HOLZBAU I Polymodul B VL 5 Holztragwerke als komplexe Systeme -Hallen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "HOLZBAU I Polymodul B VL 5 Holztragwerke als komplexe Systeme -Hallen"

Lisa Bader
vor 6 Jahren
Abrufe

Wieland Becker 1 http://www.holbau-amann.de/home.

de/ http://www.wiehag.com/de/index/index/index.asp http://www.

1 HOLZBAU I Polmodul B VL 5 Holtragwerke als komplexe Ssteme -Hallen Prof. Dr. Wieland Becker Hinweis: Folgende Darstellungen sind teilweise den Unterlagen des ID-Hol entnommen! 2 1

2 Holverbindungen sind weicher als Stahl- oder Betonverbindungen, sie bilden i.d. R. Drehfedern oder haben Spiel/Schlupf. Aufgabe des Konstrukteurs ist, die Tragwerke so ausubilden daß: Starre Rahmenecken und Einspannungen Lastkonentrationen auf wenige Tragelemente Zug- und Torsionsbeanspruchungen vermieden werden! Holbau für größere Spannweiten bedeutet: Eckmomente klein u halten, gelenkige Anschlüsse ausubilden Kräfte auf möglichst vielen Lastpfaden abutragen Torsion durch komplexe Aussteifungsssteme u vermeiden 3 Stabilität = Zustand gegen Knicken, Kippen, Durchschlagen (Beulen) 2 Fc w q mm lef w w 4,3 m Fc =1 Quelle: ID Hol_F. Colling 4 2

3 Knicken lef s lef lef lef =2 =1 =0,7 =0,5 Knicklängenbeiwert Knicklänge = Wendepunkt der Knickfigur Quelle: ID Hol_F. Colling Sstemlängen liegen wischen den Wendepunkten! 5 Druckstab in Zwischenpunkten gehalten: Knicklänge = Abstand der Abstütungen Unterschiedliche Knicklängen und Scheibe h ho h Quelle: ID Hol_F. Colling 1 hu 2 3 C24 16/24 h=500 cm F c,0,d = 75 kn 6 3

7 Stäbe mit Querschnittschwächungen außerhalb des Lasteinleitungsbereiches

4 Stäbe ohne Knickgefahr Alle Stäbe, die in der maßgebenden Richtung gegen seitliches Ausweichen gehalten sind. 7 Stäbe mit Querschnittschwächungen außerhalb des Lasteinleitungsbereiches (3 d)! Die innerhalb des Lasteinleitungsbereiches vorhandenen Querschnittschwächungen sind gesondert u untersuchen. 8 4

5 Imperfektionen Ersatstabverfahren F c,d Fehlerhebel ef Vorkrümmung - F c,d Normalkraft Biegemoment Bei der Belastung eines Stabes entsteht aus der Vorkrümmung und dem Fehlerhebel ein Biegemoment. Die Vorkrümmung sowie eine ungewollte Schrägstellung, die bei ganen Tragwerken eine Rolle spielt, sind in der Norm angegeben. 9 Ersatstabverfahren nach DIN 1052/2008 = Abminderung des Bemessungswertes der Druckfestigkeit Knicklänge ef Wahre Länge * Eulerfall b Schlankheit l ef i I i 0,289 h, bw. 0, 289b A Beiwert k c aus Formel Bemessungswert der Druckkraft Einwirkungsseite = S d F c,0, d c, 0, d kc An Kc-Tabellenwert= Knickbeiwert ur Berücksichtigung der Knickgefahr f c,0, d Widerstandsseite = R d Netto-Querschnittsfläche Bemessungswert der Druckfestigkeit in Faserrichtung 10 5

Widerstandsseite = R d k mod = Modifikationsbeiwert ( aus NKL + KLED) g m =1,3 für Hol Außenbereich, überdacht k mod = 0,90 kmod fc,0, k 0,9 21 fc, 0, d 14,53 N / mm² 1,3 M 11 Widerstandsseite = R d

6 Widerstandsseite = R d k mod = Modifikationsbeiwert ( aus NKL + KLED) g m =1,3 für Hol Außenbereich, überdacht k mod = 0,90 kmod fc,0, k 0,9 21 fc, 0, d 14,53 N / mm² 1,3 M 11 Widerstandsseite = R d 1,000 0,900 0,800 0,700 k c -Wert 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0, Schlankheit Werte k c für Nadelhol der Festigkeitsklasse C24 (S 10, GKl II) und C30 (S13;Gkl I) in Abhängigkeit von der Schlankheit l 12 6

7 Beispiel_DIN 1052_2008 F c,0,d = 75 kn C24 16/24 h=500 cm h Scheibe ho h l i ef , k c =0,54 1 hu 2 3 l i ef , k c =0,73 F c,0, d c, 0, d kc An f c,0, d um Y-Achse 75 N 10 0,5414, mm c, 0, d um -Achse 75 N 10 0,7214, mm c, 0, d 0,24 0,18 13 Beispiel_DIN 1052_1998 (ALT) vorh F An ul 1 ul k k F c,0,d = 75 kn C24 16/24 h=500 cm um Y-Achse s i k w=1,93 0, ul k um -Achse kn,85 cm 0,44 1, vorh ,44 sk w=1,50 i 0, kn 75 0,85 2 ul k cm 0, ,50 vorh 0,56 0,44 1 0,34 1 Ergebnis: Knicknachweis der alten Norm etwas konservativer! 14 7

8 Bei Stüten ist außerdem der Querdruck in den Riegeln am Kopf und Fuß u beachten! kmod fc,90, k 0,9 2,5 fc, 90, d 1,73 N / mm² 1,3 M 15 Querdruck im Holbau wesentlich! 1 c,90,d h Unterug an Stüte! Schwellendruck beachten!??? 16 8

9 Netto-Querschnittsflächen sind für die Bemessung maßgeblich! In Lasteinleitungsbereichen ~3d möglichst keine Querschnittsschwächungen 17 Querdruck auch bei Zugstabanschlüssen beachten! Draufsicht Schnitt Binder Pfette Pfette Dübel besonderer Bauart Tp C 11 Unterlegscheibe Binder 18 9

10 Tragfähigkeit Rd einteiliger Holstüte C 24 quadratischer Querschnitt mittlere Lasteinwirkungsdauer b A R d bei einer Knicklänge von [m] l [mm] [mm²] 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7, ,15 50,45 36,47 27,42 21,31 17,02 13,90 11,56 9,76 8,36 7,23 30,77 30,77 30,77 30,77 30,77 30,77 30,77 30,77 30,77 30,77 30, ,57 97,79 72,65 55,28 54,22 34,68 28,39 23,66 20,01 17,15 14,85 41,54 41,54 41,54 41,54 41,54 41,54 41,54 41,54 41,54 41,54 41, ,43 164,47 127,47 98,88 96,53 62,97 51,74 43,22 36,62 31,42 27,24 53,85 53,85 53,85 53,85 53,85 53,85 53,85 53,85 53,85 53,85 53, ,15 246,86 201,96 161,18 156,61 104,95 86,64 72,60 61,65 52,97 45,99 67,69 67,69 67,69 67,69 67,69 67,69 67,69 67,69 67,69 67,69 67, ,29 340,66 293,78 243,30 235,43 163,45 135,81 114,27 97,31 83,77 72,84 83,08 83,08 83,08 83,08 83,08 83,08 83,08 83,08 83,08 83,08 83, ,25 443,99 398,89 343,77 331,82 240,73 201,79 170,71 145,89 125,91 109,67 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100, ,42 556,70 514,42 459,26 443,14 337,87 286,56 244,17 209,64 181,51 158,45 118,46 118,46 118,46 118,46 118,46 118,46 118,46 118,46 118,46 118,46 118, ,05 679,15 639,34 586,52 566,77 454,42 391,18 336,43 290,58 252,60 221,13 138,46 138,46 138,46 138,46 138,46 138,46 138,46 138,46 138,46 138,46 138, ,30 811,68 773,64 723,70 701,00 588,36 515,44 448,51 390,34 341,03 299,59 160,00 160,00 160,00 160,00 160,00 160,00 160,00 160,00 160,00 160,00 160, ,27 954,53 917,61 870,21 845,14 736,92 657,86 580,40 509,88 448,29 395,52 183,08 183,08 183,08 183,08 183,08 183,08 183,08 183,08 183,08 183,08 183, , , , ,10 999,05 897,51 816,04 730,98 649,33 575,29 510,27 207,69 207,69 207,69 207,69 207,69 207,69 207,69 207,69 207,69 207,69 207,69 Rechteckquerschnitt bxd 19 Der Nachweis der Beanspruchung lautet: k c,90 c,90,d f c,90, d 1 f c,90,d = Bemessungswert der Tragfähigkeit c,90,d F c,90,d A ef k c,90 = Beiwert ur Berücksichtigung der Teilflächenpressung 20 10

11 Kippen M Ansicht Gabellagerung M q Auslenkung + Verdrillung Draufsicht Kippen = seitliches Ausknicken des Druckgurtes von Biegeträgern Quelle: ID Hol_F. Colling 21 Kippen Seitliche Halterung der Druckgurte: über Aussteifungsverbände (in Einelpunkten) über Scheiben (kontinuierlich) Aussteifungsverband Scheibe Kipplänge Quelle: ID Hol_F. Colling 22 11

12 Kippen Voraussetungen für den Kippspannungsnachweis: Rechteckquerschnitt Zwischenabstütung An den Enden müssen die Träger gegen Verdrehen und gegen Verschieben in - und - Richtung gesichert sein (Gabellagerung) An den Zwischenabstütungen sind seitliche Halterungen am Druckgurt ausreichend Gabellagerung Quelle: ID Hol_F. Colling 23 Lastfallüberlagerung Biegung um -Achse, Kippen um -Achse Fc q w w Fc Knicken um -Achse kc, Biegung um -Achse m, c,0,d m,,d m,,d kred 1 kc, fc,0,d km fm,,d fm,,d 24 12

13 Lastfallüberlagerung Biegung um -Achse, Kippen um -Achse Fc q w w Fc Knicken um -Achse kc, Biegung um -Achse m, Quelle: ID Hol_F. Colling 25 Lastfallüberlagerung Biegung um -Achse, Kippen um -Achse Fc q w w Fc Knicken um -Achse kc, Biegung um -Achse m, Quelle: ID Hol_F. Colling 26 13

14 Fachwerk- Differenierte Betrachtung erf.! gk, sk V1 w mm Keine Knickgefahr, da Zugstab 4,3 m ggf. Knickgefahr Lastfallüberlagerung Biegung um -Achse 2,0 m V1 160/ / mm 240 mm Quelle: ID Hol_F. Colling 27 Zusammenfassung Stabilität Konstruktionen sind gegen Stabilitätsversagen (schlagartiges Versagen) u sichern! Maßnahmen: Knicklängen reduieren! Einspannung wenn möglich! Querschnittsprofil der Anforderung anpassen! Stab + Platte wenn möglich kombinieren! 28 14

15 Stabilität - Aussteifung von Hallen Ak Pf St Ak Pf Ak Ht Pf Rahmen Ak Ak Ak 1.Variante: Pfetten und Windverbände wischen den Bindern 2.Variante: Pfetten auf den Bindern + usätliche Druckriegel in Binderebene mit Windverband 29 1.Variante: Pfetten und Windverbände wischen den Bindern 30 15

16 2.Variante: Pfetten auf den Bindern + usätliche Druckriegel in Binderebene mit Windverband 31 Nagelplattenbinder - fachwerkartiger Verband 32 16

17 Nagelplattenbinder - fachwerkartiger Verband 33 Nagelplattenbinder Vorsicht im Montageustand = kritischer Zustand! 34 17

NH in N/mm 2 nach DIN 1052/2008 RUNDHOLZ

t,0,k 14 16,8 Druck II Druck b f c,0,k f

ohne Schwächung der Randone um 20% erhöhte

18 Charakt. Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte für NH in N/mm 2 nach DIN 1052/2008 RUNDHOLZ +20%! C24 RH Biegung f m,k 24 28,8 Zug II f t,0,k 14 16,8 Druck II Druck b f c,0,k f c,0,k 21 2,5 25,2 2,5 E-Mod E 0,mean Rundhol: Bei nur von Rinde und Bast befreitem Rundhol dürfen in den Bereichen ohne Schwächung der Randone um 20% erhöhte Werte in Rechnung gestellt werden 35 RUNDHOLZ +20%! 36 Arch. DI Erwin Kaltenegger, Passail_AT 18

Ähnliche Dokumente

Teil A Einführung in DIN 1052:2004-08 1

Teil A Einführung in DIN 1052:2004-08 1 I Vorwort Mit der neuen DIN 1052:2004-08 Entwurf, Bemessung und Berechnung von Holzbauwerken wird auch im Holzbau das semiprobabilistische Sicherheitskonzept der Bemessung nach Grenzzuständen unter Verwendung