Brettsperrholz Bemessung. Information. Grundlagen für Statik und Konstruktion nach Eurocode. isbn Euro 35

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1 sbn Euro 5 Informatonen für e Berechnung un konstruktve Gestaltung von Holztragwerken Informaton Brettsperrholz Bemessung proholz Austra Jul 0 Grunlagen für Statk un Konstrukton nach Eurocoe Brettsperrholz eröffnet als nnovatves Tragwerkselement neue Möglchketen m konstruktven Holzbau. Der vorlegene Letfaen soll helfen, ese Möglchketen n Planung un Ausführung rchtg auszuschöpfen un umzusetzen. Das flächge Bauproukt Brettsperrholz (bsp oer xlam) wr zunächst hnschtlch sener Herstellung un sener Egenschaften beschreben. Darauf folgen e wchtg sten Grunlagen für e Bemessung, e Beschrebung er Tragwrkung un es Branverhaltens mt zugehörgen Moellblungen un Materalkennwerten nach em Scherhetskonzept er Eurocoes. Be er Verbnungstechnk legt er Schwerpunkt auf selbstbohrenen Holzschrauben, ergänzt wr eser Abschntt urch allgemene Konstruktonsvorschläge. De Ausstefung von Ge bäu en un e amt verbunene Erbeben scher het schleßen en allgemenen Tel ab. Anwenungsbespele sollen e beschrebenen Inhalte enfacher zugänglch machen un urch weterführene Ingeneurmoelle zur Dskusson anregen. DI Dr. Markus Wallner-Novak DI Josef Koppelhuber DI Kurt Pock

2 Brettsperrholz Bemessung Grunlagen für Statk un Konstrukton nach Eurocoe Impressum Meennhaber un Herausgeber proholz Austra Arbetsgemenschaft er österrechschen Holz wrtschaft zur Förerung er Anwenung von Holz Obmann Deter Kanz Geschäftsführer Georg Bner Projektletung Alexaner Eer A-0 Wen, Uranastraße 4 T + 4 (0) nfo@proholz.at, Fnanzelle Unterstützung urch Bnerholz Bausysteme GmbH A-5400 Hallen Solvay-Halvc-Straße 46 T + 4 (0) offce@bnerholz-bausysteme.com Haas Fertgbau Holzbauwerk GesmbH & Co kg A-86 Großwlfersorf Raersorf 6 T + 4 (0) Info@Haas-Fertgbau.at Mayr-Melnhof Holz Holng ag A-8700 Leoben, Turmgasse 67 T + 4 (0) holng@mm-holz.com Merk Tmber GmbH D-8655 Achach Inustrestraße T + 49 (0) offce@merk.e Hasslacher Norca Tmber A-975 Sachsenburg Festrtz T + 4 (0) nfo@hasslacher.at Stora Enso Bulng an Lvng A-946 Ba St. Leonhar Wspernorf 4 T + 4 (0) bulngsolutons@ storaenso.com Fachverban er Holznustre Österrechs A-07 Wen Schwarzenbergplatz 4 T + 4 (0) offce@holznustre.at Autoren DI Dr. Markus Wallner-Novak DI Josef Koppelhuber DI Kurt Pock Gestaltung Umschlag Gassner Reolf kg, Schlns; Renhar Gassner, Marcel Bachmann Inhalt Markus Wallner-Novak Lektorat Esther Prchner Druck Eberl Prnt, Immenstat. Auflage 0,.00 Stk. Pres Enzelheft Euro 5 nkl. USt., exkl. Versan sbn ssn Geruckt auf pefc z e r t f z e r t e m P a p e r. D e s e s Pro ukt stammt aus nach haltg bewrtschafteten Wälern un kontrollerten Quellen. Copyrght 0 be proholz Austra un en Autoren. De Publkaton un alle n hr enthaltenen Beträge un Abblun gen sn urheber recht lch geschützt. Jee Verwenung außerhalb er Grenzen es Urheberrechts st ohne Zu stmmung es Herausgebers unzu lässg un strafbar. proholz Austra un e Autoren sn bemüht, Infor ma tonen rchtg un vollstäng zu rechercheren bzw. weerzugeben. Wr ersuchen jeoch um Verstänns, ass wr für en Inhalt kene Ge währ übernehmen können.

3 Vorwort De Entwcklung es Holzbaus n en letzten hunert Jahren st gekennzechnet urch enorme Innovaton. Sowohl e Bautele aus Holz un Holzwerkstoffen als auch e Verbnungstechnk haben sch stetg weterentwckelt. Das Holz, genauer gesagt as enzelne Brett, stellt e Grunlage für Brettschchtholz, Brettstapelelemente oer Brettsperrholz ar. Das relatv neue Konstruktonsmateral Brettsperrholz vor etwa zwanzg Jahren begann er baupraktsche, wrtschaftlch relevante Ensatz m Bauberech st auf en ersten Blck en enfaches Konstruktonsmateral. Es besteht aus festgketssorterten Brettlamellen, e gekreuzt un mt ungeraer Lagenzahl unter 90 mtenaner verklebt weren. Es entsteht oberflächlch betrachtet ene homogene Holzplatte. Be näherer ngeneurmäßger Betrachtung erkennt man jeoch e Komplextät eses Bautels: Es hanelt sch um en orthogonal geschchtetes, flächenhaftes Verbunelement aus Holz mt komplexen Berechnungsgrunlagen. Man muss e Dnge so enfach we möglch machen. Aber ncht enfacher. (Albert Ensten, ) Den Planern, Ingeneurbüros un Ausführenen weren mt em vorlegenen Bemessungsbuch e Grunlagen für e technsch sachgemäße Planung un e Anwenung von Brettsperrholz nähergebracht. Das Hauptaugenmerk legt auf er statsch konstruktven Funkton von Brettsperrholz als tragenem Bautel un auf en amt verbunenen Anforerungen. Für as Zusammenfügen er Brettsperrholzelemente wuren Konstruktonsvorschläge erarbretet. Der Bemessungsletfaen ermöglcht er Praktkern, em Praktker enen enfachen un schnellen Zugang zum Bau proukt Brettsperrholz, a e bautechnsch erforer lchen Nachwese mt en zugehörgen ngeneur mäßgen Rechenmoellen beschreben un anhan von praxsnahen Bespelen erläutert weren. Deses Bemessungshanbuch wure von DI Dr. Markus Wallner-Novak un senen Koautoren DI Josef Koppelhuber un DI Kurt Pock mt vel Akrbe un Umscht erstellt. De Ingeneurn, er Ingeneur fnet arn Antworten auf e wesentlchen Fragen be er Bemessung von Brettsperrholz, soass eses Buch enen wchtgen Betrag für e Bemessungspraxs von Brettsperrholz arstellt. Wlhelm Luggn Luggn Zvltechnkergesellschaft m.b.h.

4 Inhalt Inhalt Verstängung...5. Klenbuchstaben...5. Großbuchstaben un Abkürzungen...5 Prouktbeschrebung...8. Allgemenes...8. Tragwrkung.... Verbnungstechnk Weterführene Hnwese Kennzechnung un Bezechnung er Stanaraufbauten...6 Grunlagen er Berechnung...9. Bemessungskonzept...9. Baustoffkennwerte.... Bewerte für Enwrkungen Telscherhetsbewerte auf er Werstanssete Verformungsbewerte Querschnttswerte Balken Netto-Querschnttswerte Balken effektve Querschnttswerte Zweachsge Plattentragwrkung Scheben Grenzzustäne er Tragfähgket Bemessungsstuaton Zug n er Elementebene Zug quer zur Elementebene Pressung er Strnseten Begung urch Plattenbelastung Begung be Beanspruchung als Träger hochkant Schub be Plattenbeanspruchung Schub be Schebenbeanspruchung Torson be Plattenbeanspruchung Stabltät Kombnerte Beanspruchung Ausklnkungen Grenzzustäne er Gebrauchstauglchket Bemessungsstuaton Begrenzung er Durchbegungen Schwngungen Grenzzustäne er Tragfähgket m Branfall...87

5 Inhalt 7. Bemessungsstuaton Abbran un Querschnttswerte Nachwesführung Verlust er Lagescherhet Bemessungsstuaton Abheben Verbnungstechnk Kontaktstöße Fugenausblungen Stftförmge Verbnungsmttel un hre Tragfähgket Selbstbohrene Holzschrauben Gebäueausstefung Enwrkungen un Bemessungsstuatonen Stanscherhet Kräfteverlauf Deckenscheben Wanscheben... Anwenungsbespele...9. Grunlagen...9. Decken Dächer Tonnenach Wäne Wanscheben...76 Anhang Berechnungsverfahren...8 A. Das erweterte Gamma-Verfahren...8 A. Der mehrlagg schubnachgebg verbunene Balken...84

6 Verstängung Klenbuchstaben Verstängung. Klenbuchstaben a...schwerpunktsabstan ener Lage zum Gesamtschwerpunkt; Mnestabstan er Verbnungsmttel; Beschleungung (Erbeben) b...elementbrete (Abmessung n Elementebene n er Regel quer zur Haupttragrchtung); Raumbrete c...feerstefgket...elementcke (Abmessung quer zur Elementebene) für Verbnungsmttel: Nennurchmesser...Dcke er enzelnen Lage f...festgket; Frequenz f...erste Egenfrequenz g...stänge Lasten g...egengewcht er tragenen Bautele g...stänge Auflasten h...elementhöhe (Abmessung n Elementebene n er Regel n Haupttragrchtung)...Träghetsraus k...faktor kle...lastenwrkungsauer l...in Tragrchtung be Angabe es Plattenaufbaues (engl. longtunal recton) l...systemlänge, Spannwete, Kncklänge m...moment pro Laufmeter Platte; Masse pro Flächenenhet n...nutzlast; Normalkraft pro Laufmeter Platte; Anzahl q...lnenlast, Nutzlast; Duktltätsbewert (Erbeben) r...klenster Krümmungsraus s...schneelast v...querkraft pro Laufmeter Platte; Element er Nachgebgketsmatrx (erwetertes Gamma-Verfahren) vorh...vorhanener Wert w...wnlast/durchbegung quer zur Tragrchtung be Angabe es Plattenaufbaues (engl. wth recton) z...ornate ener Lage m Querschntt (schubnachgebger Balken) zul...zulässg. Großbuchstaben un Abkürzungen A...Fläche B...Stefgket CLT...Cross Lamnate Tmber, Brettsperrholz D...Lehr sches Dämpfungsmaß (moale Dämpfung); Dehnstefgket ener Schebe; Druckkraft (Wanschebe) DL oer L...Decklage längs zur langen Elementsete DQ oer Q...Decklage quer zur langen Elementsete 5

7 Verstängung Großbuchstaben un Abkürzungen E...Elastztätsmoul, Wert ener Enwrkung EI...Begestefgket EQU...Grenzzustäne es Verlustes es Glechgewchts (engl. Equlbrum) F...Kraft G...Schubmoul H...Horzontalkraft I...Träghetsmoment K...Stefgket (Begung oer Normalkraft) K...Längslage M...Moment; n enen Punkt konzentrerte Masse M*...moale Masse N...Normalkraft NKL...Nutzungsklasse Q...punktförmge Nutzlast R...Wert enes Werstanes für en Tragfähgketsnachwes S...statsches Moment; Stefgket (Schub) SLS...Grenzzustäne er Gebrauchstauglchket (engl. Servceablty Lmt States) T...Schubkraft n ener Fuge; Schwngauer (Erbeben) ULS...Grenzzustäne er Tragfähgket (engl. Ultmate Lmt States) V...Querkraft W...Werstansmoment Z...Zugkraft (Wanschebe).. Grechsche Buchstaben α FE...Bewert für e Schubstefgket von Scheben β...imperfektonsbewert; Abbranrate γ...für Erbeben Beeutungsbewert es Objekts γ...be er Berechnung er effektven Querschnttswerte: Reuktonsfaktor für e Lage nach em Gamma-Verfahren γ M, γ G, γ Q...Telscherhetsbewert η...faktor φ...weggröße Ψ...Kombnatonsbewert κ...schuberhöhungsfaktor (,0) κ z...schubkorrekturfaktor ( 0,80) λ...schlankhet μ...rebungsbewert ρ...rohchte σ...normalspannung τ...schubspannung 6

8 Verstängung Großbuchstaben un Abkürzungen.. Inzes 0...n Rchtung er Decklage (Hauptspannrchtung) %-Fraktlwert 90...quer zur Decklage (Nebenspannrchtung) A...Anfangspunkt (Wanscheben) ax...axal (Verbnungsmttel) br...brutto-querschnttswert es glechförmg betrachteten Querschntts c...druck; Knckbewert char...abbran cr...inex für Rssefaktor (engl. crack) creep...krechen crt...kppen...bemessungswert (mt Telscherheten behaftet) ef...bewert zur Ermttlung er Krechverformung E...Enpunkt (Wanscheben) ef...effektver Querschnttswert mt Berückschtgung es Querschnttaufbaus un er Schubnachgebgket (Gamma-Verfahren) f...e Branbemessung betreffen fn...enwert (er Verformung) g, G...stänge Enwrkungen betreffen hor...horzontal nst...anfangswert (er Verformung) k...charakterstscher Wert (n er Regel 5 %-Fraktlwert ohne Telscherheten) k...kncken M...as Materal betreffen (Telscherhetsbewert); Begung mean...mttelwert mn...mnestens mo...mofkatonsbewert zur Berückschtgung er Lastauer un er Holzfeuchte n, net...netto-querschnttswert mt Berückschtgung es Querschnttaufbaus, aber ohne Berückschtgung er Schubnachgebgket er Querlagen o...oben P...Polar (Träghetsmoment) Q...veränerlche Enwrkungen betreffen qs...n er quas-stängen Bemessungsstuaton rms...bewertetes Maß (root mean square) R...Rollschub ref...referenzwert rel...relatv s...en Schwerpunkt betreffen sys...systembewert t...zug tot...total T...Torson u...unten y...plattenbegung (um e y-achse) z...begung hochkant (um e z-achse) 7

9 Prouktbeschrebung Allgemenes Prouktbeschrebung. Allgemenes.. Defnton Brettsperrholz st en flächges, massves Holzproukt für tragene Anwenungen. Es besteht aus mnestens re Brettlagen, e rechtwnkelg zuenaner flächg verklebt sn un m Allgemenen enen symmetrschen Querschntt ergeben. Bs zu re benachbarte Lagen ürfen faserparallel angeornet weren, solange hre gemensame Dcke höchstens 90 mm beträgt. Abblung -: Aufbau Brettsperrholz (Explosonszechnung) De Bretter er enzelnen Lagen aus Naelholz sn nach Festgket sortert, gehobelt un technsch getrocknet. Überwegen wr Fchtenholz er Festgketsklasse C4 verwenet. Bs zu 0 % er Bretter ürfen er nächstgerngeren Festgketsklasse entsprechen. Üblch sn auch e Holzarten Tanne, Kefer, Lärche un Douglase. Laubholzarten we Brke sn enkbar un n Erprobung, aber urch erzetge Zulassungen ncht abgeeckt. De Bretter sn 40 bs 00 mm bret un 6 bs 45 mm ck, weren n er Regel n Längsrchtung mttels Kelznken zu ener enlosen Lamelle verbunen un können n enem ersten Prouktonsschrtt an hren Schmalseten zu ener flächgen Brettlage verklebt (flankenverlemt) weren. Ohne Verklebung nebenenanerlegener Bretter ürfen ese mt Fugen von höchstens 6 mm angeornet weren. Entlastungsnuten n en Brettern ürfen bs 4 mm bret un 90 % es Brettes tef sen. Für gekrümmtes Brettsperrholz, as n enem geegneten Spannbett verklebt wr, st er Zusammenhang zwschen er größten Brettcke, max un em klenstem Begeraus r mn enzuhalten : r 50 (.) mn,max Nach EN 65:0 glt genau: r f m, j,c,k +,max mt er Begefestgket f m, j,c, k er Kelznkenverbnung n en Brettern. In Herstellerspezfsche Zulassungen wr er Begeraus von er Brettcke abhängg begrenzt. 8

10 Prouktbeschrebung Allgemenes Der Ensatz von Holzwerkstoffen st bs zu enem Dckenantel von 50 % zulässg, wenn ese für Nutzungsklasse un/oer zugelassen sn. Mt Holzwerkstoffen können bestmmte Egenschaften, we Tragverhalten, Akustkverhalten, Branverhalten oer Aussehen beenflusst weren. De Tragfähgket eser Lagen arf für e gesamte Tragwrkung berückschtgt weren, wobe Stöße er Holzwerkstoffe zu beachten sn. Im vorlegenen Letfaen weren e enzelnen Tele von Brettsperrholz-Elementen nach Abblung - bezechnet. In er Lteratur wr für Fläche auch er Begrff Setenfläche un für Strnsete auch er Begrff Schmalfläche verwenet. Abblung -: Bezechnung von Telen un Berechen von Brettsperrholz.. Abmessungen Brettsperrholz wr n Längen bs 6 m un Breten bs,95 bzw.,00 m un Gesamtcken für Stanaraufbauten bs etwa 00 mm un auf Sonerwunsch bs 500 mm hergestellt, we Abblung - zegt. Je nach Zulassungen weren ese Größtabmessungen auf aktuell bs zu 0 m mal 4,80 m ausgeehnt. Abblung -: Abmessungen von Brettsperrholz 9

11 Prouktbeschrebung Allgemenes.. Zulassung als Bauproukt Brettsperrholz wr set 995 prouzert, wure aber bsher ncht n Normen aufgenommen. Sene baurechtlche Verwenung wr aher über natonale oer Europäsche Technsche Zulassungen (ETA) geregelt. De Zulassungen enthalten Mnestanforerungen an as Proukt, e Ausgangsstoffe un sene Herstellung, Angaben für Nachwesverfahren un m Fall er ETA Vorschrften zur CE- Kennzechnung. De Prouktnorm EN 65:0 wure en CEN-Mtgleern zur Abstmmung vorgelegt un wr zu ener EN-Norm führen. Ene Expertengruppe nnerhalb es Normenausschusses CEN TC 50 arbetet erzet an er Aufnahme von Brettsperrholz n en Eurocoe 5 (EN 995--)...4 Verwenung Abblung -4 gbt enen Überblck über e wchtgsten Ensatzmöglchketen von Brettsperrholz als Tragwerkselement. Brettsperrholz st für e Nutzungsklassen un zugelassen. Nutzungsklasse entsprcht enem Umgebungsklma von 0 C, n em e Luftfeuchtgket von 85 % nur für enge Wochen pro Jahr überschrtten wr. Des entsprcht n er Regel überachten un vor Wtterung geschützten Tragwerkstelen. Be Naelholz stellt sch für eses Umgebungsklma ene Holzausglechsfeuchte von höchstens 0 % en. 0

12 Prouktbeschrebung Tragwrkung Abblung -4: Ensatz von Brettsperrholz m Tragwerk..5 Verklebung Für e Verklebung er Brettlagen weren aktuell e zwe Klebstoffsysteme Polyurethan (PUR) un Melamn-Urethan-Formalehy (MUF) verwenet. Als weteres Klebstoffsystem können lösungsmttelfree Dspersonsklebstoffe (EPI) engesetzt weren. De beschrebenen Klebstoffe wesen relatv kurze Aushärtezeten auf un führen zu transparenten Fugen. Unterschelche Klebstoffe können zu unterschelchem Branverhalten führen.. Tragwrkung Der gesperrte Aufbau von Brettsperrholz führt zu verbessertem Quell- un Schwnverhalten. Legen weren e Elemente als Platten vorwegen n ene Rchtung (enachsg) gespannt (Abblung -5). In engen Fällen we be punktgestützten Platten oer be besetgen Dachüberstänen erfolgt e Lastabtragung n zwe Rchtungen. Stehen als Schebe engesetzt, kann e verglechswese hohe Schubstefgket un wegen er gesperrten Lagen auch ene verbesserte Schubtragfähgket genutzt weren.

13 Prouktbeschrebung Tragwrkung Abblung -5: Brettsperrholz enachsge Lastabtragung Als Haupttragrchtung (0 ) wr jene mt höherer Stefgket bezechnet, als Nebentragrchtung (90 ) jene mt gerngerer Stefgket. De Haupttragrchtung entsprcht n er Regel er Rchtung er Decklagen. Abblung -6: Brettsperrholz-Element mt Haupt- un Nebentragrchtung Für e Ermttlung es Tragverhaltens be Plattenbegung n ene Rchtung weren nur jene Brettlagen n Rechnung gestellt, e auch n ese Tragrchtung laufen. De zu esem Netto-Querschntt gehörenen Querschnttswerte weren mt em Inex n versehen un für Nachwese n en Grenzzustänen er Tragfähgket verwenet. Den querlaufenen Brettlagen weren kene Längsspannungen zugewesen er Elastztätsmoul quer zur Faser wr her mt E 90 0 angenommen. De Querlagen weren also als rene Abstanhalter aufgefasst un erfahren nur ene Beanspruchung auf Schub. Dese Schubbeanspruchung er Querlagen st hnschtlch er Tragfähgket un er Verformung von Brettsperrholz zu beachten. Trtt Schubversagen en, so st n er Regel en Bruch tangental zu en Jahrrngflächen er Querlagen zu beobachten. Deser Bruch wr als Roll-

14 Prouktbeschrebung Tragwrkung schubversagen bezechnet un urch e Überschretung er Rollschubfestgket f V R, k, engeletet. Se beträgt nur etwa e Hälfte bs en Drttel er Schubfestgket n faserparalleler Rchtung f V, k. De Schubverformung er Querlagen st als Tel er Gesamtverformung zu berückschtgen. Abblung -7: Schubverhalten er Querlagen Für as beschrebene Tragverhalten sn unterschelche Rechenmoelle anwenbar. En enfaches Moell st jenes es verübelten Balkens. De Längslagen weren als Querschnttstele es Balkens un e Querlagen als flächenhafte Verübelung er Querschnttstele aufgefasst, we n Abblung -8 argestellt. Abblung -8: Moellverglech mt verübeltem Balken De Gesamtverformung setzt sch aus enem Begeantel nfolge Verrehung es Querschntts un enem Schubantel nfolge Verformung er Querlagen zusammen. Der Antel er Schubverformungen hängt vom Querschnttsaufbau, er Elementschlankhet un em Belastungsbl ab un legt üblcherwese unter 0 % er Begeverformungen, we n Abblung -9 schematsch argestellt st.

15 Prouktbeschrebung Tragwrkung Abblung -9: Verformungsantele enes Brettsperrholz-Balkens aus Begung un Schub Für e Berechnung nachgebg verbunener Begestäbe wure as Gamma-Verfahren beschreben un n e allgemenen Bemessungsnormen aufgenommen. Neben em Gamma-Verfahren sn er Tmoshenko-Balken, as Schubanalogeverfahren, e Lamnattheore un e Berechnung nach er Fnte-Elemente-Methoe geegnet. Das Gamma-Verfahren blet e Grunlage für e Verformungsberechnung m vorlegenen Letfaen. Es st n Eurocoe 5 un en mesten Zulassungen für Brettsperrholz verankert, hat sch baupraktsch bewährt un stellt enen enfachen un ngeneurmäßgen Zugang zur Erfassung er Schubverformungen ar. De Längslagen weren jewels um enem Faktor γ reuzert, um e Schubnachgebgket er benachbarten Querlagen zu erfassen. Das zugehörge effektve Träghetsmoment wr mt em Inex ef bezechnet un für e Nachwese n en Grenzzustänen er Gebrauchstauglchket verwenet. De Schubnachgebgket wr folglch über ene reuzerte, effektve Begestefgket erfasst. En Vortel es Gamma-Verfahrens legt arn, Verformungen we gewohnt über e rene Begeverformung berechnen zu können. In er Hanrechnung müssen kene gesonerten Terme für Schubverformungen ermttelt weren un Stabwerksprogramme müssen e Schubnachgebgket von Stäben ncht berückschtgen. Nachtelg st, ass as effektve Träghetsmoment I ef von er Spannwete l abhängt un so en vom System abhängger Wert st. Das effektve Träghetsmoment nmmt mt kürzeren Spannweten etwa quaratsch zur Begeschlankhet ( l h) ab. De Formeln für e Gamma-Werte wuren aus em Ansatz ener snusförmgen Begelne gewonnen. De Berechnung er Querschnttswerte nach em Gamma-Verfahren wr n Abschntt 4. beschreben. Be er Anwenung es Gamma-Verfahrens n Stabwerksprogrammen erwest es sch als praktkabel, Brettsperrholz als glechförmgen Querschntt mt er tatsächlchen Elementhöhe un effektven Brete zu efneren, we n Abblung -0 argestellt. Der Ersatzquerschntt bestzt ann e gleche Höhe un Begestefgket we as Brettsperrholz-Element, e Spannungsermttlung nfolge er so errechneten Schnttgrößen hat gesonert zu erfolgen. b ef Ief b (.) I br 4

16 Prouktbeschrebung Verbnungstechnk Abblung -0: Moellquerschntte un Stefgketsverhältnsse Als alternatve Rechenmethoe wr er schubweche Tmoshenko-Balken n Anhang A. beschreben. Mt esem Verfahren kann für jeen Querschnttsaufbau en Schubkorrekturfaktor angegeben weren. De Schubverformungen können ann zusätzlch zur Begeverformung aus er Querkraftvertelung ermttelt weren.. Verbnungstechnk Brettsperrholz egnet sch wegen es gesperrten Aufbaus gut zur Fügung auf Kontakt, a e Lasten über Hrnholzpressung er n Kraftrchtung orenterten Lagen engeletet weren können. Stftförmge Verbnungsmttel können sowohl n er Fläche als auch n en Strnseten angeornet un axal un/oer auf Abscheren beansprucht weren. Be Verwenung n er Fläche wrkt sch er gesperrte Aufbau von Brettsperrholz günstg auf e übertragbaren Kräfte un e Mnestabstäne er Verbnungsmttel aus. De Mnestabstäne ürfen unabhängg von er Orenterung er Decklagen festgelegt weren. Lastenletungsprobleme weren n Abschntt 9., stftförmge Verbnungsmttel n Abschntt 9. näher behanelt..4 Weterführene Hnwese In Ebner (00) weren Hochbaukonstruktonen beschreben, bauphyskalsche Kennzahlen fnen sch unter anerem n HFA (00). Tebnger un Matznger (0) verfassten enen Betrag zu Bauen mt Brettsperrholz m Geschossbau. Von Green (0) wure ene Machbarketsstue zu Hochhäusern verfasst. 5

17 Prouktbeschrebung Kennzechnung un Bezechnung er Stanaraufbauten.5 Kennzechnung un Bezechnung er Stanaraufbauten ETA-xx/yyyy ➊ zzzz-cpd-tttt ➋ Hersteller, Jahr er Anbrngung Elementaufbau, Holzart, Klebstoff ➊ Nummer er Zulassung ➋ Nummer es Konformtätszertfkates Abblung -: CE-Kennzechen gemäß Europäscher Technscher Zulassung (ETA) De Erfüllung ener Europäsch Technschen Zulassung oer er Prouktnorm wr über as CE-Kennzechen auf em Proukt un en Begletpaperen okumentert, we bespelhaft n Abblung - argestellt. Für e Bezechnung von Brettsperrholz-Elementen weren n er Regel e Prouktbezechnung es Herstellers, e Elementcke un er Elementaufbau verwenet, we n Abblung - argestellt un m vorlegenen Letfaen verwenet. Abblung -: Bezechnungsschema für en Aufbau von Brettsperrholz-Elementen We n Abblung - argestellt, weren m vorlegenen Letfaen Elemente mt Decklage längs zur langen Elementsete mt L bezechnet; üblch st auch e Bezechnung DL. Elemente mt eser Orenterung weren n er Regel als Dach- un Deckenelemente oer hochkant als Träger verwenet. Elemente mt Decklage quer zur langen Elementsete weren mt Q bezechnet (auch DQ) un fnen bespelswese als Wanelemente Ensatz. Abblung -: Herstellungsbengte Orenterung er Decklagen 6

18 Prouktbeschrebung Kennzechnung un Bezechnung er Stanaraufbauten Für e herstellerneutrale Formulerung von Ausschrebungstexten sollten zusätzlch zur Gesamtstärke e Stärken er enzelnen Brettlagen angegeben weren. Dazu wure n er Prouktnorm e Bezechnung mt er jewelgen Lagencke un en Buchstaben l für Längslagen (longtunal recton Längsrchtung) un w für Querlagen (wth recton Bretenrchtung) festgelegt. Abblung -4 zegt Bespele für Elementaufbauten mt hrer Bezechnung. Abblung -4: Querschnttsvaranten EN 65:0. 7

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20 Grunlagen er Berechnung Bemessungskonzept Grunlagen er Berechnung Als Grunlage für e Bemessung wr her as europäsche Scherhetskonzept n senen Grunsätzen un n gekürzt argestellt. Als Abschätzung weren gescherte Angaben gemacht, um Kontrollen un ene überschlägge Bemessung von Han zu ermöglchen.. Bemessungskonzept De Eurocoes weren europawet nhaltlch enhetlch herausgegeben. Natonale Anhänge (NAD) enen azu, länerspezfsche Festlegungen für ausgewesene Absätze, Kennwerte un Faktoren zu treffen un Inhalte zu ergänzen. Zur Bemessung un Konstrukton von Holzbauten st e europäsche Norm ÖNORM EN un zusätzlch er natonale Anhang (für Österrech bespelswese ÖNORM B 995--) anzuwenen. Für enen eneutgen Verwes auf ene bestmmte Ausgabe enes Normenokuments wr eren Ausgabejahr angehängt bespelswese ÖNORM EN 995--:008. Zel jeer Bemessung st er Nachwes gegen as Entreten unerwünschter Grenzzustäne. Dese sn er Verlust er Lagescherhet (z. B. Abheben), as Überschreten er Tragfähgket oer er Gebrauchstauglchket. Gegen as Entreten eser Grenzzustäne weren Scherhetsbewerte sowohl für Enwrkungen als auch für Werstäne festgelegt... Charakterstsche Werte er Enwrkungen Brettsperrholz st allgemen für statsche un quas-statsche Enwrkungen zugelassen. Alle Enwrkungen, we bespelswese Egenlasten, Nutzlasten, Schneelasten oer Wnlasten sn n en entsprechenen Telen es Eurocoe als charakterstsche Werte angegeben. Charakterstsche Werte er Enwrkung weren aus Messungen un Lastmoellen gewonnen un weren nnerhalb enes Bezugszetraumes (n er Regel 50 Jahre) n nur 5 % aller Fälle überschrtten (95 %-Fraktlwerte). Charakterstscher Wert er Enwrkung: E k.. Bemessungswerte er Beanspruchung In en Nachwesen st e Beanspruchung er Bautele zu untersuchen, wobe Auswrkungen un Enwrkungen beachtet weren. Jeem Grenzzustan st ene Bemessungsstuaton mt zugehörgen Kombnatonsregeln zugeornet. De charakterstschen Werte er Enwrkungen weren mt Telscherhetsbewerten un Kombnatonsbewerten versehen un ungünstg aufsummert. De Telscherhetsbewerte sn γ G für stänge Enwrkungen un γ Q für veränerlche Enwrkungen. De anzuwenenen Bewerte ψ sn n Tabelle - für e verscheenen Grenzzustäne angeführt. Mt hnen ürfen veränerlche Enwrkungen reuzert weren, bespelswese, wenn se begleten, gemensam mt ener führenen veränerlchen Enwrkung wrken. De Bewerte hängen vom jewelgen Lasttyp ab, sn n EN 990 festgelegt un her n Abschntt. angeführt. De kombnerten un mt Scherheten behafteten Summen er Enwrkungen n vorgegebenen Bemessungsstuatonen führten zum Bemessungswert er Enwrkung: E 9

21 Grunlagen er Berechnung Bemessungskonzept Tabelle - Bemessungsstuatonen un Kombnatonsbewerte Grenzzustäne Bewerte ψ 0 ψ ψ Verlust er Lagescherhet (EQU), Tragfähgket (ULS) seltene oer vorübergehene Bemessungsstuaton Nachwes er Tragfähgket außergewöhnlche Bemessungsstuaton Nachwes er Tragfähgket m Fall von Bran oer Erbeben Gebrauchstauglchket (SLS) charakterstsche häufge quas-stänge Bemessungsstuaton Bemessungsstuaton Bemessungsstuaton Vermeung von Schäen Erschenungsbl.. Charakterstsche Werte er Festgket Der Werstan von Brettsperrholz-Elementen hängt von hrem Aufbau un er Materalfestgket ab. De charakterstschen Werte er Festgketen f k weren aus genormten Materalprüfungen gewonnen oer aus bekannten Bezehungen zwschen verscheenen Materalfestgketen abgeletet un sn n er Regel jene Werte, e nur von 5 % er Proben unterschrtten weren. Charakterstscher Wert er Festgket: R k..4 Bemessungswerte es Werstanes Auf er Materalsete wr er Telscherhetsbewert γmverwenet. Zusätzlch wr für Holzfestgketen er Enfluss er Lastauer un er Holzfeuchte mt em Mofkatonsbewert k mo berückschtgt. Bemessungswert es Werstanes: R..5 Nachwesführung De geforerte Tragwerksscherhet wr errecht, wenn m Rahmen er Nachwese gezegt weren kann, ass er jewelge Bemessungswert er Beanspruchung klener glech em jewelgen Bemessungswert es Werstanes st. Nachwes: E R Der Größenwert ener Enwrkung st bespelhaft m Balkenagramm n Abblung - lnks argestellt; er Wert enes Werstanes rechts. De charakterstschen Werte sn jewels außen argestellt; e für en Nachwes verweneten Bemessungswerte nnen. De Scherhet vom charakterstschen Wert zum Bemessungswert legt m eutschsprachgen Raum sowohl für Enwrkungen als auch für Werstäne unter em Wert,50. Der gesamte Scherhetsabstan zwschen en charakterstschen Werten legt etwa be,5 bs,50. Des entsprcht em Scherhetsnveau es alten etermnstschen Scherhetskonzepts, we m zweten Dagramm rechts argestellt. Deser Verglech er Scherhetskonzepte mt groben Rchtwerten un Verenfachungen ent em Verstänns un er Engrenzung un st ncht für allgemene statsche Nachwese geacht. 0

22 Grunlagen er Berechnung Bemessungskonzept Abblung -: Charakterstsche Werte un Bemessungswerte mt geruneten Telscherhetsbewerten..6 Bemessungswert er Enwrkung (Tragfähgket) E γg EG,,k + γq EQ,,k + ψ0 γq EQ,, k (.) Abschätzung: E, 5 E k..7 Bemessungswert es Werstanes (Tragfähgket) R R k kmo (.) γm Abschätzung: Rk R,5 Im vorlegenen Letfaen weren e Werstäne für Brettsperrholz als Bemessungswerte m mo ( γ, 5) be Lastauer mttel ( k 0, 8 n en Nutzungsklassen un ) angegeben. Für abwechene Lastauer sn e Faktoren nach Tabelle -7, auf Sete 4 anzuwenen. Abwechene natonale Festlegungen sn zu beachten.

23 Grunlagen er Berechnung Baustoffkennwerte. Baustoffkennwerte Brettsperrholz wr auf er Grunlage technscher Zulassungen als Bauproukt anerkannt un st ncht genormt. De Baustoffkennwerte aus en technschen Zulassungen legen nnerhalb gewsser Schwankungsbereche, we n en folgenen Tabellen angegeben. Im vorlegenen Letfaen wuren gescherte Werte festgelegt un unterstrchen argestellt. Für en statschen Nachwes enes Bauwerks sn e genauen Werte aus en jewelgen Zulassungen maßgeben... Baustoffkennwerte allgemen Tabelle - allgemene Baustoffkennwerte vorgeschlagene Bemessungswerte Werteberech laut Zulassungen Wchte (für Lastannahmen) Charakterstscher Mnestwert er Rohchte Mttelwert er Rohchte γ 5,50 kn/m³ (4,0 5,5) 6,00 kn/m³ ρ k 400 kg/m³ kg/m³ ρ mean 450 kg/m³ 450 kg/m³.. Baustoffkennwerte Platte Tabelle - Stefgketskennwerte für Brettsperrholz be Verwenung als Platte Elastztätsmoul (Normalspannungen) Elastztätsmoul (quer zur Faser) Schubmoul Rollschubmoul vorgeschlagene Bemessungswerte Werteberech laut Zulassungen E 0,mean.000 N/mm² N/mm² E 0, N/mm² N/mm² E 90,mean 70 N/mm² 70 N/mm² G 0, mean 690 N/mm² N/mm² G 0, N/mm² G R, mean 50 N/mm² N/mm² ρ mean n EN 8:009. ÖNORM B 400. EN 8:009. De Rohchte wr n er Regel für Vollholz ohne Berückschtgung er Homogenserungseffekte von Brettsperrholz angegeben. 4 Blaß un Ubel (007)

24 Grunlagen er Berechnung Baustoffkennwerte Tabelle -4 Festgketskennwerte für Brettsperrholz be Verwenung als Platte vorgeschlagene Bemessungswerte f für k mo 0,80 un γ m,5 Berech für charakterstsche Werte laut Zulassungen Begefestgket Zugfestgket Druckfestgket n Faserrchtung Querruckfestgket Schubfestgket Rollschubfestgket Torsonsfestgket f m, 5,0 N/mm² 4,00 N/mm² f 0 9,00 N/mm² 4,00 6,50 N/mm² t,, f 0,40 N/mm²,00 4,00 N/mm² c,, f 90,60 N/mm²,50,70 N/mm² c,, f V,,60 N/mm²,00,50,70 N/mm² f V,R, 0,70 N/mm² 0,70,0,50 N/mm² f 0,60 N/mm²,50 N/mm²,T, Für abwechene Werte von k mo sehe Tabelle -77. Für abwechene Werte von γ m sehe Tabelle Baustoffkennwerte Schebe un Träger hochkant De folgenen Materalkennwerte gelten für Scheben un Träger hochkant aus Brettsperrholz, be enen e beanspruchten Lagen aus urchgehen kelgeznkten Brettlagen bestehen, we es n en Prouktzulassungen n er Regel geforert st. Tabelle -5 Stefgketskennwerte für Brettsperrholz be Verwenung als Schebe Elastztätsmoul (Normalspannungen) Schubmoul vorgeschlagene Bemessungswerte Werteberech laut Zulassungen E 0,mean.000 N/mm² N/mm² E 0, N/mm² N/mm² G 0, mean 690 N/mm² N/mm² G 0, N/mm² Für unversalkelgeznkte Brettsperrholz-Elemente st e Begefestgket be Plattenbeanspruchung um 5 % abzumnern. De charakterstsche Druckfestgket quer zur Faser wr für alle Holzarten n EN 65:0, Abschntt 5..5., mt f c,90,k N/mm² angegeben, wenn kene Versuchsergebnsse vorlegen. Achtung! De Form un Verarbetung er Brettlagen beenflusst e Rollschubfestgket maßgeblch. Daher wr her m Besoneren auf e Prouktzulassung verwesen. Sn e Bretter setenverklebt oer wr be fehlener Setenverklebung en Mnestverhältns von Brete zu Dcke von 4: engehalten, arf laut EN 65:0, Abschntt 5..5., ene charakterstsche Rollschubfestgket von,0 N/mm² angesetzt weren, anernfalls von 0,70 N/mm².

25 Grunlagen er Berechnung Baustoffkennwerte Tabelle -6 Festgketskennwerte für Brettsperrholz be Verwenung als Schebe Begefestgket Zugfestgket Druckfestgket n Faserrchtung Querruckfestgket Schebenschubfestgket (Mechansmus ) Torsonsfestgket er Klebefugen (Mechansmus ) Schubfestgket (Mechansmus ) Rollschubfestgket vorgeschlagene Bemessungswerte f für k mo 0,80 un γ m,5 Berech für charakterstsche Werte laut Zulassungen f m, 5, N/mm² 4,00 N/mm² f 0 9,0 N/mm² 4,00 6,50 N/mm² t,, f 0,4 N/mm²,00 4,00 N/mm² c,, f 90,6 N/mm²,50,70 N/mm² c,, f V,S,, N/mm² 5,00 N/mm² f V,T,,6 N/mm²,50 N/mm² f V,,6 N/mm²,00,50,70 N/mm² f V,R, 0,7 N/mm² 0,70,0,50 N/mm² Für abwechene Werte von k mo sehe Tabelle -77. Für abwechene Werte von γ m sehe Tabelle Umrechnung nach Lastenwrkungsauer Tabelle -7 Faktoren für Bemessungswerte nach Lastenwrkungsauer n Nutzungsklasse un Lastauer KLED stäng lang mttel kurz sehr kurz Faktor k mo 0,60 0,70 0,80 0,90,0 Lastkürzel G NE NA, NB, ND,NF,NG S NC, NH S W η k 0,75 0,88,00,,8 mo (W)..5 Systembewert Durch e Verklebung weren mehrere Bretter ener Lage parallel anenanergekoppelt. De Lastabtragung erfolgt über mehrere Bautele glechzetg, wourch er Bautelwerstan wegen statstscher Effekte gegenüber er Brettfestgket mt em Systembewert k sys erhöht weren arf. Be ener hoch angesetzten urchschnttlchen Brettbrete von 5 cm ergbt sch für Elemente ab ener Für unversalkelgeznkte Brettsperrholz-Elemente sn e Bege- un Zugfestgketen be Schebenbeanspruchung um 0 % abzumnern. Achtung! De Form un Verarbetung er Brettlagen beenflusst e Rollschubfestgket maßgeblch. Daher st her m Besoneren auf e Prouktzulassung zu verwesen. Sn e Bretter setenverklebt oer wr be fehlener Setenverklebung en Mnestverhältns von Brete zu Dcke von 4: engehalten, arf laut EN 65:0, Abschntt 5..5, ene charakterstsche Rollschubfestgket von,0 N/mm² angesetzt weren, anernfalls ene Rollschubfestgket von 0,70 N/mm². EN 995--, Abschntt

26 Grunlagen er Berechnung Baustoffkennwerte Brete von 00 cm k, 08 un ab 00 cm k sys, 0 sys. De Erhöhung er Festgketen mt k sys glt nur be paralleler Beanspruchung mehrerer Bretter we be Normal- un Begespannungen, ncht aber wenn nur en Brett auf Rollschub beansprucht wr. Für schmale Bautele mt ener Brete von wenger als 5 cm wr ene Reukton urch k 0, 90 empfohlen. sys Abblung -: Zusammenhang zwschen er Anzahl er beanspruchten Bretter un k sys 5

27 Grunlagen er Berechnung Bewerte für Enwrkungen. Bewerte für Enwrkungen Alle für e Bemessung erforerlchen Bewerte weren für verscheene Lastkategoren n Tabelle -8 angegeben. De Telscherhetsbewerte γ gelten für e Grenzzustäne er Tragfähgket. De n er Nachwesglechung auf er Materalsete stehenen Mofkatonsbewerte für e Lastenwrkungsauer k mo entsprechen en Werten für Sperrholz nach EN 995--:009. De Kombnatonsbewerte sn en Tabellen A... un A... er EN 990:00 entnommen. De jewelge Klasse er Lastenwrkungsauer KLED wure von DIN 05:004, Tabelle 4 übernommen. Tabelle -8 Lastkategoren un zugehörge Bewerte Gruppe Kategore Lastkürzel γ sup γ nf KLED k mo NKL, ψ 0 ψ ψ Stänge Lasten G,5,00 stäng 0,60 Nutzlasten m Hochbau A: Wohnflächen NA mttel B: Büroflächen NB mttel C: Personenansammlungen NC kurz 0,90 D: Verkaufsflächen ND mttel 0,80 0,80 0,50 0,0 0,70 0,70 0,60 E: Lager un nustrelle Nutzung NE lang 0,70,00 0,90 0,80,50 0,00 F: Verkehrs- un Parkflächen (lecht) NF mttel 0,70 0,60 G: Verkehrs- un Parkflächen (mttel) NG mttel 0,80 0,70 0,50 0,0 H: Dächer NH kurz 0,00 0,00 0,00 0,90 Balkone, Zugänge etc. N kurz 0,70 0,50 0,0 Schneelasten m Hochbau Orte über.000 m Seehöhe S mttel 0,80 0,70 0,50 0,0,50 0,00 Orte unter.000 m Seehöhe S kurz 0,90 0,50 0,0 0,00 Wnlasten m Hochbau W,50 0,00 kurz 0,90 0,60 0,0 0,00 De Tabelle st n DIN :00 bs auf esen Wert entsch. Dort wr für ψ 0,50 festgelegt. 6

28 Grunlagen er Berechnung Telscherhetsbewerte auf er Werstanssete.4 Telscherhetsbewerte auf er Werstanssete De Telscherhetsbewerte auf er Werstanssete ürfen natonal festgelegt weren un sn auf jeen Fall zu beachten. In Tabelle -9 sn bespelhaft e Telscherhetsbewerte für enge Natonen angeführt. Tabelle -9 Telscherhetsbewerte Baustoff bzw. Bautel γ m Vollholz EN 995,0 AT, DE, GB,0 IT,50 Brettschchtholz EN 995,5 AT, GB, FR, ES,5 DE,0 IT,45 Brettsperrholz EN 995 AT, GB,5 DE, FR, ES,0 IT,50 Verbnungen,0.5 Verformungsbewerte De Krechverformung hängt von er Nutzungsklasse ab un kann mt k ef nach Tabelle -0 urch Multplkaton er Anfangsverformung n er quas-stängen Bemessungsstuaton weren. w nst, qp bestmmt 7

29 Grunlagen er Berechnung Verformungsbewerte Tabelle -0 k ef für Vollholz, Brettschchtholz un Spansperrholz Baustoff Vollholz Brettschchtholz k ef für Nutzungsklasse 0,60 0,80,00 Brettsperrholz 0,80,00 ncht zugelassen w creep k w (.) ef nst,qp Dese Festlegung basert auf Untersuchungen er TU Graz. Sehe Jöbstl un Schckhofer (007). In aneren Dokumenten getroffene Festlegungen sn: Baustoff k ef für Nutzungsklasse Sperrholz nach EN 995--:009 0,80,00,50 Brettsperrholz nach DIN 05:008 0,60 0,80 Brettsperrholz TU Graz bs 7 Schchten 0,80,00 Brettsperrholz TU Graz mehr als 7 Schchten 0,85,0 8

30 Querschnttswerte Balken Netto-Querschnttswerte 4 Querschnttswerte De Berechnung er Querschnttswerte als Grunlage für e Nachwese er Grenzzustäne wr m folgenen Kaptel behanelt. Legt ene omnerene Lastabtragungsrchtung vor, ürfen Brettsperrholz-Elemente als Plattenstrefen behanelt weren. Dazu weren e Querschnttswerte für enen enachsg gespannten (n er Regel enen Meter breten) Balken bestmmt. De Nachwese n en Grenzzustänen er Tragfähgket ürfen ohne Rückscht auf e Schubnachgebgket mt Netto-Querschnttswerten untersucht weren, währen für e Grenzzustäne er Gebrauchstauglchket e Schubnachgebgket über effektve Querschnttswerte (zum Bespel nach em Gamma-Verfahren) zu erfassen st. In Fällen, e von er enachsgen Lastabtragung abwechen we bespelswese Punktstützungen, schräge Lager, Durchbrüche, lokale Telflächenbelastungen un Ähnlches st e zweachsge Plattentragwrkung zu berückschtgen. Dazu weren e been gänggsten Moelle Trägerrost un orthotrope Platte behanelt. Abschleßen weren e Querschnttswerte für Brettsperrholz als Schebe angeführt. Allgemen glt e Festlegung, ass er Elastztätsmoul er Bretter quer zur Faser mt E 90 0 angenommen wr. 4. Balken Netto-Querschnttswerte Im Folgenen wr e Ermttlung er Querschnttswerte für e Hauptspannrchtung 0 gezegt. Be Bearf weren e Querschnttswerte für e Nebenspannrchtung 90 analog ermttelt. De quer legenen Außenlagen weren ann ncht berückschtgt. Abblung 4-: Symmetrscher Querschntt: Bezechnung er Lagen un Abmessungen 9

31 Querschnttswerte Balken Netto-Querschnttswerte 4.. Schwerpunkt Für e Bemessung m kalten Zustan st für symmetrsche Elementaufbauten e Schwerpunktslage mt er Symmetreachse bestmmt. Für unsymmetrsche Querschntte, we se urch unterschelche Festgketsklassen, aufgeklebte Holzwerkstoffe, Querschnttsschwächungen oer nach Abbran entstehen, st e n Abblung 4- argestellte Schwerpunktslage we folgt zu bestmmen:. Für Querschntte aus Lagen mt unterschelchen Elastztätsmouln: Referenzmoul E c wählen.. Schwerpunktslage o er enzelnen Lagen von er Elementoberkante aus bestmmen.. Gesamtschwerpunkt berechnen: z n E E c s n b E E c b o (4.) 4. Schwerpunktsabstan a er enzelnen Lagen vom Gesamtschwerpunkt S aus ermtteln: a o z (4.) s Abblung 4- : Unsymmetrscher Querschntt: Bezechnung er Querschnttsabmessungen un prnzpelle Darstellung er Spannungsverläufe n...anzahl er Längslagen 4.. Fläche n E, net b Ec A0...Fläche (netto) (4.) 4.. Werstansmoment W 0,net I0,net max...werstansmoment (netto) (4.4) { z ; z } o u Mt em Netto-Träghetsmoment n n E b E 0, net + b a Ec Ec I (4.5) z o z s...abstan er oberen Ranfaser zum Gesamtschwerpunkt 0

32 Querschnttswerte Balken Netto-Querschnttswerte z...abstan er unteren Ranfaser zum Gesamtschwerpunkt u z s Für e Spannungsermttlung glt: σ E My, (4.6) W m, Ec 0, net 4..4 Statsches Moment De Schubtragfähgket wr m Allgemenen von er Rollschubfestgket er Querlagen bestmmt. Das zugehörge statsche Moment st m L E SR, 0,net b a...statsches Moment (Rollschub) (4.7) E c m L...Inex jener Längslage, e er Schwerpunktslage am nächsten st von er Oberkante es Querschntts aus gesehen. Aus Glechgewchtsgrünen st e Schubspannung n en Querlagen konstant, we n Abblung 4- zu sehen st. Anmerkung: Be Elementen mt spezell geschchteten Querschnttsaufbauten oer unterschelchen Festgketsklassen kann as Schubversagen von er Schubfestgket er schwerpunktsnächsten Längslage bestmmt weren un ncht von er Rollschubfestgket er schwerpunktsnächsten Querlage. Das zugehörge statsche Moment st folgenermaßen zu bestmmen. wenn er Schwerpunkt n er betroffenen Längslage legt: S 0, net k L k ak E b + a b E c a k...schwerpunktsabstan er Schwerpunktslage k...dcke er Schwerpunktslage...statsches Moment (Schub) (4.8) wenn er Schwerpunkt ncht n er betroffenen Längslage legt: k L E S0, net b a...statsches Moment (Schub) (4.9) E c k L...Inex er schwerpunktsnächsten Längslage von er Oberkante es Querschntts aus gesehen 4..5 Träghetsraus Be knckgefähreten Bautelen st für en Nachwes gegen Kncken aus er Elementebene er Enfluss er Schubnachgebgket zu berückschtgen. Des kann mt em effektven Träghetsmoment Iefnach 4.. (Gamma-Verfahren) erfasst weren. Als Bezugslänge l ref st ann e Kncklänge l k anzunehmen.

33 Querschnttswerte Balken Netto-Querschnttswerte I0, ef y, ef...effektver Träghetsraus (4.0) A 0, net Kncken um e z-achse st erst be sehr schmalen Wanpfelern mt ener Pfelerbrete h,50 y, ef zu betrachten Torsonswerstan Der Torsonswerstan von Brettsperrholz hängt vom Querschnttsaufbau un er Elementbrete ab un wure von Slly (00) behanelt. Das Torsonswerstansmoment von homogenen Rechteckquerschntten st W T c h (4.) c mt en Faktoren c 06, + 0, 05 h h 5 (4.) 065, h c (4.) + h Be Verwenung von Brettsperrholz als Träger hochkant kann be Kppgefahr annähern as Torsonsträghetsmoment es als homogen angesehenen Bruttoquerschntts mt Reukton er Drllstefgket nach Slly (00) verwenet weren. I T, CLT h 0,65 IT 0,65 c (4.4) 5 c 06, + 0, 05 (4.5) h h 4..7 Polares Träghetsmoment von Klebeflächen Zur Bemessung für Schubbeanspruchung n er Elementebene (Schebe) weren unterschelche Versagensmechansmen laut Abschntt 5.8 betrachtet. En zugehörger Querschnttswert st as polare Werstansmoment er Klebeflächen.

34 Querschnttswerte Balken effektve Querschnttswerte Polares Träghetsmoment Das polare Träghetsmoment glt für ene lneare Spannungsvertelung er Torsonsschubspannungen vom Mttelpunkt er rechteckgen Klebefläche bs zu Außenkante. Das polare Träghetsmoment IPst etwas größer als as Torsonsträghetsmoment I T, a be Torson von Stäben e Schubspannungen ncht lnear verlaufen. I p a a a a I + I + (4.6) Für quaratsche Kreuzungsflächen wr 4 a I p (4.7) 6 a...angenommene Brettbrete. In er Regel wr ene mttlere Brete von a 80 mm angesetzt. (Sehe auch Abschntt 5.8) Polares Werstanmoment Zur Ermttlung er Torsonsschubspannungen n en verklebten Kreuzungsflächen wr as polare Werstansmoment benötgt. Allgemen st W p IP (4.8) a Für quaratsche Kreuzungsflächen ergbt sch a W p (4.9) 4. Balken effektve Querschnttswerte We enleten beschreben, st er Enfluss er Schubverformungen auf e Gesamtverformung zu berückschtgen. Im vorlegenen Letfaen wr afür as Gamma-Verfahren verwenet un e Schubverformung verenfacht über ene erhöhte Begeverformung berückschtgt. Gegenüber er renen Begestefgket es Netto-Querschntts EI net wr also mt enem effektven Träghetsmoment I ef gerechnet.

35 Querschnttswerte Balken effektve Querschnttswerte 4 Das Gamma-Verfahren nach Eurocoe 5 De Formeln zum Gamma-Verfahren sn n Eurocoe 5 so aufberetet, ass se unveränert sowohl für en Fall mt zwe als auch für en Fall mt re Längslagen anwenbar sn. Geanklch wr n been Fällen e zwete Längslage von oben festgehalten, we n Abblung 4- mt stärkerer Umranung argestellt. De benachbarten Lagen weren nachgebg an ese gekoppelt un hr jewelger Stener-Antel mt enem von er Spannwete abhänggen Gamma-Wert reuzert. De zugehörgen Formeln ergeben für Querschntte mt zwe Längslagen unsymmetrsche Zwschenergebnsse. Abblung 4-: Abstäne nach em Gamma-Verfahren laut Eurocoe 5 + m π γ R,, ref G b A E l (4.0) m 0 γ, + m π γ R,, ref G b A E l (4.) γ γ γ c, c, c b E E b E E b E E a (4.) a a, + + (4.) a a, (4.4) + 0 γ c c ef, a b E E b E E I (4.5) EN 995--, Anhang B: Nachgebg verbunene Begestäbe.

36 Querschnttswerte Zweachsge Plattentragwrkung Annahme er Referenzlängen: Enfelträger: l ref l Durchlaufträger: l ref 4 lmn 0, 8 l 5 mn Kragarme: Knckstäbe: lref l l ref k l Das mofzerte Gamma-Verfahren Für Querschntte mt mehr als re Längslagen, also seben- oer neunschchtgen Aufbauten, st as mofzerte Gamma-Verfahren anzuwenen, we n Anhang A.. angeführt. Alternatv können e Schubverformungen über enen schubwechen, geschchteten Balken nach Tmoshenko erfasst weren, we n Anhang A.. beschreben. 4. Zweachsge Plattentragwrkung We enleten erwähnt, st be Abwechen von en Ranbengungen für enachsge Lastabtragung e zweachsge Plattentragwrkung zu berückschtgen. In er Folge weren geegnete Moelle mt entsprechenen Werten er anzusetzenen Stefgket beschreben, um Plattenschnttgrößen aus en Enwrkungen zu ermtteln. Da e Spannungsermttlung unter Berückschtgung er Enzellagen n en beschrebenen Moellen ncht erfasst wr, st zu empfehlen, e Nachwese n en Grenzzustänen er Tragfähgket auf Schnttgrößennveau zu führen. 4.. Orthotrope Platten mt effektven Dcken De effektven Träghetsmomente n bee Rchtungen zu effektven Plattenstärken y, ef un x, ef rückgerechnet. I y ef I0, ef, un I x, ef I90, ef weren ermttelt un Abblung 4-4: Ersatzcken für orthotrope Platten 5

37 Querschnttswerte Zweachsge Plattentragwrkung y, ef I 0, ef (4.6) 00 x, ef I 90, ef (4.7) Träghetsmoment um ene Achse quer zur Haupttragrchtung [ cm ] 4 90, ef I x ef...träghetsmoment um ene Achse quer zur Nebentragrchtung [ cm ] I, ef I y, ef I, De Drllstefgket er Platte wr n en mesten EDV-Programmen aus en Begestefgketen rückgerechnet zu K x,y EI0,ef EI90, ef (4.8) Damt wr e Drllstefgket für Brettsperrholz zu hoch engeschätzt. Aus wssenschaftlch gescherter Scht wr e Reukton eser aus en Begestefgketen zurückgerechneten Drllstefgket auf etwa 50 % für re un auf 5 % für fünf Lagen empfohlen. Abblung 4-5: Engabe er Ersatzcken n zwe Rchtungen Programmsystem RFEM, Dlubal GmbH. 6

38 Querschnttswerte Zweachsge Plattentragwrkung 4.. Orthotrope Platten mt rekter Angabe er Stefgketen Abblung 4-6: Bezechnung von Achsen, Schnttgrößen un Spannungen Auf er Grunlage es Tmoshenko-Balkens mt em Schubkorrekturbewert nach Anhang A.. können e Stefgketen für schubnachgebge Platten mt Querschnttswerten n bee Rchtungen (nach Ressner-Mnln) vom statschen System unabhängg ermttelt weren. De enzelnen Stefgketen errechnen sch zu K K K x y ν x, y y,x In er Regel wr K x D, E0, mean I0, ef. E0, mean I0, net D,...Begestefgket n x-rchtung [knm²/m] (-ν ν ) E0, mean I90, net D,...Begestefgket n y-rchtung [knm²/m]. In er Regel wr (-ν ν ) x,y y,x D ν ν x,y, y, x K x,y, D, νx,y y,x Kx K y K y D, E0,mean I90,ef....Beenflussung er Begemomente urch Querehnung [knm²/m]. In er Regel wr K D, D 0 ν...querehnzahlen von Holz. ν, In er Regel wr ν x, y νy, x 0 angenommen. b D, κrll G0, mean...drllstefgket [knm²/m] κ rll 065,......Reuktonsfaktor zur Abmnerung er Drllstefgket...Schubstefgket be Beanspruchung urch v x, z [kn/m] Sx D4, 4 G0,mean A0,net κ0,z...schubstefgket be Beanspruchung urch v y, z [kn/m] Sy D5, 5 G0,mean A90,net κ90,z κ 0,z...Schubkorrekturbewert nach Anhang A.. be Betrachtung n Rchtung er κ 90,z Decklagen...Schubkorrekturbewert nach Anhang A.. be Betrachtung quer zu en Decklagen Slly (00). Ohne Rsse wr zunächst von enem Faktor von 0,80 ausgegangen. Mt Berückschtgung von Rssen wr er Faktor 0,65 empfohlen. 7

39 Querschnttswerte Zweachsge Plattentragwrkung 8 De Stefgketsmatrx lautet ann ,,,,,,, Platte D D D D D D D C (4.9) un er Zusammenhang zwschen Kraft- un Weggrößen lautet + x z y z x y x y Platte y x xy y x y u x u x y y x C v v m m m φ φ φ φ φ φ (4.0) En Bespel für e Engabe über ene Benutzeroberfläche zegt Abblung 4-7. Abblung 4-7: Engabe er Koeffzenten er Stefgketsmatrx für Platten (Softwarepaket RFEM, Dlubal GmbH)

40 Querschnttswerte Zweachsge Plattentragwrkung 4.. Orthotrope Platten Nachwesführung We n Abschntt 4. beschreben, st es snnvoll, e Tragfähgketsnachwese für Platten auf Schnttgrößennveau zu führen. De Bezechnung er Schnttgrößen st Abblung 4-6 zu entnehmen. Beanspruchung n Schntten quer zur Decklage (Haupttragrchtung x) Begemomente m m (4.) x,s, m x,s, m x R, x,r,...bemessungswert er Enwrkung (Begemoment pro Laufmeter) [knm/m],...bemessungswert es Werstanes (für enen En-Meter-Strefen) [knm/m] m x,r, W 0,net f m, Querkräfte v v (4.) x,z,s, v x,z,s, v x z, R, x,z,r,...bemessungswert er Enwrkung (Querkraft pro Laufmeter) [kn/m],...bemessungswert es Werstanes (für enen En-Meter-Strefen) [kn/m] I m 0, net v x, z, R, fv, R, SR,0, net Beanspruchung n Schntten n Rchtung er Decklage (Nebentragrchtung y) Begemomente m m (4.) y,s, y,r, m y,s,...bemessungswert er Enwrkung (Begemoment pro Laufmeter) [knm/m] m y R,,...Bemessungswert es Werstanes (für enen En-Meter-Strefen) [knm/m] m y,r, W 90,net f m, Querkräfte v v (4.4) y,z,s, y,z,r, v y,z,s,...bemessungswert er Enwrkung (Querkraft pro Laufmeter) [kn/m] v y z, R,,...Bemessungswert es Werstanes (für enen En-Meter-Strefen) [kn/m] I m 90, net v y, z, R, fv, R, SR,90, net 9

41 Querschnttswerte Zweachsge Plattentragwrkung Beanspruchung auf Torson m m (4.5) x,y,s, x,y,r, m x,y,s, m x y, R,...Bemessungswert er Enwrkung (Torsonsmoment pro Laufmeter) [knm/m],...bemessungswert es Werstanes für Torson (für enen En-Meter-Strefen) [knm/m] m x, y,r, W T,net f V, 4..4 Trägerrost-Moelle Für e Berechnung als Trägerrost wr Brettsperrholz n enen Rost von Stäben getelt. Abhängg von Vorgaben n en Prouktzulassungen, e sch mest auf enen stabförmgen Regelbautel bezehen, st en Raster n er Brete eses Referenzstabes (n er Regel 40 cm oer 80 cm) zu empfehlen. Der Trägerrost st so zu moelleren, ass entlang er Außenkante es Bautels e Auflager m Abstan es halben Rastermaßes b angeornet weren. Nur ann st e Stefgket er Ranträger rchtg moellert. Der Enfluss er relatv gerngen Drllstefgket von Brettsperrholz wr m Trägerrost-Moell mest gänzlch vernachlässgt. Das hat n er Regel etwas größere Durchbegungen zur Folge un es treten kene abhebenen Kräfte n en Ecken auf, we se be rllstefen Platten herrschen. Abblung 4-8: Trägerrostmoell Den Schubverformungen wr n er Regel über e effektven Träghetsmomente nach em Gamma-Verfahren Rechnung getragen. De Festlegung er Referenzlängen erfolgt nach em oben beschrebenen Balkenmoell mt Annahme ener Referenzlänge was e Anwenung auf enfache statsche Systeme enschränkt. Für urchlaufene un auskragene Systeme arf n erster Annäherung e gerngste Stefgket für e klenste anzunehmene Referenzlänge angesetzt weren. Ibrutto 0,ef für e Stäbe parallel zur Decklage I 0,ef I brutto 90,ef für e Stäbe quer zur Decklage I90,ef Anmerkung: De Defnton er Trägerrost-Querschntte über e effektven Bautelhöhen führt be automatscher Ermttlung zu gerngerem Egengewcht er Platte. Das Egengewcht st aher als stänge Auflast zu efneren. 40