Geschichte der Eurocodes - Geltungsbereich

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1 Grundlagen EC5 im Überblick Sicherheitskonzept Verbindungsmittel und deren Nachweise Geschichte der Eurocodes - Geltungsbereich 1975 Artikel 95 der Römischen Verträge Ziel des Programms: Beseitigung technischer Handelshemmnisse und Harmonisierung technischer Normen Entwicklung und Veröentlichung der Eurocodes an CEN übertragen, um Status von Europäischen Normen (EN) zu erhalten Ende der Koexistenzperiode; in Österreich düren nunmehr nur noch die Eurocodes ür die Bemessung von Bauten herangezogen werden. März 010 Ende der Koexistenzperiode in allen anderen CEN- Mitgliedsstaaten. 1

2 Grundlagen EC5 im Überblick Eurocode-Programm umasst die olgenden Normen, die in der Regel aus mehreren Teilen bestehen: EN 1990, Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung; EN 1991, Eurocode 1: Einwirkung au Tragwerke; EN 199, Eurocode : Bemessung und Konstruktion von Stahlbetonbauten; EN 1993, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten; EN 1994, Eurocode 4: Bemessung und Konstruktion von Stahl-Beton- Verbundbauten; EN 1995, Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten; EN B EN B EN B Allgemeines Allgemeine Regeln und Regeln ür den Hochbau Nationale estlegungen, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen zur EN Allgemeine Regeln Bemessung ür den Brandall Nationale estlegungen, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen zur EN Brücken Nationale estlegungen, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen zur EN EN 1996, Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten; EN 1997, Eurocode 7: Entwur, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik; EN 1998, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben; EN 1999, Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumkonstruktionen

3 Sicherheitskonzept - Werkstoe grundlegenden Anorderungen von EN 1990, Abschnitt gelten in der Regel als erüllt, wenn Entwur, Berechnung und Bemessung mit Grenzzuständen in Verbindung mit Einwirkungen nach EN 1991 und Teilsicherheitsbeiwerten und Lastkombinationen entsprechend EN 1990 durchgeührt wird. Bemessungsregeln ür Grenzzustände der Tragähigkeit, Gebrauchstauglichkeit Dauerhatigkeit - Brandbeständigkeit sind in den verschiedenen Teilen von EN 1995 ür die jeweiligen Anwendungsbereiche maßgebend. ür Tragwerke aus Holz gilt ür die Bemessungswerte der Beanspruchbarkeit die Deinition nach EN 1990 R d R γ k M Rk γm charakteristische Wert einer Beanspruchbarkeit globale Teilsicherheitsbeiwert ür diese Beanspruchbarkeit 3

4 Sicherheitskonzept - Werkstoe Grenzzustände und Bemessungssituationen Grenzzustände der Tragähigkeit ULS [ultimate limit state]: Verlust des Gleichgewichtes des gesamten Bauwerkes oder einzelner Bauwerksteile (Umstürzen, Gleiten), EQU [equilibrium] Gleichgewicht Entstehung eines Mechanismus des Gesamttragwerkes oder von Tragwerksteilen (kinematische Kette), STR [strength] estigkeit Verlust der Stabilität des Gesamttragwerkes oder von Tragwerksteilen, Bruch oder dem Bruch gleichgestellte Verormungen von Tragwerksteilen, Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit SLS [serviceability limit state]: Verormungen, die die Nutzung oder das Erscheinungsbild beeinträchtigen, Schwingungen, die die Nutzung beeinträchtigen, Rissbildungen, die die Nutzung und das Erscheinungsbild beeinträchtigen, Abheben von einzelnen Lagern ohne Umsturzgeahr, Verlust der Beständigkeit (z.b. Undichtwerden von Rohren und Behältern) Bemessungssituationen [design situations]: Situationen während der normalen Nutzung, vorübergehende Situationen während der Errichtung oder während Instandsetzungsarbeiten, außergewöhnliche Situationen (Brand, Explosionen, Anprall oder olgen lokalen Versagens), Erdbeben 4

5 Nachweisührungen ür Querschnitte und Verbindungsmittel Nachweis der Sicherheit gegen Grenzzustände der Tragähigkeit Gegen Verlust des Gleichgewichtes (Umstürzen, Gleiten): E d,dst E d,dst < E d,stb destabilisierende (ungünstige) Wirkung der Einwirkungen mit ihren oberen Bemessungswerten. E d,stb stabilisierende (günstige) Wirkung der Einwirkungen mit ihren unteren Bemessungswerten. Gegen Bruch und dem Bruch gleichgestellte Verormungen eines Querschnittes, Bauteils oder einer Verbindung: S Ed < S Rd S Ed S Rd Bemessungswert der Beanspruchung des Querschnittspunktes, des Querschnittes, Bauteils oder einer Verbindung, ermittelt aus der Lastkombination ür den Tragsicherheitsnachweis. Bemessungswert der Beanspruchbarkeit dieses Querschnittspunktes, des Querschnittes, Bauteiles oder einer Verbindung. Gegen Entstehung eines Mechanismus (kinematische Kette) oder Stabilitätsverlust: 5

6 Nachweisührungen ür Querschnitte Zum Nachweis der Sicherheit gegen Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit sind olgende Bedingungen einzuhalten: E d <C d E d C d Bemessungswert der Auswirkung inolge der Lastkombination ür den Gebrauchstauglichkeitsnachweis (z.b. Durchbiegung). Bemessungsgrenzwert der Auswirkung ür die Gebrauchstauglichkeit (Grenzwert der Durchbiegung ür die Gebrauchstauglichkeit). 6

7 Sicherheitskonzept - Werkstoe Basisvariable EN Bauteile werden in 3 Nutzungsklassen (NKL) eingeteilt Berücksichtigung der hygroskopischen Eigenschaten des Holzes und Einluss au estigkeit und Verormung NKL ordnen Kennwerte den zu erwartenden Umgebungsbedingungen zu Nutzungsklasse 1: euchtegehalt in den Baustoen, der einer Temperatur von 0 C und einer relativen Luteuchte der umgebenden Lut entspricht, die nur ür einige Wochen pro Jahr einen Wert von 65 % übersteigt. In Nutzungsklasse 1 übersteigt der mittlere euchtegehalt der meisten Nadelhölzer nicht 1 % (Gebäudeinneres) Nutzungsklasse : euchtegehalt in den Baustoen, der einer Temperatur von 0 C und einer relativen Luteuchte der umgebenden Lut entspricht, die nur ür einige Wochen pro Jahr einen Wert von 85 % übersteigt. In Nutzungsklasse übersteigt der mittlere euchtegehalt der meisten Nadelhölzer nicht 0 % (Außenbereich) Nutzungsklasse 3: erasst Klimabedingungen, die zu höheren euchtegehalten als in Nutzungsklasse ühren (ständige Bewitterung) Klassen der Lasteinwirkungsdauer KLED Ständig wirkende Einwirkungen sind durch die Wirkung einer konstanten Last gekennzeichnet, die ür eine bestimmte Zeitperiode innerhalb der Lebensdauer au das Tragwerk einwirken. ür veränderliche Lasteinwirkungen muss die angemessene Klasse der Lasteinwirkungsdauer augrund einer Abschätzung der Variation der Last mit der Zeit bestimmt werden. 7

8 Sicherheitskonzept - Werkstoe Basisvariable EN Es ist anzunehmen: Klassen der Lasteinwirkungsdauer Größenordnung der akkumulierten Dauer der charakt. Lasteinwirkung ständig lang mittel kurz länger als 10 Jahre 6 Monate bis 10 Jahre 1 Woche bis 6 Monate kürzer als eine Woche sehr kurz Klassen der Lasteinwirkungsdauer Größenordnung der akkumulierten Dauer der charakt. Lasteinwirkung ständig lang mittel kurz sehr kurz Eigengewicht Lagerstoe Verkehrslasten, Schnee Schnee, Wind Wind aus außergewöhnlichen Anlässen 8

9 Sicherheitskonzept - Werkstoe Basisvariable EN Rechnerische Erassung der KLED und der NKL erolgt über Modiikationsbeiwerte kmod bzw. über aktor kde zur Berücksichtigung von Kriechverormungen - siehe ÖNorm EN Tab 3.1 und Tab. 3. 9

10 Sicherheitskonzept - Werkstoe Basisvariable EN Rechnerische Erassung der KLED und der NKL erolgt über Modiikationsbeiwerte kmod bzw. über aktor kde zur Berücksichtigung von Kriechverormungen - siehe ÖNorm EN Tab 3.1 und Tab

11 Sicherheitskonzept - Werkstoe Teilsicherheitsbeiwerte EN Bemessungswerte der Baustoeigenschaten Bemessungswert von estigkeitseigenschat: X d k mod X γ k M Bemessungswert von Steiigkeitseigenschaten: E d k mod E γ mean M k mod Modiikationsbeiwert nach Tab 3.1 bzw..1. &. γ M Teilsicherheitsbeiwerte nach Tab.3 X k charakteristischer Wert einer Baustoeigenschat z. B. estigkeitseigenschat E mean Mittelwert des Elastizitätsmoduls Mittelwert des Schubmoduls G mean Bemessungswert von Beanspruchbarkeit (Tragähigkeit): R d k mod R γ k M R k charakteristischer Wert einer Beanspruchbarkeit z. B. Grenzkrat Langzeiteinwirkungen sind über aktoren kde zu berücksichtigen 11

12 Sicherheitskonzept - Werkstoe Bezeichungen Schnittholzklassen & Brettschichtholzklassen lt. ÖNorm B bzw. EN EN Bezieht sich hinsichtlich Werkstosortierung au ÖNorm DIN 4074 Zuordnung der Sortierklassen in estigkeitsklassen nach - ÖNorm EN 191 und ÖNorm EN 338 ür Bauholz - ÖNorm EN 1194 ür Brettschichtholz Benennung der estigkeitsklasse des Werkstoes nach der charakteristischen Biegeestigkeit m,k in N/mm² Abkürzungen der estigkeitsklassen nach engl. Abkürzungen: - C Nadelholz (conier) - D Laubholz (deciduous tree) - GL Brettschichtholz (glued ür geklebt) - h homogener Aubau - c kombinierter Aubau 1

13 Sicherheitskonzept - Werkstoe estigkeitseigenschaten Tabelle 1 estigkeitsklassen - Charakteristische Werte Pappel und Nadelholz Laubholz estigkeitseigenschaten (in N/mm²) C14 C16 C18 C0 C C4 C7 C30 C35 C40 C45 C50 D30 D35 D40 D50 D60 D70 Biegung m,k Zug parallel t,0,k Zug rechtwinklig t,90,k 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,9 Druck parallel c,0,k Druck rechtwinklig c,90,k,0,,,3,4,5,6,7,8,9 3,1 3, 8,0 8,4 8,8 9,7 10,5 13,5 Schub v,k 1,7 1,8,0,,4,5,8 3,0 3,4 3,8 3,8 3,8 3,0 3,4 3,8 4,6 5,3 6,0 Steiigkeitseigenschaten (in N/mm²) Mittelwert des Elastizitätsmoduls parallel E 0,mean %-Quantile des Elastizitätsmoduls parallel E 0, Mittelwert des Elastizitätsmoduls rechtwinklig E 90,mean Mittelwert des Schubmoduls G mean Rohdichte (in kg/m³) Rohdichte k Mittelwert der Rohdichte mean ANMERKUNGEN a) Die oben angegebenen Werte ür die Zug-, Druck- und Schubestigkeit, die 5-%-Quantile des Elastizitätsmoduls, den Mittelwert des Elastizitätsmoduls rechtwinklig zur aserrichtung und den Mittelwert des Schubmoduls wurden mit den in Anhang A angegebenen Gleichungen berechnet. b) Die tabellierten Eigenschaten gelten ür Holz mit einem bei 0 C und 65 % relativer Luteuchte üblichen euchtegehalt. c) Es kann sein, dass Bauholz der Klasse C45 und C50 nicht immer zur Vergung steht. Tabelle estigkeitsklassen - Charakteristische Werte homogenes Brettschichtholz kombiniertes Brettschichtholz estigkeitseigenschaten (in N/mm²) GL4h GL8h GL3h GL36h GL4c GL8c GL3c GL36c Biegung m,g,k Zug parallel t,0,g,k 16,5 19,5, ,5 19,5,5 Zug rechtwinklig t,90,g,k 0,4 0,45 0,5 0,6 0,35 0,4 0,45 0,5 Druck parallel c,0,g,k 4 6, ,5 9 Druck rechtwinklig c,90,g,k,7 3,0 3,3 3,6,4,7 3,0 3,3 Schub v,g,k,7 3, 3,8 4,3,,7 3, 3,8 Steiigkeitseigenschaten (in N/mm²) Mittelwert des Elastizitätsmoduls parallel E 0,g,mean %-Quantile des Elastizitätsmoduls parallel E g,0, Mittelwert des Elastizitätsmoduls rechtwinklig E 90,g,mean Mittelwert des Schubmoduls G g,mean Rohdichte (in kg/m³) Rohdichte g,k

14 Verbindungsmittel und deren Nachweise Druckspannungen in beiden Holzteilen Beispiel: Passstoß eines Druckstabes Druckspannungen in aserrichtung und quer zur aserrichtung Beispiel: Aulagerpressung, Anschluss au Holzschwelle Hatreibung zwischen Holz und Verbindungsmittel mit glattem Schat kann bei längerer Beanspruchung plötzlich versagen Beispiel: Nägel zur Windsogsicherung Klammern au Herausziehen Verzahnung zwischen Holz und Verbindungsmittel mit proiliertem Schat Beispiel: Proilnägel zur Windsogsicherung Holzschrauben au Herausziehen Abscheren und Biegung im Verbindungsmittel Lochleibungsspannungen an den gepressten Holzteilen Lochdurchmesser exakt Durchmesser der Verbindungsmittel Beispiel: Stabdübel, Passbolzen, Nägel jeweils quer zur Achsrichtung der Verbindungsm. beansprucht Abscheren und Biegung im Verbindungsmittel Lochleibungsspannungen an den gepressten Holzteilen Lochdurchmesser größer als Durchmesser der Verbindungsmittel Beispiel: Schraubenbolzen, Gewindestangen jeweils quer zur Achsrichtung der Verbindungsm. beansprucht Abscheren im Dübel, Schraubenbolzen zur Lagesicherung Lochleibungs-, Scher- und Querdruckspannungen in den Holzteilen Beispiel: Dübel besonderer Bauart quer zur Achsrichtung der Verbindungsmittel beansprucht Abb. Kräteübertragung in Holzverbindungsmittel Quelle Neuhaus Ingenieurholzbau Teubner/Vieweg 14

15 Verbindungsmittel und deren Nachweise Zimmermannsmäßige Verbindungsmittel EN Einacher Versatz a S Stirnseitenbestimmung: Abb. Kräteverlau am Stirnversatz Quelle Neuhaus Ingenieurholzbau Teubner/Vieweg a S t cos v,s α [ cm ] N H d t, 0,d c,s, d c,s, d cos α cosα [ kn ] 15

16 Verbindungsmittel und deren Nachweise Zimmermannsmäßige Verbindungsmittel EN Tragsicherheitsnachweise - Spannungsnachweise: Versatzlächenpressung: Nd σ c,,d [ kn / cm ] α a b S σ c, α,d c, α,d 1 [ ] er t v,s α c,s,d cos ( ) b c, α,d [ cm ] α ˆ α ür estigkeit Geometrie c, α,d k c, 90 c, 0,d c, 90,d c, 0,d sin α + cos α Vorholzlänge Abscherung: H c, 0,d τ v,d [ kn / cm ] bv lv τ v,d v,d 1 [ ] er l v,s c,s,d b v cos v,d α [ cm ] 16

17 Verbindungsmittel und deren Nachweise Verbindungen mit metallischen Verbindungsmitteln EN allgemeine Grundlagen EN Zusammenwirken der Verbindungsmittel Bestimmung der eektiv wirksamen Anzahl von gemeinsam wirkenden Verbindungsmittel in Kratrichtung v, e,rk ne v,rk [ kn ] v,e,rk ne v,rk eektive charakteristische Tragähigkeit parallel zu einer Verbindungsmittelreihe, deren Verbindungsmittel in aserrichtung hintereinander liegend angeordnet sind; wirksame Anzahl der Verbindungsmittel, die in aserrichtung hintereinander liegen; charakteristische Tragähigkeit pro Verbindungsmittel in aserrichtung 17

18 Verbindungsmittel und deren Nachweise Verbindungen mit metallischen Verbindungsmitteln EN allgemeine Grundlagen EN Verbindungsmittelkräte unter einem Winkel zur aserrichtung [ kn ] v,ed 90,Rd 90,Rd v,ed,1, v,ed, Bemessungswert der Querzugkrat Bemessungswerte der Tragähigkeit au beiden Seiten der Verbindung (siehe Bild 8.1). 14 b w he h 1 e h 90,Rd [ N ] b, he, h mm w 1 ür alle VM außer Nagelplatten 18

19 Verbindungsmittel und deren Nachweise Verbindungen mit stitörmigen, metallischen Verbindungsmitteln EN Tragähigkeit metallischer, stitörmiger Verbindungsmittel au Abscheren Bei der Berechnung der charakteristischen Tragähigkeit von Verbindungen mit stitörmigen Verbindungsmitteln aus Metall sind die Einlüsse der ließgrenze, der Lochleibungsestigkeit und des Ausziehwiderstandes des Verbindungsmittels zu beachten. Einlussaktoren ür die Tragähigkeit einer Verbindung Art der Verbindung und des Verbindungsmittels Durchmesser des Verbindungsmittels Holzart, Holzdicke, Holzestigkeit Einbindetiee des Verbindungsmittels ins Holz georderte Mindestholzdimensionen georderte Mindestanstände und Vorholzlängen Winkel der einwirkenden Kräte gegenüber aserrichtung Anzahl hintereinander legender, gemeinsam wirkender Verbindungsmittel in einer Verbindung Materialeigenschaten des Verbindungsmittels 19

20 Verbindungsmittel und deren Nachweise Verbindungen mit stitörmigen, metallischen Verbindungsmitteln EN Einschnittige Holz/Holz Verbindungen: der kleinste Wert von: a) b) v,rk v,rk h, 1, k t1 t h,, k β h,,k h, 1,k c) d ) e) ) t h,,k 1 t t 3 t t v,rk β + β 1+ + β t t + β t + t + β ax, Rk ( + β) 4 h,,k t1 β M y,rk 1, 05 ( 1 ) + v,rk β + β + β + β t 4 h, 1,k 1 1 ax, Rk ( 1+ β) 4 h,,k t β M y,rk 1, 05 ( 1 ) v,rk β + β + β + 1+ β t 4 h, 1,k 1 ax, Rk β 1, 15 M + v,rk y,rk h, 1,k 1+ β 4 ax,rk a),b) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Teil 1 oder Teil (bei hohen Stahlgüten) c) Erreichen der Lochleibungsestigkeit in beiden Teilen d) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Teil 1 und zus. ließgelenk im Stit e) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Teil und zus. ließgelenk im Stit ) Zwei ließgelenke im Stit (bei großen Holzdicken) 0

21 Verbindungsmittel und deren Nachweise Verbindungen mit stitörmigen, metallischen Verbindungsmitteln EN v,rk charakteristischer Wert der Tragähigkeit pro Scheruge und Verbindungsmittel; ti Holz- oder Holzwerkstodicke oder Einbindetiee, mit i 1 oder, h,i,k charakteristischer Wert der Lochleibungsestigkeit im Holzteil i; d Durchmesser des Verbindungsmittels; Mv,Rk charakteristisches ließmoment des Verbindungsmittels; β Verhältnis der Lochleibungsestigkeiten der Bauteile zueinander; ax,rk charakteristischer Ausziehwiderstand des Verbindungsmittels Plastisches Verhalten von Verbindungen kann durch Verwendung verhältnismäßig schlanker Verbindungsmittel erreicht werden. In solchem all sind die Versagensmechanismen () und (k) maßgebend. In den Gleichungen (8.6) und (8.7) bedeutet der erste Summand au der rechten Seite die Tragähigkeit nach Johansens ließtheorie, während der zweite Summand ax,rk/4 den Anteil aus der Seilwirkung enthält. Der Anteil der Seilwirkung an der Tragähigkeit ist au die olgenden Prozente des Anteils nach der Johansen-Theorie zu begrenzen: runde Nägel 15 % quadratische Nägel 5 % andere Nägel 50 % Schrauben 100 % Bolzen 5 % Stabdübel 0 % Ist ax,rk nicht bekannt, sollte der Anteil aus Seilwirkung zu null angenommen werden. 1

22 Verbindungsmittel und deren Nachweise Verbindungen mit stitörmigen, metallischen Verbindungsmitteln EN Zweischnittige Holz/Holz Verbindungen: der kleinste Wert von: g ) h) j ) k ) v,rk v,rk h, 1, k t1 β 0, 5 h,, k t ( + β) 4 h,,k t1 β M y,rk 1, 05 ( 1 ) + v,rk β + β + β + β t 4 h, 1,k 1 1 ax, Rk β v,rk 1, 15 M y,rk h, 1,k + 1+ β 4 ax,rk h,,k h, 1,k g) Erreichen der Lochleibungsestigkeit in Seitenhölzern (bei hohen Stahlgüten) h) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Mittenholz j) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Mittenholz und zus. ließgelenke im Stit im Bereich Mittenholz k) Erreichen der Lochleibungsestigkeiten und zus. ließgelenke im Stit im Bereich Seiten- und Mittenholz (bei großen Holzdicken)

23 Verbindungsmittel und deren Nachweise Verbindungen mit stitörmigen, metallischen Verbindungsmitteln EN Einschnittige Stahlblech/Holz Verbindungen: der kleinste Wert von: a) b) c) d ) e) v,rk 0, 4 t h, k 1 115, M + v,rk y,rk h,k 4 ax,rk 4 M y,rk v,rk h,k t t h,k 1 ax,rk, 3 M + v,rk y,rk h,k 4 t v,rk h, k 1 ax,rk 4 ür ein dünnes Stahlblech, einschnittig: a) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Holz (bei geringen Holzdicken) b) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Holz und zus. ließgelenk im Stit ür ein dickes Stahlblech, einschnittig: c) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Holz (bei geringen Holzdicken) d) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Holz und zus. ließgelenk im Stit e) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Holz und zus. ließgelenke im Stit (bei großen Holzdicken) 3

24 Verbindungsmittel und deren Nachweise Verbindungen mit stitörmigen, metallischen Verbindungsmitteln EN Zweischnittige Stahlblech/Holz Verbindungen: der kleinste Wert von: ) g) h) j ) k ) l ) m) v,rk h, 1, k t1 4 M y,rk v,rk h, 1,k t t h,k 1 ax,rk, 3 M + v,rk y,rk h, 1,k 4 v,rk 0, 5 h,, k t 1, 15 M + v,rk y,rk h,,k 4 0, 5 t v,rk h,, k ax,rk, 3 M + v,rk y,rk h,,k 4 ax,rk ax,rk 4 ür dünne Stahlbleche als Seitenteile einer zweischnittigen Verbindung: ) Erreichen der Lochleibungsestigkeit in Seitenhölzern (bei geringen Holzdicken) g),h) Erreichen der Lochleibungsestigkeit in Seitenhölzern und zus. ließgelenke j),l) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Mittenholz (bei geringen Holzdicken) k) Erreichen der Lochleibungsestigkeit im Mittenholz und zus. ließgelenke im Stit ür dicke Stahlbleche als Seitenteile einer zweischnittigen Verbindung: m) Erreichen der Lochleibungsestigkeiten und zus. ließgelenke im Stit 4

25 Verbindungsmittel und deren Nachweise Nagelverbindungen EN Holz sollte vorgebohrt werden: charakt. Rohdichte des Holzes größer oder gleich 500 kg/m³ Nageldurchmesser größer als 8 mm ür glattschatige Nägel aus Draht mit einer Mindestzugestigkeit von 600 N/mm² sollten die olgenden charakteristischen Werte angenommen werden: M y,rk 0, 3 u, 6 ür Nägel mit rundem Querschnitt M y,rk [Nmm] 0, 45 u, 6 ür Nägel mit quadratischem Querschnitt My,Rk d u charakteristischer Wert des ließmoments in Nmm Nageldurchmesser oder Seitenmaß in mm charakteristischer Wert der Drahtzugestigkeit in N/mm². 5

26 Verbindungsmittel und deren Nachweise Nagelverbindungen EN ür Nageldurchmesser bis zu 8 mm gelten die charakteristischen Werte der Lochleibungsestigkeiten in Holz und urnierschichtholz mit: ohne vorgebohrte Löcher mit vorgebohrten Löchern h,k 0, 08 ρ k 0, 3 h,k 0, 08 ρ ( 1 0, 01 ) k [N / mm²] ür Nageldurchmesser größer 8 mm gelten die charakteristischen Werte der Lochleibungsestigkeiten in Holz und urnierschichtholz mit: h,k 0, 08 ρ ( 1 0, 01 d ) [N / mm²] k h,k ρk d charakteristischen Werte der Lochleibungsestigkeit N/mm² charakteristischer Wert der Rohdichte des Holzes in kg/m³; Nageldurchmesser in mm. Ein Anschluss sollte mindestens zwei Nägel enthalten. 6

27 Verbindungsmittel und deren Nachweise Nagelverbindungen EN Bei einer Reihe mit n Nägeln in aserrichtung des Holzes sollte die Tragähigkeit in aserrichtung mit einer wirksamen Nagelanzahl ne berechnet werden, wenn die Nägel in dieser Reihe rechtwinklig zur aserrichtung nicht um mindestens 1d gegeneinander versetzt angeordnet sind. n e n k e ne wirksame Nagelanzahl in der Reihe; n Nagelanzahl in der Reihe; ke nach Tabelle

28 Verbindungsmittel und deren Nachweise Nagelverbindungen EN Die Mindestabstände untereinander sowie von den Hirnholzenden und den Rändern sind in Tabelle 8. angegeben mit (siehe Bild 8.7): a1 a a 3,c a 3,t a 4,c a 4,t α Abstand der Verbindungsmittel innerhalb einer Reihe in aserrichtung; Abstand der Verbindungsmittelreihen rechtwinklig zur aserrichtung; Abstand zwischen Verbindungsmittel und unbeanspruchtem Hirnholzende; Abstand zwischen Verbindungsmittel und beanspruchtem Hirnholzende; Abstand zwischen Verbindungsmittel und unbeanspruchtem Rand; Abstand zwischen Verbindungsmittel und beanspruchtem Rand; Winkel zwischen Krat- und aserrichtung. 8

29 Verbindungsmittel und deren Nachweise Nagelverbindungen EN Das Holz ist in der Regel vorzubohren, wenn die Dicke t des Holzteiles kleiner ist als: t 7 d max ρk ( 13 d 30) 00 bzw. 400 ρk d charakteristischer Wert des Rohdichte in kg/m³ Nageldurchmesser in mm 9

30 Verbindungsmittel und deren Nachweise Bolzen / Schraubenbolzen- Passbolzen- und Stabdübelverbindungen EN ; 8.6 Beanspruchung rechtwinklig zur Bolzenachse (Abscheren) und Holz-Holz- Bolzenverbindungen sollte ür das ließmoment der Bolzen der olgende charakteristische Wert angenommen M y,rk, 6 0, 3 [Nmm] u My,Rk d u charakteristischer Wert des ließmoments in Nmm Schatdurchmesser in mm charakteristischer Wert der Zugestigkeit in N/mm². 30

31 Verbindungsmittel und deren Nachweise Bolzen / Schraubenbolzen- Passbolzen- und Stabdübelverbindungen EN ; 8.6 ür Bolzen bis zu einem Durchmesser von 30 mm gelten die olgenden charakteristischen Werte der Lochleibungsestigkeiten in Holz und urnierschnittholz LVL, bei einem Winkel α zur aserrichtung: h, 0,k h, α,k k sin α + cos 90 h, 0,k α 0, 08 ρ ( 1 0, 01 d ) k [N / mm²] k , + 0, , + 0, 015 0, , 015 ür Nadelhölzer ür urnierschichtholz ür Laubhölzer h,k ρk d α d charakteristischer Wert der Lochleibungsestigkeit N/mm² charakteristischer Wert der Rohdichte des Holzes in kg/m³; Nageldurchmesser in mm Winkel zwischen Krat- und aserrichtung; Bolzendurchmesser in mm. 31

32 Verbindungsmittel und deren Nachweise Bolzen / Schraubenbolzen- Passbolzen- und Stabdübelverbindungen EN ; 8.6 Bei einer Reihe mit n Bolzen in aserrichtung des Holzes sollte die Tragähigkeit, ür Kräte in aserrichtung des Holzes, in dieser Richtung mit einer wirksamen Bolzenanzahl ne berechnet werden. min n n e 0, 9 n a ne n a1 d wirksame Verbindungsmittelanzahl in der Reihe; Verbindungsmittelanzahl in der Reihe; Abstand der Verbindungsmittel in aserrichtung in mm Verbindungsmitteldurchmesser in mm Bei Kräten rechtwinklig zur aserrichtung ist die wirksame Anzahl der Verbindungsmittel anzunehmen zu n e n Bei Krat-aser-Winkeln zwischen 0 und 90 sind Zwischenwerte zwischen den Werten linear einzuschalten. 3

33 Verbindungsmittel und deren Nachweise Bolzen / Schraubenbolzen- Passbolzen- und Stabdübelverbindungen EN ; 8.6 ür die Mindestabstände von Schraubenbolzen untereinander sowie von den Hirnholzenden und Rändern gelten olgende Werte: ür die Mindestabstände von Passbolzen und Stabdübel untereinander sowie von den Hirnholzenden und Rändern gelten olgende Werte: 33

34 Verbindungsmittel und deren Nachweise Ring und Scheibendübel EN Dübel besonderer Bauart EN 91; EN Verbindungen mit Ring- und Scheibendübeln des Typs A oder des Typs B mit Durchmessern bis zu 00 mm sollte die charakteristische Tragähigkeit in aserrichtung pro Dübel und Scheruge angenommen werden zu: k k k k ( k k h ( 315, 1 3 e 1, 5 c v, 0,Rk [N] c ) ) v,0,rk charakteristischer Wert der Tragähigkeit pro Dübel und Scheruge in aserrichtung des Holzes dc Dübeldurchmesser in mm; he Einbindetiee in mm; ki Modiikationsbeiwerte mit i 1 bis 4 t1, t Dicke Seitenholz / Dicke Mittenholz an der Verbindung

35 Dübel besonderer Bauart Typ A & B Colling Holzbau Vieweg/Teubner

36 Abb. Dübel besonderer Bauart Typ C1 & C Colling Holzbau Vieweg/Teubner

37 Abb. Dübel besonderer Bauart Typ C10 & C11 Colling Holzbau Vieweg/Teubner 37

38 Verbindungsmittel und deren Nachweise Ring und Scheibendübel EN Die Mindestdicke der Seitenhölzer sollte,5 he und die des Mittelholzes 3,75 he betragen Die Beiwerte ki sollten angenommen werden (als Kleinstwert) zu: t1 ka 3 h k min e a 3,t k min 1 1 t 30 α 30 5 he c k 10, ür andere Werte von α k a 15, 10, bei Verb. mit einem Dübel pro Scheruge bei Verb. mit mehr als einem Dübel pro Scheruge k 175, min ρ k k 4 10, min 11, bei Holz- / Holz- Verbindungen bei Stahlblech- / Holz- Verbindungen ρk charakteristischer Wert der Rohdichte des Holzes in kg/m³. 38

39 Verbindungsmittel und deren Nachweise Ring und Scheibendübel EN Bei einer Kratrichtung unter einem Winkel α zur aserrichtung des Holzes sollte die charakteristische Tragähigkeit pro Dübel und pro Scheruge werden mit: v, 0,Rk v, α,rk k sin α + cos 90 α k 90 13, + 0, 001 d c v,0,rk dc α charakteristischer Wert der Tragähigkeit pro Dübel und Scheruge in aserrichtung des Holzes Dübeldurchmesser in mm Winkel der Krat zur aserrichtung Die Mindestabstände untereinander sowie zu den Hirnholzenden und Rändern sind anzunehmen mit 39

40 Verbindungsmittel und deren Nachweise Ring und Scheibendübel EN ür eine Reihe von Dübeln in aserrichtung des Holzes sollte die Tragähigkeit in dieser Richtung unter Berücksichtigung der wirksamen Anzahl ne von Dübeln berechnet werden mit: n e n + 1 n 0 ( ) ne n wirksame Anzahl von Dübeln bes. Bauart; Anzahl von Dübeln bes. Bauart in einer Linie in aserrichtung des Holzes. Verbindungen mit Scheibendübeln mit Zähnen des Typs C sollte die charakteristische Tragähigkeit in aserrichtung pro Dübel und Scheruge angenommen werden zu: 18 k 5 k k k k k (d 1 3 c v, 0,Rk 1, (d 1, 5 c ) ) [N] ür einseitige Dübel ür doppelseitige Dübel v,0,rk charakteristischer Wert der Tragähigkeit pro Dübel und Scheruge in aserrichtung des Holzes dc Dübeldurchmesser/Dübelseitenlänge in mm; he Einbindetiee der Zähne des Dübls in mm; ki Modiikationsbeiwerte mit i 1 bis 3 t1, t Dicke Seitenholz / Dicke Mittenholz an der Verbindung Die Mindestdicke der Seitenhölzer sollte,5 he und die des Mittelholzes 3,75 he betragen 40

41 Verbindungsmittel und deren Nachweise Ring und Scheibendübel EN Die Beiwerte ki sollten (als Kleinstwert) angenommen werden zu: t1 1 3 h k e a min 3,t k min , t ür C1 bis C9 5 he 11, c a 7 3,t 80mm 15, k min ρ 3 k 350 c k 1 min a3,t 0 ür C10 & C11 a 3,t 15, c 7 80mm c ρk d charakteristischer Wert der Rohdichte des Holzes in kg/m³ Bolzendurchmesser in mm; 41

42 Verbindungsmittel und deren Nachweise Ring und Scheibendübel EN Die Mindestabstände untereinander sowie zu den Hirnholzenden und Rändern sind anzunehmen mit 4

43 Verbindungsmittel und deren Nachweise Ring und Scheibendübel EN Dübel besonderer Bauart Tragähigkeiten Colling Holzbau Beispiele Vieweg/Teubner 43

44 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel einacher Stirnversatz EN B B Bsp. Stirnversatz: C 4 NKL 1 Sg,k 0kN; Ss,k kn, KLED kurz, b 14 cm Ed Sd c,s,d Sg,k γ G + Ss,k γ Q 0, 0 135, +, 0 15, 60, 0 kn α 35 α 17, 5 NKL 1; KLED kurz k mod 0, 90 α 35 < 50 h max t v, S, 5 cm 4 6 tv,s 6, 0 as 6, 9 cm α cos ( 17, 5) cos 44

45 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel einacher Stirnversatz EN B B C c, 0,k c, 90,k v,k c, 0,d c, 90 v,d 4 γ M 1 13, N / mm² 1, kn / cm², 5 N / mm² 0, 5 kn / cm², 5 N / mm² 0, 5 kn / cm², 1 0, 9 145, kn / cm² 13, 0, 5,d 0, 9 0, 17 kn / cm² 13, 0, 5 0, 9 0, 17 kn / cm² 13, c, α,d k c, 90 c, 0,d c, 90,d c, 0,d sin α + cos α 145, c, α, d 0, 86 kn / 145, sin 17, 5 + cos 17, 5 10, 0, 17 cm² α Nd c,s, d cos 60, 0 cos 17, 5 57, Ht, 0,d c,s, d cosα 60, 0 cos 35, 0 49, kn kn 45

46 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel einacher Stirnversatz EN B B Nd 57, σ c, α,d 0, 65 a b 6, 9 14, 0 σ c, α,d c, α, d S 0, 65 0, , 86 kn / cm² er α c,s,d cos ( ), cos, t v,s 4, 53 b 14, 0 0, 86 c, α,d cm Hc, 0,d 49, τv,d 0, 09 kn / b l 14, 0 40, 0 τ v,d v, d v v 0, 09 0, , cm² er l v,s 3, 4 cm c,s,d b v cos α v,d 60, 0 cos 35, 0 14, 0 015, 46

47 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Zugstoß mit Nagelverbindung EN und 8.3 Bsp. Stoß eines Zugstabes: 16/4 C4 NKL 1; KLED kurz, Laschen x 1/0 Nägel x 64 N 70/00 pro Seite; Z g,k 40 kn; Z q,k 60 kn NKL 1; KLED kurz k E mod d 0, 90 Z Z γ + Z γ t, 0,d d g,k q,k 40, 0 135, + 60, 0 15, 144, 0 kn G Q C 4 t, 0,k t, 0,d γ M 13, 14 N / mm² 14, kn / cm² 14, 0, 9 0, 97 kn / cm² 13, 47

48 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Zugstoß mit Nagelverbindung EN und 8.3 Mittenholz A net A A 16, 0 4, 0 4 ( 0, 7 16, 0) 339, cm² Mittenholz Laschen A net A A 8 ( 1, 0 0, 0 4 ( 0, 7 1, 0) ) 41, cm² t,o,d 144, 0 σ σ t, 0,d 0, 4 kn / cm² t, 0,d 0, 4 0, 43 1 A 339, 0, 97 Laschen net t,o,d 144, 0, 0,d 0, 5 σ t, 0,d 0, 5 kn / cm² 0, Anet 41, 8 t, 0, d, 3 3 t, 0, d σ t 48

49 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Zugstoß mit Nagelverbindung EN und 8.3 Verbindungsmittel u 600 N/mm² - charakteristischer Wert des ließmoments in Nmm, 6, 6 My,Rk 0, 3 u 0, , Nmm ür Nageldurchmesser bis zu 8 mm gelten die charakteristischen Werte der Lochleibungsestigkeiten in Holz und urnierschichtholz mit mit vorgebohrten Löchern in N/mm² mit ρk 350 kg/m³ h,k 0, 08 ρk ( 1 0, 01 ) 0, ( 1 0, 01 7, 0) 6, 7 N / mm² v,rk h, 1, k t1 6, , 0, 4 kn v,rk 0, 5 h,, k t 0, 5 6, , 0 14, 95 kn β h,,k h, 1,k 10, v,rk ax, Rk 0 kn ( 1+ 1) ( + β ) h, 1,k t1 4 β M y,rk 105, β ( 1+ β ) + β + + β h,,k d t , , 0 105, ( + 1) , 69 7, ax,rk 8, 09 kn v,rk β 1, 15 My,Rk h, 1 1+ β 1 115, , ,k + 4 ax,rk 3, 74 kn 49

50 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Zugstoß mit Nagelverbindung EN und 8.3 Nagelabstände: Nagelabstände ür α 0 und vorgebohrt Nägel: ( 4 + cos ) ( 4 + 1) 7 mm min a α 35 1 vorh a mm > 14 ( 3 + sin ) ( 3 + 0) 7 mm min a α 1 min a ( cos ) ( 7 + 5) 7 mm 3, t α 84 min a3, c mm min a ( sin ) ( 3 + 0) 7 mm α 4, t 1 50

51 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Zugstoß mit Nagelverbindung EN und 8.3 wirksame Nagelanzahl hintereinander wirkend: k e 1,0 ke n e n 8 Eindringtiee des Nagels (mit glattem Schat) im Mittenholz: min t ln t mm > 8 8 7, mm min v,rk 3, 74 v,rd kmod 0, 9, 59 γ 13, M kn Bemessungswert der Nageltragähigkeit des Stoßes: v,rd e v,rd ( 4 8, 59) 165, 8 kn > kn Zd ges n

52 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Anschluss einer achwerksdiagonale mit Bolzen EN Bsp. Gurtstab: x 5/0; C30 NKL ; KLED kurz, Diagonale 5/0 Bolzenl 4 DM 16 1 mm Lochspiel; u,k 800 N/mm²; N g,k 10 kn; N q,k 1 kn C 30 t, 0,k t, 0,d c, 0,k c, 0,d γ M 13, 18 N / mm² 18, kn / cm² 18, 0, 9 15, kn / cm² 13, 3 N / mm², 3 kn / cm², 3 0, 9 159, kn / cm² 13, NKL ; KLED kurz k E mod d 0, 90 N N γ + N γ d g,k q,k 10, 0 135, + 15, 0 15, 36, 0 kn G Q Diagonale A net A 5, 0 0, 0 100, 0 cm² Gurt ( 5, 0 0, 0 ( 17, 5, 0) ) 166, cm² A net A A 0 5

53 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Anschluss einer achwerksdiagonale mit Bolzen EN Diagonale Nc,o,d 36, 0 σ c, 0,d 0, 36 A 100 net kn / cm² σ c, 0,d c, 0, d Gurt 0, 36 0, 3 159, 1 Nt, 0,d Nc,o, d cosα 36 cos 45 5, 5 kn Nt,o,d 5, 5 σ t, 0,d 0, 15 A 166, 0 net kn / cm² σ t, 0,d t, 0, d 0, 15 0, 1 15, 1 53

54 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Anschluss einer achwerksdiagonale mit Bolzen EN Verbindungsmittel u 800 N/mm² - charakteristischer Wert des ließmoments in Nmm, 6, 6 My,Rk 0, 3 u 0, , Nmm ür Bolzendurchmesser bis zu 30 mm gelten die charakteristischen Werte der Lochleibungsestigkeiten in Holz und urnierschichtholz bei einem Winkel α 45 zur aserrichtung in N/mm² mit ρk 380 kg/m³ Diagonale Index h, 0,k 0, 08 ρ ( 1 0, 01 ) k 0, ( 1 0, 01 16, 0) 6, N / mm² Gurt Index 1 h, 0,k 6, h, α,k 0, N / k sin α + cos α 159, sin 45 + cos mm² k 135, + 0, , + 0, , , β h,,k h, 1,k Seilwirkung der Bolzen wird vernachlässigt ax, Rk 0 6, 130, 0, kn 54

55 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Anschluss einer achwerksdiagonale mit Bolzen EN v,rk h, 1, k t1 0, 50 16, 0 16, 16 kn v,rk 0, 5 h,, k t 0, 5 6, 50 16, 0 10, 48 kn 130, ( , ) ( + 130, ) ( + β ) h, 1,k t1 4 β M y,rk v,rk 105, β ( 1+ β ) + β + + β h,,k d t , 50 16, 0 105, + 130, 4 130, , 16, , 1176, kn ax,rk v,rk, , 115, , β 1+ β M 1 y,rk h, 1,k 348 0, 16, ax,rk 17, 70 kn min v,rk 10, 48 v,rd kmod 0, 9 7, 6 γ 13, M kn 55

56 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Anschluss einer achwerksdiagonale mit Bolzen EN Bolzenabstände ür α 45 :,t( 1 55 mm > ( + sinα ) ( + sin 45) 16, 0 55 mm a 4 ) d a 4 ), c( 1 50 mm > , 0 48 mm a ) ( 1 95 mm > , 0 64 mm a 3 ), t( mm > , 0 11 mm ( 1 141mm > ( 4 + cosα ) ( 4 + cos 0 ) 16, 0 80 mm a 1 ) a 3,c( ) 78 mm , 0 64 mm a 1 ( ) 131mm > , 0 80 mm a ( ) 100 mm > , 0 64 mm a 4,c( ) 50 mm > , 0 48 mm 56

57 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Anschluss einer achwerksdiagonale mit Bolzen EN wirksame Bolzenanzahl hintereinander wirkend ist mit n : n 0, n a n 13 16, 0, e ( ), ( ) 13 Bemessungswert der Bolzentragähigkeit der Verbindung: ür Bolzendurchmesser bis zu 30 mm gelten die charakteristischen Werte der Lochleibungsestigkeiten in Holz und urnierschichtholz bei einem Winkel α 45 zur aserrichtung in N/mm² mit ρk 380 kg/m³ Gurt Index 1 ( 167, ) ( 7, 6) 48, 5 kn > 36, kn Nd ges n 0 v,rd e v,rd h, 0,k 0, 08 ρ ( 1 0, 01 ) k 0, ( 1 0, 01 16, 0) 6, N / mm² Diagonale Index h, 0,k 6, h, α,k 0, N / k sin α + cos α 159, sin 45 + cos mm² k 135, + 0, , + 0, , , Seilwirkung der Bolzen wird vernachlässigt ax, Rk 0 kn β h,,k h, 1,k 0, 6, 0, 77 57

58 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Anschluss einer achwerksdiagonale mit Bolzen EN v,rk h, 1, k t1 6, 50 16, 0 0, 96 kn v,rk 0, 5 h,, k t 0, 5 0, 50 16, 0 8, 08 kn 0, 77 ( 1+ 0, 77) ( + 0, 77) ( + β ) h, 1,k t1 4 β M y,rk v,rk 105, β ( 1+ β ) + β + + β h,,k d t , 50 16, 0 105, + 0, , , 14, , 77 1, 9 kn ax,rk v,rk 115,, 15 0, , 77 β 1+ β M 1 y,rk h, 1,k , 16, 0 ax,rk 17, 69 kn min v,rk 7, 07 v,rd kmod 0, 9 4, 89 γ 13, M kn 58

59 Verbindungsmittel und deren Nachweise Beispiel Anschluss einer achwerksdiagonale mit Bolzen EN wirksame Bolzenanzahl hintereinander wirkend ist mit n : n Bemessungswert der Bolzentragähigkeit der Verbindung: Bemessungswert der Querzugtragähigkeit der Verbindung: 90,Rk 14 n 0, a n 13 16, 0, ), ( ) 13 e ( v,rd e 14 b w v,rd ( 169, ) ( 5, 59) 37, 8 kn > 5, kn Nd ges n 5 he he 1 h ( 50) , kn > 5, 5 kn v,d Nc,o, d sinα 36 cos 45 5, 5 kn 59