Bemessung und Konstruktion im Holzbau Formelsammlung

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1 Bemessung und Konstruktion im Holzbau ormelsammlung ür Holzbau nach DIN EN : DIN EN /A: DIN EN /NA: Zusammengestellt von: Dr. Holger Schopbach Charakteristische Materialkennwerte: Nadelholz und Brettschichtholz 1-1 Nadelholz [DIN EN 338] Brettschichtholz [DIN 105] estigkeitsklasse C4 C30 GL4 GL8 GL3 h c h c h c estigkeitskennwerte [N/mm²] Biegung f m,k 4 3) 30 3) 4 4)5) 8 4)5) 3 4)5) Zug parallel f t,0,k 14 3) 18 3) 16, ,5 16,5,5 19,5 rechtwinklig f t,90,k 0,4 0,5 Druck parallel f c,0,k , ,5 rechtwinklig f c,90,k,5,7,7,4 3,7 3,3 3 Schub und Torsion f v,k 1,),5 1) Rollschub f R,k 0,8 1,0 Steifigkeitskennwerte [N/mm²] Elastizitätsmodul parallel E 0,mean E 0, rechtwinklig E 90,mean Schubmodul G mean G 0, Rohdichtekennwerte [kg/m³] Rohdichte ρ k Anmerkungen für Nadelholz Die tabellierten Eigenschaften gelten für Holz mit einem bei 0 C und 65% rel. Luftfeuchte üblichen euchtegehalt. 1) Bei fv,k handelt es sich um die mit kcr entsprechend dem nationalen Anhang (NDP 6.1.7()) reduzierte Schubfestigkeit. ) Die Schubfestigkeit von Nadelschnittholz darf in Bereichen, die mind. 1,5 m vom Hirnholzende entfernt liegen, um 30% erhöht werden. 3) ür Bauteile aus Vollholz (ρk 700 kg/m³) mit Rechteckquerschnitten und Querschnittshöhen bei Biegung oder der größten Querschnittsabmessung bei Zug, die weniger als 150 mm betragen, dürfen die charakteristischen Werte für fm,k und ft,0,k mit dem Beiwert kh erhöht werden. 0, 150 kh = min ;1,3 h h kh 1,30 1,0 1,13 1,08 1,05 1,01 1,00 Anmerkungen für Brettschichtholz 4) ür Bauteile aus Brettschichtholz mit Rechteckquerschnitten und Querschnittshöhen bei Biegung oder oder der größten Querschnittsabmessung bei Zug, die weniger als 600 mm betragen, dürfen die charakteristischen Werte für fm,k und ft,0,k mit dem Beiwert kh erhöht werden. 0,1 600 kh = min ;1,1 h h kh 1,10 1,08 1,06 1,05 1,04 1,03 1,0 1,01 1,01 1,00 5) Bei Hochkant-Biegebeanspruchung der Lamellen von homogenem Brettschichtholz aus mindestens vier nebeneinander liegenden Lamellen darf die charakteristische Biegefestigkeit mit dem aktor 1, erhöht werden. Bemessungswert: f d = f k k mod / γ M (γ M, Holz = 1,3) Bundesbildungszentrum Kassel 1

2 Charakteristische Materialkennwerte: OSB- und Spanplatten 1- Beanspruchung OSB/ und OSB/3 [DIN EN ] parallel zur Spanrichtung der Deckschicht rechtwinklig zur Spanrichtung der Deckschicht Nenndicke der Platten [mm] > 6 bis 10 > 10 bis 18 > 18 bis 5 > 6 bis 10 > 10 bis 18 > 18 bis 5 estigkeitskennwerte [N/mm²] Plattenbeanspruchung Biegung f m,k 18,0 16,4 14,8 9,0 8, 7,4 Druck [DIN 105] f c,90,k 10,0 Schub f v,k 1,0 Scheibenbeanspruchung Biegung f m,k 9,9 9,4 9,0 7, 7,0 6,8 Zug f t,k 9,9 9,4 9,0 7, 7,0 6,8 Druck f c,k 15,9 15,4 14,8 1,9 1,7 1,4 Schub f v,k 6,8 Elastizitätsmodul 1) E mean Schubmodul 1) G mean Elastizitätsmodul 1) E mean Schubmodul 1) G mean Steifigkeitskennwerte [N/mm²] Plattenbeanspruchung Scheibenbeanspruchung Rohdichtekennwerte [kg/m³] Rohdichte ρ k 550 Kunstharzgebundene Spanplatten P4 und P5 [DIN EN ] P4 Nenndicke der Platten [mm] > 6 bis 13 > 13 bis 0 0 > bis 5 > 6 bis 13 > 13 bis 0 0 > bis 5 estigkeitskennwerte [N/mm²] Plattenbeanspruchung Biegung f m,k 14, 1,5 10,8 15,0 13,3 11,7 Druck [DIN 105] f c,90,k 10,0 10,0 Schub f v,k 1,8 1,6 1,4 1,9 1,7 1,5 Scheibenbeanspruchung Biegung f m,k 8,9 7,9 6,9 9,4 8,5 7,4 Zug f t,k 8,9 7,9 6,9 9,4 8,5 7,4 Druck f c,k 1,0 11,1 9,6 1,7 11,8 10,3 Schub f v,k 6,6 6,1 5,5 7,0 6,5 5,9 Elastizitätsmodul ) E mean Schubmodul [DIN 105] ) G mean Elastizitätsmodul ) E mean Schubmodul ) G mean Steifigkeitskennwerte [N/mm²] Plattenbeanspruchung Scheibenbeanspruchung Rohdichtekennwerte [kg/m³] Rohdichte ρ k Plattenbeanspruchung Scheibenbeanspruchung P5 Anmerkungen für OSB-Platten 1) ür die charakteristischen Steifigkeitskennwerte E0,05 und G0,05 von OSB-Platten gelten die Rechenwerte: E0,05 = 0,85 Emean G0,05 = 0,85 Gmean Anmerkungen für kunstharzgebundene Spanplatten ) ür die charakteristischen Steifigkeitskennwerte E0,05 und G0,05 von Spanplatten gelten die Rechenwerte: E0,05 = 0,8 Emean G0,05 = 0,8 Gmean Bemessungswert: f d = f k k mod / γ M (γ M, Holz = 1,3) Bundesbildungszentrum Kassel

3 Modifikationsbeiwert k mod 1-3 KLED Vollholz, 1) Brettschichtholz ), urnierschichtholz LVL 3), Balkenschichtholz, 4) Brettsperrholz, 4) Massivholzplatten, 4) Sperrholz 5) Kunstharz- und zementgebundene Spanplatten, OSB-Platten, Holzfaserplatten (hart) P4 6), P5 ZSP, OSB/ 6) HB.LA 6) HB.HLA1 o. P6 6), P7 OSB/3 o. /4 Gipsplatten GKB 6), GK 6), GKBI, GKI, Gipsfaserplatten, Holzfaserplatten, (mittelhart und MD) MBH.LA1 o. 6), MBH.HLS1 o. 7), MD.LA 6), MD.HLS NKL 1 und ständig 0,6 0,5 0,3 0, 0,4 0,3 0, 0,15 lang 0,7 0,55 0,45 0,3 0,5 0,4 0,4 0,3 mittel 0,8 0,65 0,65 0,45 0,7 0,55 0,6 0,45 kurz 0,9 0,7 0,85 0,6 0,9 0,7 0,8 0,6 (0,45 8) ) sehr kurz 1,1 0,9 1,1 0,8 1,1 0,9 1,1 0,8 1) Keilgezinktes Vollholz nur zulässig in NKL 1 und ) Lamellendicke max. 35 mm in NKL 3 3) Technische Klasse LVL1 nur für NKL 1, LVL für NKL 1 und, LVL3 für alle NKL 4) Nur zulässig in NKL 1 und 5) Technische Klasse Trocken nur für NKL 1, eucht für NKL 1 und, Außen für alle NKL 6) Nur zulässig in NKL 1 7) In NKL nur zulässig für kurze und sehr kurze Einwirkungen 8) Gilt für Holzfaserplatten (mittelhart und MD) bei KLED= kurz Verformungsbeiwert k def 1-4 NKL Vollholz, 1)) Brettschichtholz 3), urnierschichtholz LVL (urniere faserparallel), Balkenschichtholz, 4) Brettsperrholz, 4) Massivholzplatten 4) Sperrholz 5) urnierschichtholz LVL, (mit Querfurnieren) Spanplatten (kunstharz und zementgebunden), OSB-Platten, Holzfaserplatten (hart und MD) P4 6), P5, ZSP, OSB/ 6) HB.LA 6) HB.HLA1 o. MD.LA 6) MD.HLS P6 6), P7 OSB/3 o. /4 Holzfaserplatten MBH.LA1 o. 6), MBH.HLS1 o. Gipsplatten GKB 6), GK 6), GKBI, GKI, Gipsfaserplatten 1 0,6 0,8,5 1,5 3,0 3,0 0,8 1,0 3,0,5 4,0 4,0 3,0,5 1) Vollholz mit Einbaufeuchte > 30%, das unter Belastung austrocknet: NKL 1: 1,6; NKL : 1,8; NKL 3: 3,0 ) Keilgezinktes Vollholz nur zulässig in NKL 1 und 3) Lamellendicke max. 35 mm in NKL 3 4) Nur zulässig in NKL 1 und 5) Technische Klasse Trocken nur für NKL 1, eucht für NKL 1 und, Außen für alle NKL 6) Nur zulässig in NKL 1 Bundesbildungszentrum Kassel 3

4 Rechenwerte für das Schwind- und Quellmaß rechtwinklig zur aser bzw. in Plattenebene 1-5 Vollholz 1) Schwind- und Quellmaß in % für Änderungen der Holzfeuchte um 1% unterhalb der asersättigung Holzwerkstoffe Nadelholz ) (z. B. ichte, Kiefer, Tanne, Lärche, Douglasie) 0,5 0,0 Sperrholz, Brettsperrholz, Massivholzplatten in Plattenebene 0,3 Sperrholz rechtw. zur Plattenebene 0,5 Laubholz 0,35 0,035 1) Bei Vollholz gilt in aserrichtung ein Rechenwert von 0,01 %/% ) Werte gelten auch für Balken- und Brettschichtholz aus diesen Holzarten 0,03 Brettsperrholz, Massivholzplatten rechtwinklig zur Plattenebene Kunstharzgebundene Spanplatte, aserplatte OSB/, OSB/3, Zementgebundene Spanplatte 0,015 OSB/4 0,01 0,3 0,03 urnierschichtholz in aserrichtung der Deckfurnier rechtwinklig dazu (ohne Querfurniere) rechtwinklig dazu (mit Querfurnieren) Nutzungsklasse NKL 1-6 NKL Gleichgewichtsfeuchte u des Holzes Umgebungsklima Beispiel % 1) (mittl. Gleichgewichtsfeuchte 1%) 10 0% ) (mittl. Gleichgewichtsfeuchte 0%) 0 C und 65% rel. Luftfeuchtigkeit, die nur für einige Wochen pro Jahr überschritten wird 0 C und 85% rel. Luftfeuchtigkeit, die nur für einige Wochen pro Jahr überschritten wird 3) Klimabedingungen, die zu 3 1 4% höheren Holzfeuchten führen beheizte Innenräume überdachte, offene Tragwerke frei der Witterung ausgesetzte Bauteile 1) In den meisten Nadelhölzern wird in der Nutzungsklasse 1 eine mittlere Ausgleichsfeuchte von 1 % nicht überschritten. ) In den meisten Nadelhölzern wird in der Nutzungsklasse eine mittlere Ausgleichsfeuchte von 0 % nicht überschritten. 3) NKL 3 schließt auch Bauwerke ein, in denen sich höhere Gleichgewichtsfeuchten einstellen können 4 Bundesbildungszentrum Kassel

5 Klassen der Lasteinwirkungsdauer (KLED) 1-7 Klasse der Lasteinwirkungsdauer KLED Größenordnung der akkumulierten Dauer der char. Lasteinwirkung Beispiele ständig länger als 10 Jahre Eigenlasten lang 6 Monate bis 10 Jahre Lagerstoffe mittel 1 Woche bis 6 Monate Verkehrslasten kurz kürzer als eine Woche Schneelasten sehr kurz kürzer als eine Minute Anprallasten Bei Lastkombinationen aus Einwirkungen, die zu verschiedenen KLED gehören, ist für die Bestimmung von k mod die Einwirkung mit der kürzesten Dauer maßgebend; nur für diese Zeitspanne treten die Einwirkungen gleichzeitig auf. Teilsicherheitsbeiwerte γ G, γ Q und γ M 1-8 ständige Einwirkung γ G Einwirkungen (DIN EN 1990) Tragfähigkeit Gebrauchstauglichkeit Tragfähigkeit veränderliche Einwirkung γ Q ständige Einwirkung γ G veränderliche Einwirkung γ Q Holz, Holz- bzw. Gipswerkstoffe γ M Material Stahl in Verbindungen Biegung, Zug/Scheren γ M Nagelplatten γ M Gebrauchstauglichkeit 1,35 (1,0 1) ) 1,5 (0 1) ) 1,0 1,0 1,3 1,3 (1,1 ) ) 1,5 1,0 1) Klammerwerte für günstige Einwirkung ) Beim vereinfachten Nachweis für stiftförmige Verbindungsmittel entsprechend DIN EN /NA darf γm = 1,1 gewählt werden. γ M Bundesbildungszentrum Kassel 5

6 Einteilung der Einwirkungen und Beiwerte 1-9 KLED ψ 0 1) Wichten und lächenlasten (Eigenlasten) G k nach DIN EN ständig 1,0 1,0 Kategorie Lotrechte Nutzlasten Q k,n nach DIN EN A Spitzböden, Wohn- und Aufenthaltsräume mittel 0,7 0,3 B Büroflächen, Arbeitsflächen, lure mittel 0,7 0,3 C Räume, Versammlungsräume und lächen, die der Ansammlung von Personen dienen können (mit Ausnahme von unter A, B, D und E festgelegten Kategorien) ψ 1) kurz 0,7 0,6 D Verkaufsräume mittel 0,7 0,6 E1 Lager, abriken und Werkstätten, Ställe, Lagerräume und Zugänge lang E lächen für den Betrieb mit Gabelstaplern mittel Verkehrs- und Parkflächen für leichte ahrzeuge (Gesamtlast 30 kn) Zufahrtsrampen zu diesen lächen mittel kurz 1,0 0,8 0,7 0,6 H nicht begehbare Dächer, außer für übliche Erhaltungsmaßnahmen, Reparaturen kurz 0 0 K Hubschrauber Regellasten kurz T Treppen und Treppenpodeste kurz Z Zugänge, Balkone und Ähnliches kurz Horizontale Nutzlasten Q k,n nach DIN EN Horizontale Nutzlasten infolge von Personen auf Brüstungen, Geländern und anderen Konstruktionen, die als Absperrung dienen Horizontallasten zur Erzielung einer ausreichenden Längs- und Quersteifigkeit Horizontallasten für Hubschrauberlandeplätze auf Dachdecken, für horizontale Nutzlasten, für den Überrollschutz Windlasten Q k,w nach DIN EN Schnee- und Eislasten Q k,s nach DIN EN kurz ) kurz sehr kurz kurz/sehr 3) 0,6 0 kurz Geländehöhe des Bauwerkstandortes über NN 1000 m kurz 0,5 0 Geländehöhe des Bauwerkstandortes über NN > 1000 m mittel 0,7 0, Anpralllasten nach DIN EN Horizontallasten aus Kran- und Maschinenbetrieb nach DIN EN ) ψ-werte nach DIN EN 1990/NA ) Entsprechend den zugehörigen Lasten. 3) Bei Windlasten darf für kmod das Mittel aus kurz und sehr kurz verwendet werden. sehr kurz kurz 6 Bundesbildungszentrum Kassel

7 Querschnittschwächungen 1-10 Querschnittschwächungen, z. B. durch Bohrungen, Einfräsungen und Einschnitte, sind beim Tragfähigkeitsnachweis rechnerisch zu berücksichtigen. Die Nachweisführung erfolgt mit A Netto: A n = A - A (nutzbare Querschnittsfläche); unter A versteht man durch Verbindungsmittel und Einschnitte entstehende Querschnittschwächungen. Nicht berücksichtigt werden Löcher und Aussparungen, wenn sie in der Druckzone von Holzbauteilen liegen und wenn sie mit einem Baustoff ausgefüllt sind, dessen Steifigkeit größer als die des Holzes oder Holzwerkstoffes ist. Baumkanten, die den Sortierkriterien der DIN bzw. der DIN EN entsprechen, gelten ebenfalls nicht als Querschnittschwächung. Querschnittschwächungen durch Verbindungsmittel Verbindungsmittel ehlfläche Erläuterung Nägel Klammern Schrauben nicht vorgebohrt vorgebohrt 1) nicht vorgebohrt vorgebohrt 1) d 6 mm: Schwächung wird vernachlässigt d > 6 mm: d b d b Schwächung wird vernachlässigt d 6 mm: Schwächung wird vernachlässigt d > 6 mm: d b d b Stabdübel, Passbolzen Bolzen, Gewindestangen d b (d + 1 mm) b Dübel bes. Bauart Mittelholz ) A + (d + 1 mm) b Seitenholz ) A + (d + 1 mm) b 1 Bei mehreren Verbindungsmittelreihen A A 3 A + A V Querschnittschwächungen durch Keilzinkenverbindungen nach DIN EN 385 Querschnitte mit Breiten bzw. Höhen bis 300 mm Universal-Keilzinkenverbindung bei BSH Schwächung wird vernachlässigt A = 0, b h 1) Bei vorgebohrten Verbindungsmitteln darf der Bohrlochdurchmesser angesetzt werden. Nägel sollten mit max. 0,8 d vorgebohrt werden. Schrauben müssen im Schaftbereich mit d und sollten im Gewindebereich mit 0,7 d vorgebohrt werden. ) Die Länge der Bohrlöcher darf rechnerisch um die Einlass-/ Einpresstiefe he der Dübel verringert werden. Mindestdicken und -querschnitte tragender Bauteile 1-11 Vollholz Brettschichtholz ) Sperrholz Spanplatten kunstharzgebunden, zementgebunden OSB-Platten aserplatten HB.HLA aserplatten MBH.LA Gipsplatten GKB, GK, GKBI, GKI, Gipsfaserplatten (G) Dicke 1) mm Dachlatten 3) 1150 mm² (4 48 mm) Dicke 50 mm Querschnitt 5000 mm² Dicke 6 mm 5 Lagen 4) Dicke 8 mm 5) Dicke 4 mm Dicke 6 mm Dicke GKB, GK, GKBI, GKI 1,5 mm G 10 mm 1) Empfohlener Wert (ehemals nach DIN EN 336) ) Nach DIN EN 390, bezogen auf 1% Holzfeuchte 3) Nach DIN ) Mittragende Beplankungen von Wandtafeln 3 Lagen 5) Aussteifende Beplankungen von Holztafeln 6 mm bei kunstharzgebundenen Spanplatten und OSB-Platten Bundesbildungszentrum Kassel 7

8 Maßgebende Schnittgrößen und Durchbiegungen von Kragträgern und Einfeldträgern -1 Kragträger Belastungsfall Auflagerkräfte Biegemoment Durchbiegung B = M B = - l M (x) = - x 3 1 l 1 MB l w = = 3 E I 3 E I B = q l Einfeldträger q l² MB = q x² M(x) = 4 1 q l 1 MB l w = = 8 E I 4 E I Belastungsfall Auflagerkräfte Biegemoment Durchbiegung A = b l B = a l max. M = a b l M = A x (für 0 x a) (x) M = B (l x) (für a x l) (x) 1 a² b² w = 3 E I l a = b = l A = B = max. M = l ; M 4 (x) = x 3 1 l 1 max.m l² w = = 48 E I 1 E I A = B = max. M = a a w = (3 l² 4 a²) 4 E I A = B = q l q c A = ( l c) l q c B = l max. M = q l² 8 q x M (x) = (l x) q c² A max. M = ( l c)² (bei x = ) 8 l² q q x² x c :M(x) = A x 4 5 q l 1 max.m l² w = = 384 E I 9,6 E I 3 q b c c w = (4 3 ) 4 E I l (bei x = c) Einfeldträger mit Kragarm Belastungsfall Auflagerkräfte Biegemoment Durchbiegung A = c l (l + c) B = l q A = (l² c²) l q B = (l + c)² l A = B = q A = B = (l + c) M B = - c c x x l : M(x) = A x = l q max. M = (l² c²)² 8 l² q c² MB = max. M = M, wenn c = l ( 1) B M A = M B = - c q c² MA = MB = q l² 1 c² M = 4 l² q l² max. M = M A = ±, 16 wenn c = 0,3535 l l² c w = (bei x = 0,577l) 9 E I 3 c² f 1 = (l + c) 3 E I q l² l w = (5 l² 1c²) (bei x = ) 384 E I q c w1 = c² (4l + 3c) l³ 4 E I l² c l w = (bei x = ) 8 E I c² 3 l w 1 = (c + ) 3 E I 4 q l 5 c² w = 16 E I 4 l² q l c c c w1 = E I l l l 8 Bundesbildungszentrum Kassel

9 Maßgebende Schnittgrößen von Durchlaufträgern mit gleicher Stützweite unter Gleichstreckenlast - Kräfte: Momente: Senkung: q l q l² q k l 4 /EI Laststellung g, s, w Kräfte: Momente: Senkung: q l q l² q k l 4 /EI Laststellung q Zweifeldträger A 0,375 max. A 0,438 B 1,50 max. B 1,50 V B,li -0,65 min. V B,li -0,65 1 M A B C B -0,15 min. M B -0,15 M 1 0,070 max. M 1 0,096 w w ) A 0,400 Dreifeldträger max. A 0,450 B 1,100 max. B 1,00 V B,li -0,600 min. V B,li -0,617 M B -0, min. M B -0,117 A B C D M 1 0,080 max. M 1 0,101 M 0,05 max. M 0,075 w w A 0,393 Vierfeldträger max. A 0,446 B 1,143 max. B 1,3 C 0,99 max. C 1,143 V B,li -0,607 min. V B,li -0,61 M B -0, min. M B -0,11 A B C D E M C -0,071 min. M C -0,107 M 1 0,077 max. M 1 0,100 M 0,036 max. M 0,081 w w A 0,395 ünffeldträger max. A 0,447 B 1,13 max. B 1,18 C 0,974 max. C 1,167 V B,li -0,605 min. V B,li -0,60 M B -0, min. M B -0,10 A B C D E M C -0,079 min. M C -0,111 M 1 0,078 max. M 1 0,100 M 3 0,046 max. M 3 0,086 w w A, B, C, V: [kn]; M: [knm]; w [cm]; q [kn/m]; l [m]; E [N/mm²]; I [cm 4 ] 1) ür die Durchbiegung infolge einer Einzellast an ungünstigster Stelle ergibt sich: w1, = k l 3 /EI Bundesbildungszentrum Kassel 9

10 Holzquerschnitte und statische Kennwerte -3 b/h [mm/mm] Erläuterung: VH KVH BSH A [cm²] 10² [mm²] Wy [cm³] 10 3 [mm³] Iy [cm 4 ] 10 4 [mm 4 ] Wz [cm³] 10 3 [mm³] Iz [cm 4 ] 10 4 [mm 4 ] iy [cm] 10 [mm] , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,56 Vorzugsquerschnitte b h b h² b h³ h b² h b³ Iy A iz [cm] 10 [mm] 1,73,31,89 3,46 4,04 4,6 I z A 10 Bundesbildungszentrum Kassel

11 Eigenlasten von Baustoffen, Bauteilen und Lagerstoffen -4 lächenlasten nach EC1-1-1 Gegenstand lächenlast Gegenstand lächenlast ußboden- und Wandbeläge Betonwerksteinplatten 0,4 kn/(m² cm) Keramische Bodenfliesen 0, kn/(m² cm) Gussasphalt 0,3 kn/(m² cm) Kunststoff-ußbodenbelag 0,15 kn/(m² cm) Gussasphaltestrich 0,3 kn/(m² cm) Linoleum 0,13 kn/(m² cm) Glasscheiben 0,5 kn/(m² cm) Natursteinplatten 0,30 kn/(m² cm) Gipsplatten 0,09 kn/(m² cm) Teppichboden 0,03 kn/(m² cm) Gipsfaserplatten 0,1 kn/(m² cm) Zementestrich 0, kn/(m² cm) aserdämmstoff nach DIN V und DIN (z. B. Glas- und Steinfaser) Holzwolle-Leichtbauplatten Plattendicke 100mm Plattendicke >100mm Dachdeckung (einschl. Lattung) Biberschwanzziegel 155 mm x 375 mm, Doppeldach und Kronendach Dämm- und üllstoffe 0,01 kn/(m² cm) Schaumkunststoff 0,01 kn/(m² cm) 0,06 kn/(m² cm) Wärmedämmverbundsystem (WDVS) aus 15 mm dicken bewehrtem Oberputz und 0,04 kn/(m² cm) Schaumkunststoff oder aserdämmstoff 0,75 kn/m² Dachsteine aus Beton mit mehrfacher ußverrippung und hochliegendem Längsfalz bis 10 Stück/m 0,50 kn/m² über 10 Stück/m 0,55 kn/m² Altdeutsche Schieferdeckung und Schablonendeckung auf 4 mm Schalung, einschließlich Vordeckung und Schalung in Einfachdeckung in Doppeldeckung 0,50 0,60 kn/m² kn/m² Abdichtungen Bitumen- und Polymerbitumen- Dachdichtungsbahnen einschließlich Klebemasse bzw. Bitumen- und Polymerbitumen-Schweißbahnen im verlegtem Zustand, je Lage 0,30 kn/m² 0,07 kn/m² Kunststoffbahnen, 1,5 mm dicke 0,0 kn/m² Kiesschüttung, Dicke 5 cm 1,00 kn/m² aserzement-wellplatten Wellblechdach (verzinkte Stahlbleche, einschließlich Befestigungsmaterial) Doppelstehfalzdach aus Titanzink oder Kupfer, 0,7 mm dick einschließlich Verdickung und 4 mm Schalung 0,0 0,5 Stahlblechdach aus Trapezprofilen - 1) kn/m² kn/m² 0,35 kn/m² alzziegel, Reformpfannen, lachdachpfannen Wichten nach EC ,55 kn/m² 1) Nach Angabe des Herstellers Gegenstand Wichte Gegenstand Wichte Lagerstoffe Akten und Bücher, Regale und Schränke 6,0 kn/m 3 Papier, gestapelt 11,0 kn/m 3 Baustoffe Normalbeton (Baustoffe) 4,0 kn/m 3 Stahlbeton 5,0 kn/m 3 Holz- und Holzwerkstoffe Nadelholz: Spanplatten 7-8 kn/m 3 ertigkeitsklasse C4 4, kn/m 3 Weichholz-Sperrholz 5,0 kn/m 3 ertigkeitsklasse C30 4,6 kn/m 3 Birken-Sperrholz 7,0 kn/m 3 Laubholz: Holzfaserplatten: ertigkeitsklasse D 30 6,4 kn/m 3 Hartfaserplatten 10,0 kn/m 3 ertigkeitsklasse D 35 6,7 kn/m 3 aserplatten mittlerer Dichte 8,0 kn/m 3 ertigkeitsklasse D 40 7,0 kn/m 3 Leichtfaserplatten 4,0 kn/m 3 Bundesbildungszentrum Kassel 11

12 Lotrechte Nutzlasten für Decken, Treppen und Balkone nach EC Kategorie Nutzung Beispiele A A1 A Spitzböden Wohn- und Aufenthaltsräume ür Wohnzwecke nicht geeigneter, aber zugänglicher Dachraum bis 1,80 m lichter Höhe Decken mit ausreichender Querverteilung der Lasten, Räume und lure in Wohngebäuden, Bettenräume in Krankenhäusern, Hotelzimmer einschl. zugehöriger Küchen und Bäder q k [kn/m²] Q k [kn] 1,0 1,0 1,5 - A3 wie A, aber ohne ausreichende Querverteilung der Lasten 1),0 1) 1,0 B B1 B Büroflächen, Arbeitsflächen, lure lure in Bürogebäuden, Büroflächen, Arztpraxen ohne schweres Gerät, Stationsräume, Aufenthaltsräume einschl. der lure, Kleinviehställe lure und Küchen in Krankenhäusern, Hotels, Altenheimen, lure in Internaten usw.; Behandlungsräume in Krankenhäusern, einschl. Operationsräume ohne schweres Gerät; Kellerräume in Wohngebäuden,0,0 3,0 3,0 B3 Alle Beispiele von B1 u. B, jedoch mit schwerem Gerät 5,0 4,0 C1 lächen mit Tischen; z. B. Kindertagesstätten, Kinderkrippen, Schulräume, Cafés, Restaurants, Speisesäle, Lesesäle, Empfangsräume, Lehrerzimmer 3,0 4,0 C D E H C C3 C4 C5 C6 D1 Räume, Versammlungsräume und lächen, die der Ansammlung von Personen dienen können (mit Ausnahme von unter A, B, D und L festgelegten Kategorien) lächen mit fester Bestuhlung; z. B. lächen in Kirchen, Theatern oder Kinos, Kongresssäle, Hörsäle, Wartesäle rei begehbare lächen; z. B. Museumsflächen, Ausstellungsflächen, Eingangsbereiche in öffentlichen Gebäuden, Hotels, nicht befahrbare Hofkellerdecken, sowie die zur Nutzungskategorie C1 bis C3 gehörigen lure Sport- und Spielflächen; z. B. Tanzsäle, Sporthallen, Gymnastikund Kraftsporträume, Bühnen lächen für große Menschenansammlungen; z. B. in Gebäuden wie Konzertsäle, Terrassen und Eingangsbereiche sowie Tribünen mit fester Bestuhlung lächen mit regelmäßiger Nutzung durch erhebliche Menschenansammlungen, Tribünen ohne feste Bestuhlung lächen von Verkaufsräumen bis 50 m² Grundfläche in Wohn-, Büro- und vergleichbaren Gebäuden 4,0 4,0 5,0 4,0 5,0 7,0 5,0 4,0 7,5 10,0,0,0 D Verkaufsräume lächen in Einzelhandelsgeschäften und Warenhäusern 5,0 4,0 D3 lächen wie D, jedoch mit erhöhten Einzellasten infolge hoher Lagerregale 5,0 7,0 lächen in abriken und Werkstätten mit leichtem Betrieb und E1.1 lächen in Großviehställen Lager, abriken und 5,0 4,0 E1. Werkstätten, Ställe, Allgemeine Lagerflächen, einschließlich Bibliotheken 6,0 7,0 Lagerräume und Zugänge E.1 lächen in abriken und Werkstätten mit mittlerem oder schwerem Betrieb 7,5 10,0 Dächer nicht begehbare Dächer, außer für übliche Erhaltungsmaßnahmen, Reparaturen - 1,0 T1 Treppen und Treppenpodeste in Wohngebäuden, Bürogebäuden und von Arztpraxen ohne schweres Gerät 3,0,0 T T Treppen und Treppenpodeste Alle Treppen und Treppenpodeste, die nicht in T1 oder T3 eingeordnet werden können 5,0,0 T3 Zugänge und Treppen von Tribünen ohne feste Sitzplätze, die als luchtwege dienen 7,5 3,0 Z Zugänge, Balkone und ähnliches Dachterrassen, Laubengänge, Loggien usw., Balkone, Ausstiegspodeste 4,0,0 1) ür die Lastweiterleitung auf stützende Bauteile darf ein Wert von 1,5 kn/m² angesetzt werden. 1 Bundesbildungszentrum Kassel

13 Schneelasten nach EC Charakteristische Bodenschneelast Höhe über N.N. SLZ 1 [kn/m²] SLZ 1a [kn/m²] SLZ [kn/m²] SLZ a [kn/m²] SLZ 3 [kn/m²] 0 0,650 0,810 0,850 1,060 1, ,650 0,810 0,850 1,060 1, ,650 0,810 0,850 1,060 1, ,650 0,810 0,850 1,060 1, ,650 0,810 0,850 1,060 1, ,650 0,810 0,850 1,060 1, ,650 0,810 0,890 1,113 1, ,650 0,810 1,044 1,305 1, ,650 0,810 1,14 1,518 1, ,738 0,93 1,401 1,751, ,835 1,044 1,604,006, ,940 1,175 1,84,80, ,053 1,316,061,576 3, ,173 1,467,314,89 3, ,30 1,67,583 3,9 3, ,438 1,797,869 3,587 4, ,58 1,978 3,17 3,965 4, ,734,168 3,491 4,364 5, ,894,368 3,87 4,783 5, ,06,577 4,179 5,3 6, ,38,797 4,548 5,684 6, ,61 3,66 5,335 6,668 8, ,019 3,774 6,188 7,735 9, ,457 4,31 7,107 8,884 10, ,96 4,908 8,09 10,115 1, ,47 5,534 9,144 11,430 13,860 Zone 1: h ,19 + 0, Zone 1a: 1,5 [Zone 1] Charakteristische Dachschneelast Zone : h ,5 + 1, Grenzlinie Norddeutsches Tiefland Zone a: 1,5 [Zone ] Schneelastzonenkarte Zone 3: h ,31 +, ormbeiwerte für Dächer s i = µ s k Schneelasten auf Schneefanggitter si = char. Dachschneelast [kn/m²] µ = ormbeiwert der Schneelast sk = char. Bodenschneelast [kn/m²] Dachneigung µ 1 < 30 0, , , , ,7 55 0, = s b sin α s i s = Kraft (pro m), die beim Gleiten entsteht si = Schneelast auf dem Dach b = Abstand des anggitters zum irst oder nächsten anggitter α = Dachneigung Schneeüberhang an der Traufe ( i ) ( i ) k s ² 0,4 s ² se = = γ 3 kn/m³ ɺ se = Schneelast je Meter Trauflänge infolge Schneeüberhang k = Beiwert (0,4 nach EC1-1-3/NA) si = Schneelast auf dem Dach γ = Wichte des Schnees (3 kn/m 3 ) Bundesbildungszentrum Kassel 13

14 Einwirkungen und Lastkombinationen -7 Einwirkungen Eigenlasten Ständige Einwirkungen (G) DIN EN : Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1: Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau Veränderliche Einwirkungen (Q) Nutzlasten DIN EN : Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1: Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau Schneelasten DIN EN : Einwirkungen auf Tragwerke Teil 3: Schneelasten Windlasten DIN EN : Einwirkungen auf Tragwerke Teil 4: Windlasten Kombinationsgrundregel Außergewöhnliche Einwirkungen (A) Explosion Anprall DIN : Einwirkungen auf Tragwerke Teil 7: Außergewöhnliche Einwirkungen Brand DIN EN : Einwirkungen auf Tragwerke Teil : Brandeinwirkungen auf Tragwerke Ständige und vorübergehende Bemessungssituation: γ G + γ Q + ψ γ Q G k Q,1 k,1 i= 0,i Q,i k,i n DIN EN 1990: Grundlagen der Tragwerksplanung Beispiel zur Ermittlung möglicher Kombinationen Kombination Eigenlast g Nutzlast p Schneelast s Windlast w KLED kmod ) 1 g 1,35 ständig 0,6 g+p 1,35 1,5 mittel 0,8 3 1) g+p+s 1,35 1,5 1,5 ψ0 kurz 3) 0,9 4 1) g+p+s 1,35 1,5 ψ0 1,5 kurz 3) 0,9 5 1) g+p+w 1,35 1,5 1,5 ψ0 kurz 0,9 6 1) g+p+w 1,35 1,5 ψ0 1,5 kurz 0,9 7 g+p+s+w 1,35 1,5 1,5 ψ0 1,5 ψ0 kurz 0,9 8 g+p+s+w 1,35 1,5 ψ0 1,5 1,5 ψ0 kurz 0,9 9 g+p+s+w 1,35 1,5 ψ0 1,5 ψ0 1,5 kurz 0,9 1) Vernachlässigbar; Kombinationen 7 bis 9 müssen zu höheren Einwirkungen führen ) Annahme: Voll- oder Brettschichtholz, Nutzungsklasse 3) Geländehöhe des Bauwerks über NN < 1000 m Vereinfachte Kombinationsregel 1,35 Gk + 1,5 Qk,1 1,35 Gk + 1,35 Qk,i Der jeweils ungünstigere Wert ist maßgebend. 1) Die vereinfachte Kombinationsregel ist im EC5 nicht mehr enthalten, kann jedoch für überschlägige Bemessungsaufgaben weiterhin verwendet werden. Ablauf der Bemessung E d R d bzw. σ d f d 14 Bundesbildungszentrum Kassel

15 Nachweise der Querschnittstragfähigkeit (Biegung) 3-1a Einachsige Biegung M y,d Wy 1 f m,d Vorbemessung: M y,d[knm] 1000 erf. W y = [cm³] f [N/ mm²] m,d My,d Wy fm,d = Bemessungswert des Momentes = Widerstandsmoment um y-achse = Bemessungswert der Biegefestigkeit Zweiachsige Biegung My,d Mz,d Wy Wz + km 1 f f m,y,d m,z,d My,d Mz,d und Wy Wz km + f f 1 m,y,d m,z,d My/z,d = Bemessungswert des Momentes Wy/z = Widerstandsmoment um y- / z-achse fm,d = Bemessungswert der Biegefestigkeit km = 0,7 für Rechteckquerschnitte aus Vollholz, Brettschichtholz, urnierschichtholz = 1,0 für andere Querschnitte und Holzwerkstoffe Nachweise der Querschnittstragfähigkeit (Schub) 3-1b Schub aus Querkraft 1) (für Rechteckquerschnitte) d 1,5 A 1 f v,d V Vorbemessung: 1,5 V d[kn] 10 erf. A = [cm²] f [N/ mm²] v,d Vd A fv,d = Bemessungswert der Querkraft = Querschnittsfläche des Trägers = Bemessungswert der Schubfestigkeit Schub aus Querkraft bei Querdruck 1))3) (für Rechteckquerschnitte) V 1,5 A f v,d d,red 1 Vd,red = Bemessungswert der reduzierten Querkraft - Gleichstreckenlast 1) A fv,d Vred = Vd q (h + (0,5 b)) - Einzellast 3) = Querschnittsfläche des Trägers = Bemessungswert der Schubfestigkeit q q h h ef h h b h V red h b V d <h h <h ef V d V red 1) Der aktor kcr wird bereits bei den estigkeiten (Tabelle 1-1) berücksichtigt. ) Gilt für Biegeträger mit Lastangriff am oberen Trägerrand und Auflagerung am unteren Trägerrand (ohne Ausklinkungen und Durchbrüche im Auflagerbereich). Bei Trägern mit geneigtem Rand kann die Bauteilhöhe über der Symmetrieachse des Auflagers angesetzt werden. 3) Einzellasten, die an der Oberseite des Biegeträgers innerhalb eines Abstandes h oder hef wirken, dürfen unberücksichtigt bleiben. V d V red Schub aus Querkraft Doppelbiegung (für Rechteckquers.) Vy,d Vz,d 1,5 1,5 A + A 1 fv,d fv,d Vy,d = Bemessungswert der Querkraft in x-richtung Vz,d = Bemessungswert der Querkraft in z-richtung A = Querschnittsfläche des Trägers fv,d = Bemessungswert der Schubfestigkeit Bundesbildungszentrum Kassel 15

16 Nachweise der Querschnittstragfähigkeit (Druck und Zug) 3- Zug in aserrichtung A f t,0,d n t,0,d 1 t,0,d = maßgebende Zugkraft An = Querschnittsfläche (Netto) ft,0,d = Bemessungswert der Zugfestigkeit in aserrichtung Druck in aserrichtung c,0,d A 1 f c,0,d c,0,d A fc,0,d = maßgebende Druckkraft = Druckfläche = Bemessungswert der Druckfestigkeit in aserrichtung Druck rechtwinklig zur aser Aef k f c,90,d c,90 c,90,d 1 c,90,d = maßgebende Druckkraft rechtwinklig zur aser Aef = wirksame Querdruckfläche (in aserrichtung um bis zu 30 mm verlängert (bei l1 60 mm)) fc,90,d = Bemessungswert der Druckfestigkeit rechtwinklig zur aserrichtung kc,90 = Beiwert Beiwert kc,90 Baustoff Auflagerdruck Schwellendruck l1 < h l1 h l1 < h l1 h NH 1,50 1,5 1,0 1,0 BSH 1,75 1,50 30 ef b ef b 30 ef b Auflagerdruck h 1 1 h Druck unter einem Winkel c, α,d A f ef c, α,d 1 Schwellendruck c,α,d = maßgebende Druckkraft Ae f = wirksame Querdruckfläche (in aserrichtung um bis zu 30 mm verlängert) fc,α,d = Bemessungswert der Druckfestigkeit unter einem Winkel α Druckfestigkeit fc,α,k α Schwellendruck Auflagerdruck C4 C30 GL4h GL8h C4 C30 GL4h GL8h 0 1,00 3,00 4,00 6,50 1,00 3,00 4,00 6, ,91 19,57 0,90 3,10 18,44 0,16 1,37 3,6 0 1,58 13,69 15,3 16,86 13,65 14,86 16,5 17, ,64 9,37 10,76 11,93 9,77 10,60 11,88 13, ,4 6,76 7,91 8,77 7,4 7,84 8,94 9,9 50 4,8 5,1 6,17 6,85 5,68 6,14 7,07 7, ,97 4,9 5,11 5,68 4,7 5,10 5,91 6, ,47 3,75 4,49 4,98 4,15 4,48 5,1 5, ,1 3,46 4,15 4,6 3,85 4,15 4,84 5, ) 3,13 3,38 4,05 4,50 3,75 4,05 4,73 5,5 1) Diese Werte entsprechen fc,90,k kc,90 16 Bundesbildungszentrum Kassel

17 Nachweise der Stabilität von Bauteilen 3-3a Biegeknicken von Druckstäben c,0,d A 1 k f c c,0,d Eulerfall 1 c,0,d = maßgebende Kraft 1 A = Druckfläche kc = 1 fc,0,d = Bemessungswert der Druckfestigkeit in k + k λ rel aserrichtung kc = Knickbeiwert Eulerfall Eulerfall 3 k = 0,5 [1 + βc (λrel - 0,3) + λ²rel] βc: 0, für Vollholz 0,1 für BSH, urnierholz λ π λrel = c,0,k f E 0,05 Eulerfall 4 λ = lef/i lef = β h i = Trägheitsradius : iy = 0,89 h : iz = 0,89 b β = l ef = h h β = 1 l ef = h h β = 0,7 l ef = 0,7 h h β = 0,5 l ef = 0,5 h h Knickbeiwerte k c GL4 GL8 GL3 GL36 λ C4 C30 h c h c h c h c 50 0,796 0,793 0,893 0,914 0,890 0,907 0,889 0,905 0,890 0, ,739 0,734 0,851 0,88 0,846 0,871 0,845 0,868 0,846 0, ,676 0,671 0,796 0,840 0,789 0,84 0,787 0,819 0,788 0, ,614 0,608 0,730 0,786 0,7 0,765 0,70 0,759 0,71 0, ,554 0,548 0,66 0,74 0,653 0,700 0,651 0,693 0,65 0, ,499 0,494 0,596 0,659 0,587 0,635 0,585 0,68 0,586 0, ,450 0,445 0,535 0,598 0,57 0,573 0,55 0,566 0,56 0, ,406 0,40 0,48 0,541 0,475 0,518 0,47 0,511 0,473 0, ,368 0,364 0,435 0,490 0,48 0,468 0,46 0,46 0,47 0, ,335 0,331 0,394 0,445 0,388 0,45 0,386 0,419 0,387 0, ,305 0,30 0,358 0,405 0,353 0,387 0,351 0,381 0,35 0, ,79 0,76 0,37 0,371 0,3 0,353 0,30 0,348 0,31 0, ,56 0,53 0,99 0,340 0,94 0,33 0,93 0,319 0,94 0, ,36 0,33 0,75 0,31 0,71 0,97 0,69 0,93 0,70 0, ,18 0,16 0,54 0,88 0,49 0,74 0,48 0,70 0,49 0, ,0 0,00 0,34 0,67 0,31 0,54 0,9 0,50 0,30 0, ,188 0,185 0,17 0,47 0,14 0,35 0,13 0,3 0,13 0, ,175 0,173 0,0 0,30 0,199 0,19 0,198 0,16 0,198 0, ,163 0,161 0,188 0,14 0,185 0,04 0,184 0,01 0,185 0, ,153 0,151 0,176 0,00 0,173 0,190 0,17 0,188 0,17 0, ,143 0,141 0,165 0,187 0,16 0,178 0,161 0,176 0,161 0, ,134 0,133 0,154 0,176 0,15 0,167 0,151 0,165 0,151 0, ,16 0,15 0,145 0,165 0,143 0,157 0,14 0,155 0,14 0, ,119 0,118 0,137 0,156 0,134 0,148 0,134 0,146 0,134 0, ,11 0,111 0,19 0,147 0,17 0,140 0,16 0,138 0,16 0, ,106 0,105 0,1 0,139 0,10 0,13 0,119 0,130 0,119 0, ,101 0,099 0,115 0,131 0,113 0,15 0,113 0,13 0,113 0, ,096 0,094 0,109 0,15 0,107 0,118 0,107 0,117 0,107 0, ,091 0,090 0,104 0,118 0,10 0,11 0,101 0,111 0,10 0, ,086 0,085 0,099 0,11 0,097 0,107 0,096 0,105 0,097 0, ,08 0,081 0,094 0,107 0,09 0,10 0,09 0,100 0,09 0,098 Bundesbildungszentrum Kassel 17

18 Nachweise der Stabilität von Bauteilen 3-3b Biegeknicken von Druckstäben Knickbeiwerte k c für Nadelholz C4 λ , ,000 0,999 0, ,991 0,987 0,983 0,979 0,975 0,971 0,966 0,96 0,957 0, ,948 0,94 0,937 0,93 0,96 0,90 0,914 0,908 0,901 0, ,887 0,879 0,871 0,863 0,855 0,846 0,836 0,87 0,817 0, ,796 0,785 0,774 0,76 0,751 0,739 0,76 0,714 0,70 0, ,676 0,664 0,651 0,638 0,66 0,614 0,601 0,589 0,577 0, ,554 0,54 0,531 0,50 0,509 0,499 0,488 0,478 0,469 0, ,450 0,440 0,43 0,43 0,414 0,406 0,398 0,390 0,383 0, ,368 0,361 0,354 0,347 0,341 0,335 0,38 0,3 0,316 0, ,305 0,300 0,94 0,89 0,84 0,79 0,74 0,70 0,65 0, ,56 0,5 0,48 0,44 0,40 0,36 0,3 0,9 0,5 0, 10 0,18 0,15 0,11 0,08 0,05 0,0 0,199 0,196 0,193 0, ,188 0,185 0,18 0,180 0,177 0,175 0,17 0,170 0,168 0, ,163 0,161 0,159 0,157 0,155 0,153 0,151 0,149 0,147 0, ,143 0,141 0,139 0,138 0,136 0,134 0,133 0,131 0,19 0, ,16 0,15 0,13 0,1 0,11 0,119 0,118 0,116 0,115 0, ,11 0,111 0,110 0,109 0,108 0,106 0,105 0,104 0,103 0, ,101 0,100 0,099 0,098 0,097 0,096 0,095 0,094 0,093 0, ,091 0,090 0,089 0,088 0,087 0,086 0,085 0,085 0,084 0, ,08 0,081 0,081 0,080 0,079 0,078 0,078 0,077 0,076 0,075 Symmetrische Zugverbindungen Vereinfachter Nachweis 3-4 e N/ N/ N/ N/ N/ Lasche einteiliger Zugstab N alls kein genauerer Nachweis geführt wird, darf beim Nachweis der Tragfähigkeit der einseitig beanspruchten Bauteile das Zusatzmoment vereinfacht durch eine Reduzierung des Bemessungswertes der Zugtragfähigkeit berücksichtigt werden. N/ Holzschrauben, Bolzen, Passbolzen, nicht vorgebohrte Nägel Lasche f t,0,k /3 Stabdübel und vorgebohrte Nägel mit Maßnahmen zur Verhinderung der Verkrümmung 1) f t,0,k /3 t t a Dübel besonderer Bauart mit Maßnahmen zur Verhinderung der Verkrümmung ) f t,0,k /3 Nachweis der ausziehfesten Verbindungsmittel für eine Zugkraft von: d t t,d = n a Stabdübel, vorgebohrte Nägel und Dübel besonderer Bauart ohne Maßnahmen zur Verhinderung der Verkrümmung d Normalkraft in der einseitig beanspruchten Lasche t Dicke der Lasche n Anzahl der zur Übertragung der Scherkraft in Richtung der Kraft d hintereinander angeordneten Verbindungsmittel (ohne die zusätzlichen ausziehfesten Verbindungsmittel) a Abstand der auf Herausziehen beanspruchten Verbindungsmittel von der nächsten Verbindungsmittelreihe f t,0,k 0,4 1) Ausziehfeste Verbindungsmittel in der ersten bzw. letzten Verbindungsmittelreihe anordnen. ) Ausziehfeste Verbindungsmittel vor bzw. hinter dem eigentlichen Anschluss anordnen. t t a a 18 Bundesbildungszentrum Kassel

19 Gebrauchstauglichkeit Allgemein 3-5a Verformungen ohne Überhöhung Verformungen mit Überhöhung Lastfreier Träger, Durchbiegung aus Eigenlast (ständige Last), Durchbiegung aus Eigen- und Nutzlast (veränderliche Last) Zeitlich veränderliche Einwirkungen Seltene (charakteristische) Kombination Ed = Gk + Qk,1 + ψ0,i Qk,i i> 1 Quasi-ständige Kombination Ed = Gk + ψ,i Qk,i i> 1 Die seltene (charakteristische) Kombination erfasst die nicht umkehrbaren (bleibenden) Auswirkungen auf das Tragwerk. Dabei berücksichtigt der Kombinationsbeiwert ψ0 die Wahrscheinlichkeit, dass alle Veränderlichen gleichzeitig in voller Höhe auftreten. Die quasi-ständige Kombination erfasst die Langzeitauswirkungen auf ein Bauteil. Dabei ist der Beiwert ψ in der Regel so festgelegt, dass er als zeitlicher Mittelwert betrachtet wird, der mit einer Häufigkeit von 50 % über bzw. unterschritten wird (quasi-ständige Belastung). Im Holzbau werden die Kriechverformungen mit der quasi-ständigen Belastung bestimmt. Kombinationsbeiwerte ψ: siehe Tafel 1-9. Zeitabhängige Verformungen Kriechen des Holzes muss im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit berücksichtigt werden. Kriechen wird durch den Verformungsbeiwert kdef berücksichtigt (siehe Tafel 1-4). Erforderliches lächenmoment bei Durchbiegungsbeschränkung 3-5b Nadelholz C4 und C30, Brettschichtholz GL 4 und GL 8 q Belastungsfall q l l l l 3 l 3 l 3 l Durchbiegungs- aktor a aktor a aktor a aktor a beschränkung GL GL GL GL GL GL GL C4 C30 C4 C30 C4 C30 C4 C l/ l/ l/ a = aktor lt. Tabelle Erf. I [cm 4 ] = a max. Mk [knm] l [m] max. Mk = für Durchsenkung maßgebendes char Biegemoment [knm] l = Spannweite [m] GL 8 Bundesbildungszentrum Kassel 19

20 Gebrauchstauglichkeit Verformungen 3-5c Bemessungssituationen 1) Anfangsverformung (charakteristische Kombination) winst = wg,inst + wq,1,inst + ψ0,i wq,i,inst i> 1 Nachweise und Grenzwerte für Durchbiegungen 1) Endverformung (charakteristische Kombination) ( ) ( ) ( ) wfin = wg,inst 1+ kdef + wq,1,inst 1+ ψ,1 kdef + wq,i,inst ψ 0,i + ψ,i kdef i> 1 Endverformung (quasi-ständige Kombination) wnet,fin = wg,inst + ψ,i w Q,i,inst (1+ k def ) i 1 Anfangsverformung Vereinfachte Nachweise für Einfeldträger 3) Elastische Durchbiegung (charakteristische Kombination) w inst l/300 bis l/500 (Empfehlung l/300) ) winst = wg,inst + w l Q,1,inst + ψ0,i wq,i,inst 300 Erf. I 3) i> 1 y = 35,5 (g k + q k) l 3 Endverformung Charakteristische Kombination w fin l/150 bis l/300 (Empfehlung l/00) ) ( ) w G,inst (1 + k l def ) + wq,inst 1+ ψ kdef 00 Quasi ständige Kombination w net,fin = w fin - w 0 l/50 bis l/350 (Empfehlung l/300) ) ( ) ( ) wg,inst + ψ l wq,inst 1+ kdef w0 300 Schwingungsnachweis Eigenfrequenz beim Einfeldträger π EI 5 f = f grenz [Hz] bzw. f = [Hz] 00 l² gk 0,8 w Innerhalb einer Nutzungseinheit Erf. I y 3) = 3,63 (1,6 g k + 1,18 q k) l 3 Erf. I y 3) = 35,5 (1,6 g k + 0,48 q k) l 3 Eigenfrequenz 6 Hz: w G,inst 8,7 mm Erf. I y 3) = 13,61 (g k) l 4 Durchbiegungsbeschränkung Mannlast: w 1,5 mm Erf. I y 3)4) = 16 l 3 (in der Regel bemessungsrelevant) Zwischen fremden Nutzungseinheiten Eigenfrequenz 8 Hz: w G,inst 4,9 mm Erf. I y 3) = 4,16 (g k) l 4 Durchbiegungsbeschränkung Mannlast: w 0,75 mm Erf. I y 3) = 5 l 3 (in der Regel bemessungsrelevant) 1) ür die Nachweise der Gebrauchstauglichkeit sind die charakteristischen Werte der Einwirkungen zu verwenden (γg und γq = 1). ) Bei Kragarmen dürfen die Durchbiegungen doppelt so groß, die Grenzwerte also halbiert werden (z. B. l/150 statt l/300). 3) Voraussetzungen: Einfeldträger aus NH C4 (E-Modul: N/mm²) mit Gleichstreckenlast, Decke mit Nassestrich bzw. schwerer Schüttung ( 60 kg/m²), kdef = 0,6, ψ = 0,3. gk = charakteristische Eigenlast [kn/m], qk = charakteristische Nutzlast [kn/m], l = Spannweite [m] Bei abweichendem E-Modul Gleichung mit dem aktor (11.000/E-Modulvorh.) multiplizieren. 4) Bei gleichen Voraussetzungen wie vorgenannt, jedoch einem Zweifeldträger mit identischen Stützweiten, beträgt der aktor 91 statt 16. q l 0 Bundesbildungszentrum Kassel

21 Charakteristische Nageltragfähigkeit pro Scherfuge (vereinfachter Nachweis) 4-1 Nadelholz C4 1), Brettschichtholz GL 4c 1), Rohdichte ρ k = 350 kg/m³, Stahlzugfestigkeit f u,k = 600 N/mm² l t req 3) Mindesteinschlagtiefe Mindestholzdicke ) t req 4) nicht vorgebohrt Mindestholzdicke Spaltgefahr 5) a 4 < 10d a 4 10d oder Kiefernholz charakteristische Tragfähigkeit vorgebohrt charakteristische Tragfähigkeit t req t req v,rk v,rk [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [N] [N],0 30, 40, ) 8 6) , 30, 40, ) 31 6) ,4 30, 40, ) ,7 40, 50, ) ,0 50, 60, 70, ) ,4 60, 70, 80, ,8 70, 80, 90, , 90, 100, ,6 90, 100, ,0 100, 10, , ,0 150, 160, , ) -- 7) -- 7) 350 8, ) -- 7) -- 7) 410 Nadelholz C30, Brettschichtholz GL 4h u. GL 8c Multiplikation der vorstehenden v,rk-werte mit 1,04 Werte treq und v,rk sind stets gerundet. 1) ür abweichende estigkeitsklassen (ρk > 350 kg/m³) muss v,rk mit ρ k multipliziert werden. 350 ) Scherfugen mit Einschlagtiefen < 4d dürfen nicht in Rechnung gestellt werden. 3) Bei Scherfugen mit Einschlagtiefen von 4d t < 9d ist v,rk im Verhältnis t/treq abzumindern. 4) Bei Holzdicken t < treq ist v,rk im Verhältnis t/treq abzumindern. 5) Bei nicht vorgebohrten Nägeln ist die geforderte Mindestholzdicke wegen der größeren Spaltgefahr für das Holz unbedingt einzuhalten. Um die geforderten Dicken unterschreiten zu können, muss entweder Kiefernholz verwendet werden oder es sind größere Abstände senkrecht zur aser zum beanspruchten bzw. unbeanspruchten Rand einzuhalten ( 10d). 6) ür Nadelholz wird eine Mindestholzdicke von mm empfohlen (ehemalige orderung der DIN EN 336: 003). ür Brettschichtholz gilt eine Mindestholzdicke entsprechend DIN EN 390 von 50 mm. 7) Bei Nageldurchmessern > 6 mm sollte das Holz stets vorgebohrt werden. alls (t l) größer ist als 4d, dürfen sich die Nägel, die von beiden Seiten eingeschlagen sind, im Mittelholz übergreifen (auch bei vorgebohrten Verbindungen). zulässig unzulässig zulässig Bemessungswert: v,rd = v,rk k mod / γ M (γ M, Stahl = 1,1) Bundesbildungszentrum Kassel 1

22 Charakteristische Klammertragfähigkeit pro Scherfuge (vereinfachter Nachweis) 4- Nadelholz C4 1), Brettschichtholz GL 4c 1), Rohdichte ρ k = 350 kg/m³, Sperrholz, Rohdichte ρ k = 350 kg/m³ Stahlzugfestigkeit f u,k = 800 N/mm² Stufung: 5 mm 10 mm Nadelholz C4, Mindesteinschlagtiefe ) Brettschichtholz GL 4c Länge t req Dicke v,rk 4) OSB-Platten kunstharzgebund. Spanplatten Dicke v,rk 4) Sperrholz Dicke v,rk 4) Gipsplatten Dicke v,rk 4) Zementgeb. Spanplatten Dicke v,rk 4) [mm] [mm] [mm] [mm] [N] [mm] [N] [mm] [N] [mm] [N] [mm] [N] 1,53 1,80,00,10 35 bis bis bis bis bis bis ) ) ) ) , , , , , , , , , , , , Nadelholz C30, Brettschichtholz GL 4h u. GL 8c Multiplikation der vorstehenden v,rk-werte mit 1,04 Werte treq und v,rk sind stets gerundet. 1) ür abweichende estigkeitsklassen und/ oder Stahlsorten muss v,rk mit ρk f u,k multipliziert werden ) Scherfugen mit Einschlagtiefen < 14d dürfen nicht in Rechnung gestellt werden. 3) ür Nadelholz wird eine Mindestholzdicke von mm empfohlen (ehemalige orderung der DIN EN 336:003). ür Brettschichtholz gilt eine Mindestholzdicke entsprechend DIN EN 390 von 50 mm. 4) Die charakteristische Tragfähigkeit gilt bei einem Winkel zwischen Klammerrücken und Holzfaserrichtung 30. Beträgt der Winkel weniger als 30, ist die charakteristische Tragfähigkeit um 30% abzumindern (Spaltgefahr). 5) Bei Holz-Holzwerkstoffverbindungen mit unterschiedlichen Modifikationsbeiwerten wird ein gemittelter Beiwert bestimmt: k k mod,1 mod, Bemessungswert: v,rd = v,rk k mod / γ M (k mod = k k, γ M, Stahl = 1,1) mod,1 mod, Bundesbildungszentrum Kassel

23 Charakteristische Schraubentragfähigkeit pro Scherfuge (vereinfachter Nachweis) 4-3 Nadelholz C4 sowie Brettschichtholz GL 4c (Rohdichte ρ k = 350 kg/m³) 1), Stahlzugfestigkeit f u,k = 400 N/mm² 1) Durchmesser [mm] t req 3) [mm] ) [mm] Schrauben d 6 mm (es gelten die Bestimmungen für Nägel sinngemäß) Mindesteinschraubtiefe Mindestholzdicke t req 4) [mm] nicht vorgebohrt Mindestholzdicke Spaltgefahr 5) a 4 < 10d t req [mm] a 4 10d oder Kiefernholz t req [mm] charakteristische Tragfähigkeit v,rk [N] vorgebohrt charakteristische Tragfähigkeit 4, , , Schrauben d > 6 mm (es gelten die Bestimmungen für Bolzen sinngemäß) Mindestholzdicke 1),4),6) Mindestholzdicke 1),4),6) v,rk [N] Winkel [ ] Seitenholz t 1,req [mm] Seitenholz t,req [mm] Mittelholz t,req [mm] v,rk [N] Seitenholz t 1,req [mm] Seitenholz t,req [mm] Mittelholz t,req [mm] v,rk [N] d = 8 mm d = 10 mm d = 1 mm d = 16 mm Werte treq und v,rk sind stets gerundet. 1) ür abweichende estigkeitsklassen (ρk > 350 kg/m³) sowie Stahlsorten (fu,k 400 N/mm²) muss v,rk mit ρ f k u,k und treq mit 350 fu,k ρ 400 k multipliziert werden. ) Scherfugen mit Einschraubtiefen < 4d dürfen nicht in Rechnung gestellt werden. 3) Bei Scherfugen mit Einschraubtiefen von 4d t < 9d ist v,rk im Verhältnis t/treq abzumindern 4) Bei Holzdicken t < treq ist v,rk im Verhältnis t/treq abzumindern. Einschnittige Verbindung Seitenholz γ Seitenholz 1 t 1 t Zweischnittige Verbindung Mittenholz γ Seitenholz 1 5) Bei nicht vorgebohrten Schrauben ist die geforderte Mindestholzdicke wegen der größeren Spaltgefahr für das Holz unbedingt einzuhalten. Um die geforderten Dicken zu unterschreiten muss entweder Kiefernholz verwendet werden oder es sind größere Abstände senkrecht zur aser zum beanspruchten bzw. unbeanspruchten Rand einzuhalten ( 10d). 6) Mindestholzdicke Brettschichtholz treq = 50 mm entsprechend Abschnitt (1) DIN 105 bzw. Abschnitt 1 DIN EN 390. Bemessungswert: v,rd = v,rk k mod / γ M (γ M, Stahl = 1,1) t 1 t t 1 Bundesbildungszentrum Kassel 3

24 Charakteristische Stabdübel- und Passbolzentragfähigkeit pro Scherfuge 4-4 (vereinfachter Nachweis) Nadelholz C4, Brettschichtholz GL4c (Rohdichte ρ k = 350 kg/m³) 1), Stabdübel S 35 (Stahlzugfestigkeit f u,k = 360 N/mm²) 1) Winkel [ ] Seitenholz t 1,req [mm] Mindestholzdicke Seitenholz t,req [mm] d = 6 mm Mittelholz t,req [mm] v,rk [N] Seitenholz t 1,req [mm] Mindestholzdicke Seitenholz t,req [mm] d = 8 mm Mittelholz t,req [mm] d = 10 mm d = 1 mm ) ) ) ) ) ) ) 40 3) ) ) 39 3) ) ) 38 3) ) ) 38 3) ) 5753 d = 16 mm d = 0 mm d = 4 mm d = 30 mm NH C30 oder BSH GL 4h bzw. GL 8c mit Stabdübel S 35: Multiplikation der vorstehenden v,rk-werte mit 1,04 Umrechnungsfaktoren für abweichende Stahlgüten S 75 1,093 S 355 1,190 S 3.6 0,913 S 4.6 1,054 S 5.6 1,179 S 8.8 1,491 Werte treq und v,rk sind stets gerundet. 1) ür abweichende estigkeitsklassen (ρk > 350 kg/m³) sowie Stahlsorten (fu,k > 360 N/mm²) muss v,rk mit ρ f k u,k und treq mit 350 fu,k ρ 360 k multipliziert werden. ) Bei Holzdicken t < treq ist v,rk im Verhältnis t/treq abzumindern. 3) Mindestholzdicke Brettschichtholz treq = 50 mm entsprechend DIN EN 390. Einschnittige Verbindung Seitenholz γ Seitenholz 1 Bemessungswert: v,rd = v,rk k mod / γ M (γ M, Stahl = 1,1) t 1 t v,rk [N] Zweischnittige Verbindung Mittenholz γ Seitenholz 1 t 1 t t 1 4 Bundesbildungszentrum Kassel

25 Mindestabstände von stiftförmigen Verbindungsmitteln (Achsmaße) 4-5 Stabdübel und Passbolzen Bolzen und Gewindestangen Nägel und Schrauben nicht vorgebohrt vorgebohrt Klammern ρ k 40 kg/m³ a 1 in aserrichtung (3+ cosα) d (4+cosα) d d<5mm (5+5 cosα) d d 5mm (5+7 cosα) d (4+cosα) d θ 30 (10+5 cosα) d θ<30 (15+5 cosα) d a 3 d 4 d 5 d (3+sinα) d 15 d rechtwinklig zur aserrichtung a 3,t 7 d mind. 80 mm 7 d mind. 80 mm (10+5 cosα) d (7+5 cosα) d (15+5 cosα) d beanspruchtes Hirnholzende (a 3,t sinα) (1+6 sinα) d a 3,c 10 d 7 d 15 d unbeanspruchtes Hirnholzende 3,5 d mind. 40 mm 4 d a 4,t (+ sinα) d mind. 3 d (+ sinα) d mind. 3 d d<5mm (5+ sinα) d d 5mm (5+5 sinα) d d<5mm (3+ sinα) d d 5mm (3+4 sinα) d (15+5 sinα) d beanspruchter Rand a 4,c 3 d 3 d 5 d 3 d 10 d unbeanspruchter Rand Mindestabstände bei Schräganschlüssen Nägel und Klammern in Holzwerkstoff- und Gipsplatten Als Mindestnagel- und Mindestklammerabstände a1 und a in Holzwerkstoff- Holz-Verbindungen dürfen die 0,85-fachen Werte angesetzt werden. ür Gipsplatten-Holz-Verbindungen ist ein Mindestnagel- und Mindestklammerabstand von a1 = 0d einzuhalten. Die Mindestrandabstände in OSB-Platten, kunstharz- und zementgebundenen Spanplatten und aserplatten der technischen Klasse HB.HLA betragen 3d und für Gipsplatten 7d für den unbeanspruchten Rand, soweit nicht die Nagelabstände im Holz maßgebend werden. Vom beanspruchten Plattenrand dürfen die Abstände der Nägel 7d bei OSB-Platten, kunstharz- und zementgebundenen Spanplatten und aserplatten und 10d bei Gipsplatten nicht unterschreiten. Bei Sperrholz sollten Mindestabstände zum Hirnholz und zu den Rändern mit 3d bei unbeanspruchtem Holzrand (oder Hirnholzende) und mit (3 + 4 sin α) d bei beanspruchtem Holzrand (oder Hirnholzende) eingehalten werden, wobei α der Winkel zwischen der Kraftrichtung und des belasteten Randes (oder Hirnholzendes) ist. α = Winkel zwischen Kraft- und aserrichtung θ = Winkel zwischen Klammerrücken und aserrichtung Bundesbildungszentrum Kassel 5

26 Effektiv wirksame Verbindungsmittelanzahl in aserrichtung n ef 4-6 Stabdübel, Passbolzen, Bolzen, Schrauben (d > 6 mm) Verbindungsmittelabstand a 1 (Kraft in aserrichtung) Anzahl 5d 6d 7d 8d 9d 10d 11d 1d 13d 14d 15d 16d 17d 18d 19d 0d 1,47 1,54 1,60 1,65 1,70 1,75 1,79 1,83 1,87 1,90 1,93 1,97,00 3,1,,30,38,45,5,58,63,69,74,79,83,87,9,96,99 4,74,87,98 3,08 3,18 3,6 3,34 3,41 3,48 3,55 3,61 3,67 3,7 3,78 3,83 3,88 5 3,35 3,51 3,65 3,77 3,88 3,99 4,08 4,17 4,6 4,34 4,41 4,48 4,55 4,6 4,68 4,74 6 3,95 4,13 4,30 4,44 4,58 4,70 4,81 4,9 5,0 5,11 5,0 5,8 5,36 5,44 5,51 5,59 7 4,54 4,75 4,94 5,10 5,6 5,40 5,53 5,65 5,76 5,87 5,97 6,07 6,16 6,5 6,34 6,4 8 5,1 5,36 5,57 5,76 5,93 6,09 6,3 6,37 6,50 6,6 6,73 6,84 6,95 7,05 7,14 7,4 9 5,69 5,95 6,19 6,40 6,59 6,77 6,93 7,08 7, 7,36 7,49 7,61 7,73 7,84 7,94 8, ,6 6,55 6,80 7,04 7,5 7,44 7,6 7,79 7,94 8,09 8,3 8,37 8,49 8,6 8,73 8,85 Umrechnungsfaktoren bei Kraft aserrichtung Winkel Anzahl ,83 + 0,33 0,67 + 0,67 0,50 + 1,00 0,33 + 1,33 0,17 + 1, ,83 + 0,50 0,67 + 1,00 0,50 + 1,50 0,33 +,00 0,17 +, ,83 + 0,67 0,67 + 1,33 0,50 +,00 0,33 +,67 0,17 + 3, ,83 + 0,83 0,67 + 1,67 0,50 +,50 0,33 + 3,33 0,17 + 4, ,83 + 1,00 0,67 +,00 0,50 + 3,00 0,33 + 4,00 0,17 + 5, ,83 + 1,17 0,67 +,33 0,50 + 3,50 0,33 + 4,67 0,17 + 5, ,83 + 1,33 0,67 +,67 0,50 + 4,00 0,33 + 5,33 0,17 + 6, ,83 + 1,50 0,67 + 3,00 0,50 + 4,50 0,33 + 6,00 0,17 + 7, ,83 + 1,67 0,67 + 3,33 0,50 + 5,00 0,33 + 6,67 0,17 + 8, Wegen der Spaltgefahr des Holzes ist für mehrere in aserrichtung hintereinander angeordnete stiftförmige Verbindungsmittel eine wirksame Anzahl nef zu bestimmen. n 90 α α nef = min + 0,9 vorh.a n n d n Anzahl der in aserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel a1 Verbindungsmittelabstand untereinander in aserrichtung d Verbindungsmitteldurchmesser α Winkel zwischen Kraft- und aserrichtung Nicht versetzt angeordnete Nägel und Schrauben (d 6 mm) Verbindungsmittelabstand a 1 Anzahl 4d 1) 5d ) 6d ) 7d ) 8d ) 9d ) 10d ) 11d ) 1d ) 13d 14d 1,41 1,48 1,55 1,6 1,68 1,74 1,80 1,85 1,90 1,95 3 1,73 1,87,0,16,9,4,54,66,77,89 3 4,00,1,43,64,84 3,05 3,5 3,44 3,6 3,81 4 5,4,5,80 3,09 3,37 3,65 3,93 4,0 4,46 4,73 5 6,45,80 3,15 3,51 3,87 4,3 4,59 4,94 5,9 5,65 6 7,65 3,07 3,48 3,90 4,35 4,79 5,3 5,67 6,11 6,56 7 8,83 3,31 3,80 4,9 4,81 5,33 5,86 6,39 6,93 7, ,00 3,55 4,10 4,66 5,6 5,87 6,47 7,10 7,74 8, ,16 3,78 4,40 5,01 5,70 6,39 7,08 7,81 8,54 9,7 10 n = nef bei Klammern und um mind. 1d versetzt angeordnete Nägel oder Schrauben (d 6 mm). 1) Abstand unzulässig bei nicht vorgebohrten Nägeln ) Mindestabstände bei nicht vorgebohrten Nägeln entsprechend Tafel 4-1 und 4-5 überprüfen! Dübel besonderer Bauart Dübelanzahl (in aserrichtung) Winkel ,85 3,6 4,5 4,8 5,5 5,6 5, ,88 3,67 4,38 5,00 5,54 6,00 6,38 6, ,90 3,73 4,50 5,0 5,83 6,40 6,90 7, ,93 3,80 4,63 5,40 6,13 6,80 7,43 8, ,95 3,87 4,75 5,60 6,4 7,0 7,95 8, ,98 3,93 4,88 5,80 6,71 7,60 8,48 9, ,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 ür mehrere in aserrichtung hintereinander angeordnete Dübel besonderer Bauart ist eine wirksame Anzahl nef zu bestimmen. n 90 α α nef = + 1 ( n ) + n n Anzahl der in aserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel 6 Bundesbildungszentrum Kassel

27 Charakteristische Zugtragfähigkeit von Nägeln und Klammern 4-7a Sondernägel: fax,k d t ax,rk = min f head,k d h ² pen Glattschaftige Nägel: Nägel und Klammern fax,k d tpen ax,rk = min f ax,k d t + f head,k d h ² fax,k = Ausziehparameter d = Nenndurchmesser tpen = wirksame Verankerungslänge t = Bauteildicke bei Nagelkopf fhead,k = Kopfdurchziehparameter dh = Kopfdurchmesser (Nägel: dh = d) (Klammern: d bk) GL4 GL8 GL3 Nageltyp 1) Einschlagtiefe C4 C30 h c h c h c Ausziehparameter f ax,k Glattschaftige Nägel )3) 1d l ef 0d,45,89,89,45 3,36,89 3,70 3,36 SoNä Tragfähigkeitsklasse 1 )3) 1d 5) 3,68 4,33 4,33 3,68 5,04 4,33 5,55 5,04 SoNä Tragfähigkeitsklasse 4) 8d 5) 4,90 5,78 5,78 4,90 6,7 5,78 7,40 6,7 SoNä Tragfähigkeitsklasse 3 8d 5) 6,13 7, 7, 6,13 8,41 7, 9,5 8,41 6) Kopfdurchziehparameter f ax,k Glattschaftige Nägel )3) 8,58 10,11 10,11 8,58 11,77 10,11 1,94 11,77 SoNä Tragfähigkeitsklasse A 7,35 8,66 8,66 7,35 10,09 8,66 11,09 10,09 SoNä Tragfähigkeitsklasse B 9,80 11,55 11,55 9,80 13,45 11,55 14,79 13,45 SoNä Tragfähigkeitsklasse C 1,5 14,44 14,44 1,5 16,81 14,44 18,49 16,81 SoNä Tragfähigkeitsklasse D 14,70 17,33 17,33 14,70 0,17 17,33,19 0,17 SoNä Tragfähigkeitsklasse E 17,15 0, 0, 17,15 3,53 0, 5,89 3,53 SoNä Tragfähigkeitsklasse 19,60 3,10 3,10 19,60 6,90 3,10 9,58 6,90 1) Vorgebohrte glattschaftige Nägel dürfen nicht auf Herausziehen beansprucht werden, Sondernägel nur, wenn der Bohrdurchmesser des Kerndurchmessers ist. Der Ausziehparameter fax,k darf in solchen ällen nur mit 70% angesetzt werden. ) Nur für kurze Lasteinwirkungen zulässig. 3) Glattschaftige Nägel und Sondernägel der Tragfähigkeitsklasse 1 dürfen im Anschluss von Koppelpfetten dauernd auf Herausziehen beansprucht werden, wenn die Dachneigung 30 beträgt. Der Ausziehparameter fax,k darf in solchen ällen nur mit 60% angesetzt werden. 4) Gilt auch für jeden Schaft einer beharzten Klammer nach DIN mit bauaufsichtlichem Verwendbarkeitsnachweis, die unter einem Winkel von 30 zwischen Klammerrücken und aserrichtung eingetrieben wurde. 5) Maximal die Länge des profilierten Schaftteils ansetzen 6) Beim Anschluss von Brettsperrholz, Sperrholz, OSB-Platten, kunstharzgebundenen Spanplatten oder zementgebundenen Spanplatten dürfen die charakteristischen Werte des Kopfdurchziehparameters fhead,k nur dann in Rechnung gestellt werden, wenn diese Platten mindestens 0 mm dick sind. Die charakteristische Rohdichte ρk ist dabei mit 380 kg/m³ in Rechnung zu stellen. ür Platten mit einer Dicke zwischen 1 und 0 mm darf in allen ällen nur mit fhead,k = 8 N/mm² gerechnet werden. Bei geringeren Plattendicken als 1 mm darf mit ax,rk = 400 N gerechnet werden. Charakteristische Zugtragfähigkeit von Bolzenverbindungen 4-7b Scheibe ax,rk [N] d A d i s A GL4 GL8 GL3 Bolzen [mm] [mm] [mm] [mm²] C4 C30 c h c h c h M M M M M da, di = Außen-/ Innendurchmesser Scheibe [mm] ax,rk = A kc,90 3 fc,90,k A: s = Scheibendicke [mm] Annahme: kc,90 = 1,0 A = Querdruckfläche Bemessungswert: ax,rd = ax,rk k mod / γ M (γ M, Holz = 1,3) Charakteristische Tragfähigkeit kombiniert beanspruchter Verbindungsmittel 4-8 Potenzexponent m m m ax,ed v,ed + 1 ax,rd v,rd Nägel, Klammern, Holzschrauben ax,ed = Bemessungswert der Einwirkung auf Herausziehen ax,rd = Bemessungswert der Tragfähigkeit auf Herausziehen v,ed = Bemessungswert der Einwirkung auf Abscheren v,rd = Bemessungswert der Tragfähigkeit auf Abscheren m = Potenzexponent Glattschaftige Nägel Sondernägel Tragfähigkeitsklasse 1, Sondernägel Tragfähigkeitsklassen und 3, allgemein in Koppelpfettenanschlüssen Klammern Holzschrauben, 1 1,5 1 Bundesbildungszentrum Kassel 7

28 Charakteristische Ring- und Scheibendübeltragfähigkeit, Typ A1 und B1 (Appel) 4-9 Nadelholz C4, Brettschichtholz GL4c (Rohdichte ρ k = 350 kg/m³) 1) Winkel Einlasstiefe h e ehlfläche A Bolzen min/max Mindestholzdicke Seitenholz t 1 ) Mittelholz t 3) a 1 a a 3,t 4) Mindestdübelabstände (Achsmaße) a 3,c a 4,t a 4,c v,rk 5)6) [ ] [mm] [mm²] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [N] Durchmesser 65 mm (d c), A1 sowie B /4 7) (B1:1 7) ) ( 34) ( 57) Durchmesser 80 mm (d c), A1 sowie B /4 7) (B1:1 7) ) ( 34) ( 57) Durchmesser 95 mm (d c), A1 sowie B /4 7) (B1:1 7) ) ( 34) ( 57) Durchmesser 16 mm (d c), A /4 7) ( 34) ( 57) Durchmesser 18 mm (d c), A1 sowie B /4 7) 67,5 11,5, (B1:1 7) ) ( 51) ( 85) Durchmesser 160 mm (d c), A1 sowie B /4 7) 67,5 11,5, (B1:16 7) ) ( 51) ( 85) Durchmesser 190 mm (d c), A1 sowie B /4 7) 67,5 11,5, (B1:16 7) ) ( 51) ( 85) ) ür abweichende estigkeitsklassen bzw. Rohdichten (ρk 350 kg/m³) muss v,rk mit ρk/350 multipliziert werden. Dabei darf eine maximale Rohdichte bis zu 613 kg/m³ angesetzt werden. ) Wird die Seitenholzdicke unterschritten, muss im Bereich von,5 he t1 3 he die Tragfähigkeit im Verhältnis t1/3he verringert werden; eine geringere Seitenholzdicke als,5 he ist nicht zulässig. 3) Wird die Mittelholzdicke unterschritten, muss im Bereich von 3,75 he t 5 he die Tragfähigkeit im Verhältnis t/5he verringert werden; eine geringere Mittelholzdicke als 3,75 he ist nicht zulässig. 4) Ist bei Verbindungen mit nur einem Dübel pro Scherfuge der Abstand a3,t größer als die tabellierten dc, darf die Tragfähigkeit im Verhältnis a3,t/dc erhöht werden (a3,t,5dc). 5) Bei Stahlblech-Holz-Verbindungen darf die Tragfähigkeit v,rk mit dem aktor 1,1 erhöht werden. 6) Einsatz in Nutzungsklasse 3 nicht zulässig. 7) Angaben zu den Unterlegscheiben siehe Tab. 4-7b Bemessungswert: v,rd = v,rk k mod / γ M (γ M, Holz = 1,3) 8 Bundesbildungszentrum Kassel

29 Charakteristische Scheibendübeltragfähigkeit, Typ C (Bulldog, Geka) 4-10 Nadelholz C4, Brettschichtholz GL4c (Rohdichte ρ k = 350 kg/m³) 3), Bolzen 4.6 (f u,k = 400 N/mm²) 3) Dübel d c Einpresstiefe h e ehlfläche A Bolzen 7) Mindestholzdicke Mindestdübelabstände bei α = 0 Seitenholz Mittelholz (Achsmaße) Dübel t1 1) Bolzen t1,req 3)4) Dübel t ) Bolzen t,req 3)4) a 1 a a 3,t 5) a 3,c a 4,t a 4,c Dübel v,rk 3) Bolzen v,rk 4)5)6) [mm] [mm] [mm²] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [N] [N] Typ C1 (Bulldog) 50 6, ) , , , Bundesbildungszentrum Kassel , , , Typ C (Bulldog) 50 5, ) , , , , Typ C3 und C , Typ C , ) , Typ C10 (Geka) Typ C11 (Geka) ) Wird die Seitenholzdicke unterschritten, muss im Bereich von,5 he t1 3 he die Dübeltragfähigkeit im Verhältnis t1/3he verringert werden; eine geringere Seitenholzdicke als,5 he ist nicht zulässig. ) Wird die Mittelholzdicke unterschritten, muss im Bereich von 3,75 he t 5 he die Dübeltragfähigkeit im Verhältnis t/5he verringert werden; eine geringere Seitenholzdicke als 3,75 he ist nicht zulässig. 3) ür abweichende Holz- estigkeitsklassen bzw. Rohdichten (ρk 350 kg/m³) und andere Stahlsorten (fu,k 400 N/mm²) muss v,r,k mit ρ f k u,k und treq mit 350 fu,k multipliziert werden; dabei darf eine maximale Rohdichte bis zu 55 kg/m³ angesetzt werden ρk 400 4) Wird die Holzdicke für die Bolzen nicht eingehalten, ist die Tragfähigkeit der Bolzen im Verhältnis t/treq abzumindern. 5) Der Abstand a3,t darf bei Dübeln des Typs C1 bis C9 von den tabellierten 1,5 dc auf 1,1 dc reduziert werden, wenn die Tragfähigkeit im Verhältnis a3,t/1,5 dc verringert wird. 6) Wenn die Kraft nicht in aserrichtung angreift, ist die Tragfähigkeit des Bolzens zu reduzieren (siehe Tafel 4-4). 7) Empfohlene Bolzendurchmesser; Angaben zu den Unterlegscheiben siehe Tab. 4-7b. 8) Mindestholzdicke nach DIN EN ; für Brettschichtholz gilt eine Mindestholzdicke entsprechend DIN EN 390 von 50 mm. 07 Bemessungswerte: Dübel: v,rd = v,rk k mod / γ M (γ M, Holz = 1,3), Bolzen v,rd = v,rk k mod / γ M (γ M, Stahl = 1,1)

30 Zimmermannsmäßige Verbindungen 4-11 Stirnversatz (S) ersenversatz () Doppelter Versatz (D) Tragfähigkeit S b t fc,0,d k 1 d V S (R S,d = b t v f c,0,d k S) S d b tv fc,0,d k 1 (R,d = b t v f c,0,d k ) S S1 + 1 b t f k b t f k V c,0,d S V c,0,d (R D,d = R S,d + R,d) Vorholzlänge l v Sd cosα lv b f v,d Sd cosα lv b f v,d l V S,d cosα b f v,d S1,d cosα lv1 b f v,d 0 cm l V 8 t v 0 cm l V 8 t v 0 cm l V 8 t v Max. Einschnitttiefe t v Lagesicherung α 50 h tv 4 h α < α 60 tv α > 60 h tv 6 Doppelter Versatz: t V 0,8 t V1 t V t V1 1,0 cm Beiwerte k S und k α Nadelholz C4 k S 0,976 0,958 0,937 0,91 0,886 0,860 0,835 0,81 0,79 0,775 k 0,881 0,808 0,736 0,671 0,60 0,58 0,560 0,553 0,564 0,596 Brettschichtholz GL4h k S 0,984 0,971 0,954 0,933 0,909 0,883 0,856 0,83 0,807 0,786 k 0,901 0,83 0,753 0,681 0,61 0,577 0,549 0,538 0,544 0,571 1 ks = α fc,0,d α fc,0,d α α 4 α cos² sin + sin cos + cos fc,90,d fv,d 1 k = fc,0,d fc,0,d 4 cosα sin α + sinα cosα + cos α f c,90,d f v,d Da die in Tafel 1-1 angegebene Schubfestigkeit fv,d mit kcr reduziert wurde, muss dieser Schritt hier wieder rückgängig gemacht werden. In den ormeln für ks sowie k wird daher fv,d mit dem aktor,0 (NHC4) multipliziert. ür GL4h muss in den vorgenannten ormeln der aktor bei der Schubfestigkeit auf 1,4 reduziert werden. 30 Bundesbildungszentrum Kassel

31 Wärmeschutz (Bauphysikalische Grundlagen) 5-1 Wärmedurchlasswiderstand R ür eine Baustoffschicht ür mehrere Baustoffschichten mit i = 1,, 3,n. d R = Wärmedurchlasswiderstand [(m² K)/W] R = λ d = Baustoffdicke [m] λ = Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit [W/(m K)] d1 d d3 dn R = λ λ λ λ di R = λ 1 3 n i Bei inhomogenen Bauteilen (z. B. Dächer) Ra a + Rb b Rm = a + b Rm a b = mittlerer Wärmedurchlasswiderstand [(m² K)/W] = Breite Balkenbereich [m] = Breite Gefachbereich [m] Die oben dargestellte Berechnung des Wärmedurchlasswiderstandes gilt für alle homogenen Bauteile. Das sind Bauteile, deren Schichten über die ganze läche durchlaufen und nicht von anderen Baustoffen unterbrochen werden. Bei inhomogenen Bauteilen wie achwerk oder gedämmten Dächern werden Balken- (a) und Gefachbereich (a) gesondert berechnet und anschließend entsprechend der Einwirkungsbreite gewichtet. Wärmeübergangswiderstand R si, R se R si R se Richtung des Wärmestromes [(m² K)/W] Aufwärts Horizontal Abwärts 0,10 0,13 0,17 0,04 0,04 0,04 Rsi = Wärmeübergangswiderstand innen [(m² K)/W] Rse = Wärmeübergangswiderstand außen [(m² K)/W] - Werte unter Horizontal gelten für Richtungen des Wärmestromes von ± 30 zur horizontalen Ebene. - ür Bauteile im inneren eines Gebäudes ist auf beiden Seiten der gleiche Wärmeübergangswiderstand Rsi anzusetzen - Bei Bauteilen gegen Erdreich wird auf der Außenseite (Rse) immer mit 0,0 gerechnet - Bei abgedeckten und hinterlüfteten Bauteilen (z. B. Vorhangfassade, Dachschrägen) wird für den äußeren Wärmeübergangswiderstand auch der Wert des inneren angesetzt. Wärmedurchgangswiderstand R T R = R + R + R RT = Wärmedurchgangswiderstand [(m² K)/W] T si se Wärmedurchgangskoeffizient U U 1 1 = = R R + R + R T si se U = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² K)] (U-Wert) Temperaturverlauf bei mehrschichtigen Bauteilen 5- Wärmestromdichte q = Wärmestromdichte [W/m²] ϑi ϑe RT = Wärmedurchgangswiderstand [(m² K)/W] q = U ( ϑi ϑ e ) = R ϑi = Temperatur innen [C ] T ϑe = Temperatur außen [C ] Temperaturverlauf bei mehrschichtigen Bauteilen: ϑ si ϑ 1/i ϑ /3 ϑ 3/4. = ϑi - R si q = ϑ si - R 1 q = ϑ 1/ - R q = ϑ 3/4 - R 3 q Temperatur [ C] Temperaturverlauf Temperatur [ C] Innen Außen [cm] R si R R se Bundesbildungszentrum Kassel 31

32 Mindestwerte für Wärmedurchlasswiderstände von Bauteilen (DIN 4108-) 5-3 Bauteile mit einer flächenbezogenen Masse m' 100 kg/m² Die Anforderungen an den Wärmedurchlasswiderstand ein- und mehrschaliger Bauteile mit einer flächenbezogenen Masse von m' 100 kg/m, die Räume nach Abschnitt 1 gegen die Außenluft, niedrig beheizte Bereiche, Bereiche mit wesentlich niedrigeren Innentemperaturen oder unbeheizte Bereiche abtrennen, sind 5-3 zu entnehmen. Zeile Bauteile 1 Wände beheizter Räume Dachschrägen beheizter Räume Beschreibung gegen Außenluft, Erdreich, Tiefgaragen, nicht beheizte Räume (auch nicht beheizte Dachräume oder nicht beheizte Kellerräume außerhalb der wärmeübertragenden Umfassungsfläche) 3 Decken beheizter Räume nach oben und lachdächer Wärmedurchlasswiderstand des Bauteils R ) [m² K/W] 1, 3) gegen Außenluft 1, 3.1 gegen Außenluft 1, Decken beheizter Räume nach unten zu belüfteten Räumen zwischen Dachschrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten Dachräumen zu nicht beheizten Räumen, zu bekriechbaren oder noch niedrigeren Räumen zu Räumen zwischen gedämmten Dachschrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten Dachräumen 4.1 1) gegen Außenluft, gegen Tiefgarage, gegen Garagen (auch beheizte), Durchfahrten (auch verschließbare) und belüftete Kriechkeller 4. gegen nicht beheizten Kellerraum Bauteile an Treppenräumen Bauteile zwischen beheizten Räumen unterer Abschluss (z. B. Sohlplatte) von Aufenthaltsräumen unmittelbar an das Erdreich grenzend bis zu einer Raumtiefe von 5 m über einem nicht belüfteten Hohlraum, z. B. Kriechkeller, an das Erdreich grenzend Wände zwischen beheiztem Raum und direkt beheiztem Treppenraum, Wände zwischen beheiztem Raum und indirekt beheiztem Treppenraum, sofern die anderen Bauteile des Treppenraums die Anforderungen dieser Tabelle erfüllen Wände zwischen beheiztem Raum und indirekt beheiztem Treppenraum, wenn nicht alle anderen Bauteile des Treppenraums die Anforderungen der dieser Tabelle erfüllen. oberer und unterer Abschluss eines beheizten oder indirekt beheizten Treppenraumes Wohnungs- und Gebäudetrennwände zwischen beheizten Räumen Wohnungstrenndecken, Decken zwischen Räumen unterschiedlicher Nutzung 1) Vermeidung von ußkälte ) Bei erdberührten Bauteilen: konstruktiver Wärmedurchlasswiderstand 3) Bei niedrig beheizten Räumen 0,55 m K/W Bauteile mit einer flächenbezogenen Masse m' < 100 kg/m 0,9 0,9 0,35 1,75 0,90 0,07 0,5 wie Bauteile beheizter Räume Der Wärmedurchlasswiderstand ein- und mehrschaliger Bauteile mit einer flächenbezogenen Masse von m' < 100 kg/m muss mindestens R = 1,75 m K/ W betragen. 0,07 0,35 3 Bundesbildungszentrum Kassel

33 Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten bei erstmaligem Einbau, Ersatz und Erneuerung von Bauteilen (EnEV 014) 5-4 Zeile Bauteil Wohngebäude und Zonen von Nichtwohngebäuden mit Innentemperaturen mindestens 19 C Zonen von Nichtwohngebäuden mit Innentemperaturen von 1 bis unter 19 C Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten U max 1) [W/(m² K)] 1 Außenwände 0,4 0,35.1 enster, enstertüren 1,3 ) 1,9 ). Dachflächenfenster 1,4 ) 1,9 ).3 Verglasungen 1,1 3) keine Anforderung.4 Vorhangfassaden 1,5 4) 1,9 4).5 Glasdächer,0 3),7 3) enstertüren mit Klapp-, alt-, Schiebe- oder Hebemechanismus enster, enstertüren, Dachflächenfenster mit Sonderverglasungen 1,6 ) 1,9 ),0 ),8 ) 3. Sonderverglasungen 1,6 3) keine Anforderung 3.3 Vorhangfassaden mit Sonderverglasungen,3 4) 3,0 4) 4.1 Dachflächen einschließlich Dachgauben, Wände gegen unbeheizten Dachraum (einschließlich Abseitenwänden), oberste Geschossdecken 0,4 0,35 4. Dachflächen mit Abdichtung 0,0 0, Wände gegen Erdreich oder unbeheizte Räume (mit Ausnahme von Dachräumen) sowie Decken nach unten gegen Erdreich oder unbeheizte Räume 0,30 keine Anforderung 5. ußbodenaufbauten 0,50 keine Anforderung 5.3 Decken nach unten an Außenluft 0,4 0,35 1) Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils unter Berücksichtigung der neuen und der vorhandenen Bauteilschichten; für die Berechnung der Bauteile nach den Zeilen 5.1 und 5. ist DIN V : Anhang E und für die Berechnung sonstiger opaker Bauteile ist DIN EN ISO 6946: zu verwenden. ) Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des ensters: Der Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des ensters ist technischen Produkt-Spezifikationen zu entnehmen oder gemäß den nach den Landesbauordnungen bekannt gemachten energetischen Kennwerten für Bauprodukte zu bestimmen. Hierunter fallen insbesondere energetische Kennwerte aus Europäischen Technischen Bewertungen sowie energetische Kennwerte der Regelungen nach der Bauregelliste A Teil 1 und auf Grund von estlegungen in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen. 3) Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten der Verglasung; ußnote ist entsprechend anzuwenden. 4) Wärmedurchgangskoeffizient der Vorhangfassade; dieser ist nach DIN EN 13947: zu ermitteln. Klimatische Rahmenbedingungen 5-5 Art Temperatur innen Relative Luftfeuchtigkeit innen Temperatur außen Relative Luftfeuchtigkeit außen Zeitdauer [h] Tauperiode 0 C 50 % -10 C 80 % 1440 Verdunstungsperiode 1 C 70 % 1 C 70 % 160 Bundesbildungszentrum Kassel 33

34 Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwerte der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahlen µ (DIN ) 5-6 Zeile Stoff Putzmörtel aus Kalk, Kalkzement und hydraulischem Kalk Putzmörtel aus Kalkgips, Gips, Anhydrit und Kalkanhydrit Rohdichte ρ 1),) [kg/m³] Putze und Estriche Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m K)] Richtwert der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ 3) (1800) 1,0 15/35 (1400) 0, Gipsputz ohne Zuschlag (100) 0, Zementestrich (000) 1,4 15/35.1 Porenbeton-Bauplatten (Ppl) mit normaler ugendicke und Mauermörtel, nach DIN EN , DIN EN verlegt Bauplatten 600 0,4 5/10. Gipsplatten nach DIN ,5 4/ Vollklinker, Hochlochklinker, Keramikklinker Mauerwerk, einschließlich Mörtelfugen ,81 (NM/DM) 50/ ,50 (NM/DM) 3.3 Vollziegel, Hochlochziegel, ,58 (NM/DM) 3.4 üllziegel ,68 (NM/DM) ,81 (NM/DM) Hochlochziegel HLZA und HLZB nach DIN bzw. 3.6 LD-Ziegel nach DIN EN in Verbindung mit DIN Mauerwerk aus Kalksandsteinen nach DIN V 106 Mauerwerk aus Kalksandsteinen nach DIN EN 771- in Verbindung mit DIN V Mauerwerk aus Porenbeton- Plansteinen (PP) nach DIN V bzw. DIN EN in Verbindung mit DIN V ,8 (LM1/LM36) 0,33 (NM/DM) 5/10 5/ ,56 5/ ,99 15/ Bitumenbahnen nach DIN EN Kunststoff-Dachbahn nach DIN (PVC-P) Lose Schüttungen, abgedeckt aus Sand, Kies, Splitt (trocken) 600 0,19 5/10 Dachbahnen, Dachabdichtungsbahnen (100) 0, /3000 Sonstige gebräuchliche Stoffe (1800) 0, Lehmbaustoffe 100 0,47 5/10 1) Die in Klammern angegebenen Rohdichtewerte dienen nur zur Ermittlung der flächenbezogenen Masse (z. B. für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes). ) Die bei den Steinen genannten Rohdichten entsprechen den Rohdichteklassen der zitierten Stoffnormen. 3) Es ist jeweils der für die Baukonstruktion ungünstigere Wert einzusetzen. Bezüglich der Anwendung der µ-werte siehe DIN Bundesbildungszentrum Kassel

35 Wärmedämmstoffe nach harmonisierten Europäischen Normen (DIN ) 5-7 Zeile Stoff Nennwert λ D [W/(m K)] Kategorie I Bemessungswert der Wärmeleitfähig keit λ 1) [W/(m K)] Nennwert λ Grenz ) [W/(m K)]³ Kategorie II Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ 3) [W/(m K)] 1 Mineralwolle (MW) nach DIN 0,03 0,038 0,0309 0,03 EN ,035 0,04 0,0338 0,035 Richtwert der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ 4) 3 Expandierter 0,03 0,038 0,0309 0,03 Polystyrolschaum (EPS) nach 0/100 4 DIN EN ,035 0,04 0,0338 0,035 5 Extrudierter Polystyrolschaum (XPS) nach DIN EN ,030 0,036 0,090 0,030 80/50 6 Polyurethan-Hartschaum 5) (PUR) nach DIN EN ,05 0,030 0,04 0,05 40/00 7 Phenolharz-Hartschaum (P) nach DIN EN ,0 0,06 0,014 0,0 10/60 8 Holzfaserdämmstoff (W) nach DIN EN ,040 0,049 0,0378 0, ) λ = λd 1, ) Der Wert λgrenz ist im Rahmen der technischen Spezifikationen des jeweiligen Dämmstoffs festzulegen. 3) λ = λgrenz 1,05 4) Es ist jeweils der für die Baukonstruktion ungünstigere Wert einzusetzen. Bezüglich der Anwendung der µ-werte siehe DIN ) Die alternative Ermittlung von λ ist möglich nach Anhang C. 1 Wärmeschutztechnische Bemessungswerte für Baustoffe, die gewöhnlich bei Gebäuden zur Anwendung kommen (DIN EN ISO 10456) 5-8 Zeile Stoffgruppe oder Anwendung 1 Beton Rohdichte ρ [kg/m³] Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m K)] Spezifische Wärmespeicherka pazität c p [J/(kg K)] Richtwert der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ trocken Hohe Rohdichte 400,0 (,5 1) ) Metalle.1 Aluminiumlegierungen Kupfer Nicht rostender Stahl Nutzholz , , Holzwerkstoff , Sperrholz ) , Spanplatten 600 0, OSB-Platten 650 0, Zementgebundene Spanpl , Holzfaserplatten (inkl. MD 3) ) 600 0, ) Klammerwerte gelten für bewehrten Beton (% Stahl) ) Diese Werte gelten auch für Hartfaserplatten (SWP) und Bauholz mit urnierschichten (LVL) 3) Medium Density ireboard (mitteldichte Holzfaserplatte) feucht Bundesbildungszentrum Kassel 35

36 Wärmedurchlasswiderstand ruhender Luftschichten (DIN EN ISO 694) 5-9 Zeile Dicke der Luftschicht [mm] Aufwärts [m² K/W] Richtung des Wärmestroms Abwärts [m² K/W] Horizontal [m² K/W] 1 0 0,00 0,00 0,00 5 0,11 0,11 0, ,13 0,13 0, ,15 0,15 0, ,16 0,17 0, ,16 0,19 0, ,16 0,1 0, ,16 0, 0, ,16 0,3 0,18 Bei der Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) werden die Luftschichten als Wärmedurchlasswiderstand RLuft berücksichtigt. Die Bemessungswerte gelten für Luftschichten, die in Wärmestromrichtung eine Dicke von weniger als dem 0,1-fachen der Länge bzw. Breite der Luftschicht und von höchstens 0,3 m haben. Die Begrenzungsflächen müssen parallel zueinander und senkrecht zum Wärmestrom verlaufen und einen Emissionsgrad von mindestens 0,8 besitzen. Im Innenraum darf kein Luftaustausch vorhanden sein. Abweichende Luftschichten können nach DIN EN ISO 6946 Anhang B berechnet werden. Ruhende Luftschicht Der Luftraum muss von der Umgebung abgeschlossen sein. Vorhandene Öffnungen nach außen müssen so beschaffen sein, dass kein Luftstrom durch die Luftschicht möglich ist. Öffnungsgröße - maximal 500 mm² je m Länge für vertikale Luftschichten - maximal 500 mm² je m² Oberfläche für horizontale Luftschichten Die Entwässerungsöffnungen in der Außenschale eines zweischaligen Mauerwerks werden nicht als Lüftungsöffnungen angesehen. Bei ruhenden Luftschichten wird der Wärmedurchlasswiderstand der Luftschicht in der U-Wert-Berechnung aus einer Tabelle entnommen. Schwach belüftete Luftschicht Bei schwach belüfteten Luftschichten wird der Wärmedurchlasswiderstand der Luftschicht aus der Tabelle zur Hälfte bei der U-Wertberechnung angesetzt. Öffnungen nach außen - über 500 mm² bis mm² je m Länge für vertikale Luftschichten - über 500 mm² bis mm² je m² Oberfläche für horizontale Luftschichten Wenn der Wärmedurchlasswiderstand zwischen Luftschicht und außen über den Wert 0,15 m²k/w hinausgeht, so wird mit 0,15 m²k/w gerechnet. Stark belüftete Luftschicht Bei stark belüfteten Luftschichten wird der Wärmedurchlasswiderstand der Luftschicht und aller anderen Schichten zwischen Luftschicht und außen nicht gerechnet. Öffnungen nach außen - über mm² je m Länge für vertikale Luftschichten - über mm² je m² Oberfläche für horizontale Luftschichten Als äußerer Wärmeübergangswiderstand wird der Wärmeübergangswiderstand bei ruhender Luft, also der innere Wärmeübergangswiderstand Rsi angesetzt, weil die Luftgeschwindigkeit nicht mit der direkten Außenluft vergleichbar ist. Bauteile mit einer flächenbezogenen Masse m' 100 kg/m² Die Anforderungen an den Wärmedurchlasswiderstand ein- und mehrschaliger Bauteile mit einer flächenbezogenen Masse von m' 100 kg/m², die Räume nach Abschnitt 1 gegen die Außenluft, niedrig beheizte Bereiche, Bereiche mit wesentlich niedrigeren Innentemperaturen oder unbeheizte Bereiche abtrennen, sind Tabelle 5-3 zu entnehmen. 36 Bundesbildungszentrum Kassel

37 achmathematik 6 Winkelfunktionen im rechtwinkligen Dreieck Gegenkathete Sinus = Hypotenuse a sinα = c Ankathete Cosinus = Hypotenuse b cosα = c Gegenkathete Tangens = Ankathete Sinussatz Eine Seite und zwei Winkel bekannt a tanα = b b sinα a = sinβ Berechnung nicht rechtwinkliger Dreiecke Zwei Seiten und ein eingeschlossener Winkel bekannt Kosinussatz c = a² + b² a b cos γ Zwei Seiten und ein nicht eingeschlossener Winkel bekannt sinβ a α = asin b Drei Seiten und kein Winkel bekannt a² + b² c² γ = acos a b Pw 100% G = p Z 100% K = p t Dreieck, rechtwinklig: A = ½ c h = ½ a b h = a b c U = a + b + c Kreis: A = π r² = π d² 4 U = π d Prozentrechnung G p Pw 100% Pw = p = 100% G Zinsrechnung K p t Z 100% Z = p = 100% K t Dreieck, schiefwinkl.: Halbkreis: Geometrie A = ½ c h = ½ a b sinγ = ½ a c sinβ = ½ b c sinα U = a + b + c A = ½ π r² = π d² 8 B = ½ π d Z 100% t = K p Trapez: Viertelkreis: G = Grundwert Pw = Prozentwert p = Prozentsatz [%] K = Kapital [ ] Z = Zinsen [ ] p = Zinssatz [%] t = Laufzeit [Jahre] A = m h = a + c h U = a + b + c + d A = ¼ π r² = π d² 16 B = ¼ π d Griechisches Alphabet α Α Alpha ε Ε Epsilon ι Ι Jota ν Ν Ny ρ Ρ Rho ϕ Φ Phi β Β Beta ζ Ζ Zeta ϰ Κ Kappa ξ Ξ Ksi σ Σ Sigma χ Χ Chi γ Γ Gamma η Η Eta λ Λ Lambda ο Ο Omikron τ Τ Tau ψ Ψ Psi δ Delta ϑ Θ Theta µ Μ My π Π Pi υ Υ Ypsilon ω Ω Omega Römische Zahlen I II III IV V VI VII VIII IX X XX L C D M Kraft- / Masseeinheiten Zehnerpotenzen Kraft [N] (1KN) (10 kn) Masse [kg] 0, (1 t) 0,001 0,01 0, kg entspricht exakt 9,81 N (im Bauwesen wird 9,81 auf 10 aufgerundet) Bundesbildungszentrum Kassel 37

38 Rechnerischer Abbund 7-1 Grat-/ Kehlgrundwinkel Gleichung 1: Nur rechtwinklige, waagerechte Traufecken tanα W β H = atn tan αh Gleichung : Beliebige Traufecken gh β H = atn g g H + sinβ tanβ Bei Walmdächern liegen ßH und ßW zwischen waagerechter Traufe und Gratgrundlinie. Bei Winkelbauten liegen βh und βab zwischen waagerechtem irst und Kehlgrundlinie. Diese Winkel sind auch die Maschinenwinkel für den Abschnitt entlang der Schifterlotschmiege. Bei Gleichung deutet ein negatives Ergebnis auf eine Kehlsituation, ein positives Ergebnis auf eine Gratsituation hin. β = Bauseitiger Grundwinkel zwischen waagerechten Traufen αh = HD-Neigung αw = Walm-/ AB-Neigung Gleichung 3: Nur rechtwinklige, waagerechte Traufecken xh = x sinβh sinβ H Grundverschiebung Gleichung 4: Nur nicht rechtwinklige, waagerechte Traufecken x cos( β βh) sinβh xh = sinβ Gleichung 5: Sonderfälle (z. B. Wintergärten) x cosµ AH xh = cosµ + cosµ AH AW Durch die Grundverschiebung können extreme Abgratungs-/ Auskehlmaße vermieden werden. Grat- und Kehlsparren behalten einen größeren Nettoquerschnitt. In Gleichung 5 werden die Abgratungswinkel µah und µaw eingesetzt, um z. B. gleich breite Glasauflager bei Wintergärten zu erhalten. x = volle Grat-/ Kehlsparrenbreite xh = abzugratende/ auszukehlende Bauteilbreite auf HD-Seite Gleichung 6: Allgemeingültige Gleichung zur Berechnung von Grat-, Kehl-, lugsparren und Strahlenschifterneigungen ( sin ) α = atn tanα β G H H Grat-/ Kehlneigung lächenprofil/ Backenschmiege Gleichungen 7 und 8: tanβ H ε H = atn cos αh H σ H = βh cosα atn tan Der lächenprofilwinkel εh ist der in der Dachfläche liegende Winkel zwischen waagerechter Traufe und Grat bzw. zwischen waagerechtem irst und Kehllinie. Die Backenschmiege σh ist die Anreißschmiege für Ober- und Unterseite Schifterschnitt. 38 Bundesbildungszentrum Kassel