhängigkeit der Tragfähigkeit der gewählten Verbindungsmittel in dem gewählten Holzwerkstoff sowie der Verbindungsgeometrie (geneigter Nebenträger) die Tragfähigkeit des Anschlusses berechnet werden. Für typische Materialkombinationen und Geometrie ist die maßgebende charakteristische Tragfähigkeit in Tabellen im Abschnitt 4 angegeben. 2. Bemessungskonzept Pitzl HVP Verbinder sind nach den geltenden Normen im Holzbau DIN 1052:2008 zu bemessen. Die im Folgenden angegebenen Gleichungen wurden unter Berücksichtigung der europäischen Norm Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauwerken (DIN EN : ) bestimmt und berücksichtigen damit den aktuellen Stand der technischen Entwicklung hinsichtlich Sicherheitskonzept, Schnittgrößenermittlung und Bemessung Abgrenzung zu DIN 1052:1988 In DIN 1052:1988 wurden zulässige Spannungen mit den vorhandenen Spannungen aus ständigen und veränderlichen Lasten verglichen. Durch Abminderung oder Erhöhung der zulässigen Spannungen wurden unterschiedliche Randbedingungen berücksichtigt. vorh 1,0 zul Die Bemessung nach DIN 1052:1988 ist mit Ablauf der Übergangsfrist vom nicht mehr zulässig. Mit dem Ziel eines im europäischen Rahmen einheitlichen Systems wurde mit DIN 1052:2004 das semiprobabilistische Konzept der Bemessung nach Grenzzuständen eingeführt. Auf der Einwirkungsseite werden die charakteristischen Lasten durch Teilsicherheitsfaktoren erhöht (γ G = 1,35 für ständige, γ Q = 1,5 für veränderliche Einwirkungen). Während auf der Widerstandsseite die charakteristischen Tragfähigkeiten durch Division mit dem Teilsicherheitsbeiwert γ M abgemindert werden. Für Holzwerkstoffe wird der Einfluss der Nutzungsklasse und der Lasteinwirkungsdauer zusätzlich durch den Modifikationsbeiwert k mod berücksichtigt. 2

3 Modifikationsbeiwert k mod nach DIN 1052:2008 Baustoff Vollholz und Brettschichtholz Nutzungsklasse Klasse der Lasteinwirkungsdauer ständig lang mittel kurz sehr kurz 1 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10 2 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10 3 0,50 0,55 0,65 0,70 0,90 3. Bemessungsgleichungen Im Folgenden werden Bemessungsgleichungen zur Berechnung der charakteristischen Tragfähigkeiten angegeben, wie sie auch in der europäischen Zulassung zu finden sein werden. So kann in Abhängigkeit der Tragfähigkeit der gewählten Verbindungsmittel in dem gewählten Holzwerkstoff sowie der Verbindungsgeometrie (geneigter Nebenträger) die Tragfähigkeit des Anschlusses berechnet werden. Pitzl HVP Verbinder sind für die Verwendung in den Nutzungsklassen 1 und 2 vorgesehen. Die Tragfähigkeitswerte werden für die Beanspruchungsrichtungen in Einschubrichtung (F2) und rechtwinklig zur Einschubrichtung (F4) sowie rechtwinklig zur Verbinderebene (F1) angegeben. Es wird davon ausgegangen, dass die Kraft in Einschubrichtung (F2) und die Kraft rechtwinklig zur Verbinderebene ( F1) in der Achse des Nebenträgers wirken. Bei der Bemessung und Lagerung des Hauptträgers ist das Torsionsmoment aus dem Nebenträgeranschluss zu berücksichtigen. Der Nachweis des Anschlusses des HVP Verbinders an Beton- oder Stahlbauteile ist mit der angegebenen Querkraft zu führen. Die angegebenen Tragfähigkeitswerte gelten unter Voraussetzung, dass alle vorgesehenen Verbindungsmittel eingebaut werden. Der Anschluss an Beton- oder Stahlteile muss mit mindestens 2 Verbindungsmitteln in den oberen Bohrungen erfolgen Baustoffe Holzwerkstoffe: Vollholz aus Nadelholz nach EN 338: Brettschichtholz, Festigkeitsklassen GL24 bis GL36 nach EN 1194: Furnierschichtholz nach EN Holzwerkstoffe nach Zulassung (z.b. Brettsperrholz) Verbindungsmittel: Vollgewindeschrauben Ø4.5, Ø5 und Ø8 nach EN oder nach Zulassung Bolzen bzw. Ankerdübel Ø12 und Ø14 nach EN bzw. G 001 oder Zulassung HVP Verbinder: Aluminium EN AW-6082 T651 nach EN 485, geometrische Kennwerte nach Tabelle 1 3

4 Tabelle 1: Kennwerte HVP Verbinder HVP Breite b Höhe h Schrauben- Ø Anzahl Schrauben n90,j n45,j n90,h n45,h e1,j [m] e2, J [m] e1, H [m] e2, H [m] ,022 0, ,055 0, ,193 0,261 0,173 0, ,370 0,676 0,360 0, ,566 1,58 0,488 1, ,675 1,33 0,676 1, ,986 2,93 0,910 2, ,319 1,28 0,564 0, ,444 2,51 0,725 1, ,610 4,47 0,930 2, ,792 7,13 1,18 3, ,01 10,8 1,47 5, ,26 15,6 1,80 7, ,54 21,6 2,17 10, ,85 29,0 2,58 13, ,91 37,9 3,04 17, Holz-Holz Verbindung Belastung rechtwinklig zur Verbinderebene (nur HVP Verbinder 8420 bis 8460): l (1) Belastung in Einschubrichtung: (2) HVP Verbindung 8045 bis 8320: HVP Verbindung 8420 bis 8460: (5) (3) (4) (6) 4

5 Belastung rechtwinklig zur Einschubrichtung: (7) mit: l l l l 5

6 F4 e F1 Header Joist F1 F4 + F2 Abbildung 1: Definition der Exzentrizität e Für die Tragfähigkeit der HVP Verbinder bei kombinierter Beanspruchung gilt: (8) F 1,Ed F 1,Rd F 2,Ed F 2,Rd F 4,Ed F 4,Rd mit: Bemessungswert der Beanspruchung im Lastfall F1 (rechtwinklig zur Verbinderebene) Bemessungswert der Tragfähigkeit im Lastfall F1 (rechtwinklig zur Verbinderebene) Bemessungswert der Beanspruchung im Lastfall F2 (in Einschubrichtung) Bemessungswert der Tragfähigkeit im Lastfall F2 (in Einschubrichtung) Bemessungswert der Beanspruchung im Lastfall F4 (rechtwinklig zur Einschubrichtung) Bemessungswert der Tragfähigkeit im Lastfall F4 (rechtwinklig zur Einschubrichtung) 3.3. Holz-Stahl oder Holz-Beton Verbindung (nur HVP 8420 bis 8460) Belastung in Einschubrichtung (9) (10) (11) mit: Anzahl Bolzen oder Ankerdübel, n 90,H 2 Tragfähigkeit auf Abscheren der Bolzen oder Ankerdübel 6

7 4. Bemessungstabellen Im Folgenden werden charakteristische Werte der Tragfähigkeit für bestimmte Materialkombinationen angegeben. Als Verbindungsmittel sind Spax Vollgewindeschrauben Ø 5 x 60 mm oder Ø 5 x 80 mm (nach Zulassung Z ) in Holzbauteilen der Festigkeitsklasse GL 24h oder C24 sowie Spax Vollgewindeschrauben Ø 8 x 160 mm oder Ø 8 x180 mm (nach Zulassung Z ) in Holzbauteilen der Festigkeitsklasse GL24h oder GL28h vorgesehen. Pitzl HVP Verbinder sind für die Verwendung in den Nutzungsklassen 1 und 2 vorgesehen. Die Tragfähigkeitswerte werden für die Beanspruchungsrichtungen in Einschubrichtung (F2) und rechtwinklig zur Einschubrichtung (F4) sowie rechtwinklig zur Verbinderebene ( F1) angegeben. Es wird davon ausgegangen, dass die Kraft in Einschubrichtung (F2) und die Kraft rechtwinklig zur Verbinderebene ( F1) in der Achse des Nebenträgers wirken. Bei der Bemessung und Lagerung des Hauptträgers ist das Torsionsmoment aus dem Nebenträgeranschluss zu berücksichtigen. Wird der HVP Verbinder an Beton- oder Stahlbauteile angeschlossen, ist zusätzlich die Tragfähigkeit der Bolzen- oder Ankerdübel nachzuweisen (siehe Abschnitt 3.3). Der Anschluss an Beton- oder Stahlteile muss mit mindestens 2 Verbindungsmitteln in den oberen Bohrungen erfolgen. Die angegebenen Tragfähigkeitswerte gelten unter der Voraussetzung, dass alle vorgesehenen Verbindungsmittel eingebaut werden Baustoffe Holzwerkstoffe: Vollholz aus Nadelholz mind. Festigkeitsklasse C24 nach EN 338: Brettschichtholz mind. Festigkeitsklasse GL24h bzw. GL28h nach EN 1194: Verbindungsmittel: Spax Vollgewindeschrauben Ø 4.5 x 50 oder Ø 4.5 x 60 mm (nach Zulassung Z ) Spax Vollgewindeschrauben Ø 5 x 60 oder Ø 5 x 80 mm (nach Zulassung Z ) Spax Vollgewindeschrauben Ø 8 x 160 oder Ø 8 x 180 mm (nach Zulassung Z ) 7

8 4.2. Tragfähigkeitstabellen Die Tragfähigkeit der HVP Verbinder wird für folgende Kombinationen angegeben: Kombination 1: HVP 8045 bis 8075: C24, Ø 4.5 x 50 mm HVP 8160 bis 8320: C24, Ø 5 x 60 mm HVP 8420 bis 8460: GL24h, Ø 8 x 160 mm Kombination 2: Kombination 3: HVP 8045 bis 8075: GL24h, Ø 4.5 x 50 mm HVP 8160 bis 8320: GL24h, Ø 5 x 60 mm HVP 8420 bis 8460: GL28h, Ø 8 x 160 mm HVP 8045 bis 8075: C24, Ø 4.5 x 60 mm HVP 8160 bis 8320: C24, Ø 5 x 80 mm HVP 8420 bis 8460: GL24h, Ø 8 x 180 mm Kombination 4: HVP 8045 bis 8075: GL24h, Ø 4.5 x 60 mm HVP 8160 bis 8320: GL24h, Ø 5 x 80 mm HVP 8420 bis 8460: GL28h, Ø 8 x 180 mm Die Exzentrizität e zur Bestimmung der Tragfähigkeit rechtwinklig zur Einschubrichtung (F4) wird zu e = 0 angenommen. Wirkt die Kraft nicht im Mittelpunkt des HVP Verbinders (z.b. bei Fassadenriegeln) ist die Tragfähigkeit nach Gleichung (7) zu berechnen (siehe Abschnitt 3.2). Dabei können die Tragfähigkeitswerte der einzelnen Schraubenverbindungen nach Tabelle 2 verwendet werden. Tabelle 2: Kombinationen, Schraubentragfähigkeit HVP Kombination Schrauben Material charakteristische Tragfähigkeit einer Schraube Ø l F la,j,rk [N] F ax,j,rk [N] F la,h,rk [N] F ax,h,rk [N] C GL24h C GL24h C GL24h C GL24h GL24h GL28h GL24h GL28h

9 Tabelle 3: Kombination 1 (Ø 4.5 x 50 / C24; Ø 5 x 60 / C24 ; Ø 8 x 160 / GL24h) HVP Breite b Höhe h Anzahl, Abmessungen Schrauben Ø n90,j n45,j n90,h n45,h l Material F1,Rk F2,Rk F4,Rk C24 2,9 2, C24 5,4 4, C24 9,5 10, C24 22,0 19, C24 27,9 24, C24 32,1 25, C24 36,7 31, GL24h 37,4 48,3 23, GL24h 37,4 72,4 30, GL24h 37,4 96,5 37, GL24h 37, , GL24h 37, , GL24h 37, , GL24h 37, , GL24h 37, , GL24h 37, ,3 9

10 Tabelle 4: Kombination 2 (Ø 4.5 x 50 / GL 24h; Ø 5 x 60 / GL 24h ; Ø 8 x 160 / GL 28h) HVP Breite b Höhe h Anzahl, Abmessungen Schrauben Ø n90,j n45,j n90,h n45,h l Material F1,Rk F2,Rk F4,Rk GL24h 3,1 2, GL24h 5,6 4, GL24h 9,9 11, GL24h 23,5 19, GL24h 29,0 25, GL24h 33,5 26, GL24h 39,2 32, GL28h 39,8 51,3 24, GL28h 39,8 76,9 31, GL28h 39, , GL28h 39, , GL28h 39, , GL28h 39, , GL28h 39, , GL28h 39, , GL28h 39, ,3 10

11 Tabelle 5: Kombination 3 (Ø 4.5 x 60 / C 24; Ø 5 x 80 / C24 ; Ø 8 x 180 / GL 24h) HVP Breite b Höhe h Anzahl, Abmessungen Schrauben Ø n90,j n45,j n90,h n45,h l Material F1,Rk F2,Rk F4,Rk C24 3,5 2, C24 5,4 4, C24 9,5 10, C24 23,6 19, C24 27,9 24, C24 32,1 25, C24 40,7 31, GL24h 42,1 54,2 23, GL24h 42,1 81,3 30, GL24h 42, , GL24h 42, , GL24h 42, , GL24h 42, , GL24h 42, , GL24h 42, , GL24h 42, ,3 11

12 Tabelle 6: Kombination 4 (Ø 4.5 x 60 / GL 24h; Ø 5 x 80 / GL 24h ; Ø 8 x 180 / GL 28h) HVP Breite b Höhe h Anzahl, Abmessungen Schrauben Ø n90,j n45,j n90,h n45,h l Material F1,Rk F2,Rk F4,Rk GL24h 3,7 2, GL24h 5,6 4, GL24h 9,9 11, GL24h 24,6 19, GL24h 29,0 25, GL24h 33,5 26, GL24h 42,4 32, GL28h 44,7 57,6 24, GL28h 44,7 86,4 31, GL28h 44, , GL28h 44, , GL28h 44, , GL28h 44, , GL28h 44, , GL28h 44, , GL28h 44, ,3 12

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