Decken- und Dachscheiben nach EC5-1-1

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1 47 Eurocode 5 Decken- und Dachcheiben nach EC5-1-1 Gebäudedecken und Dachtragwerke dienen in erter Linie der Abtragung vertikaler Laten wie Eigen-, Nutz- oder Schneelaten. In Verbindung mit einer enttehen jedoch Decken- bzw. Dachcheiben, die zur Horizontalauteiung von Gebäuden herangezogen werden können. Diee Dach- und Deckencheiben ollen im Foku de vorliegenden Artikel tehen, während die Wandcheiben bereit im Het 1/2016 behandelt wurden. Zuätzlich zu den Fetlegungen de EC it der nationale Anhang ergänzend zu berückichtigen. Autor: Dr. Holger Schopbach, Bundebildungzentrum Kael Einührung Bei annähernd tarren Dachoder Deckencheiben verteilen ich die Horizontallaten in Anlehnung an Abb. 1 au die Wandtaeln, die ihrereit die Laten in da darunter liegende Gecho bzw. bi in den Baugrund weiterleiten. Wie auch Wände betehen Decken und Dächer au den drei Funktionchichten Tragglied (Deckenbalken bzw. Sparren) (Holz- oder Gipwerktoe) Hohlraumdämmung Tragglieder Deckenbalken und Sparren übernehmen in erter Linie die Übertragung der vertikalen Laten (wie beipielweie Eigen- und Nutzlaten bei der Decke). Diee Bauteile ind häuig al Eineldträger, im Bereich der Sparren al Eineldträger mit Kragarm augebildet. Um die Durchbiegungen zu reduzieren werden bei größeren Spannweiten vertärkt Durchlauyteme augeührt (z. B. bei Pettendächern mit zuätzlicher Mittelpette). Bei den Hölzern handelt e ich in der Regel um technich getrocknete Kontruktionvollholz. Die Höhe der Deckenbalken ergibt ich in der Regel au dem Gebrauchtauglichkeitnachwei, die Sparrenhöhe it häuig dem Wärmechutznachwei gechuldet. Achabtand Wie auch bei den Wänden reultiert der Achabtand der Balken (da Ratermaß) au den Abmeungen der zu verwendenden auteienden. Da gängigte Ratermaß it auch hier 625 mm; die wird damit ohne Verchnitt au jedem vierten Balken tump getoßen. In Abhängigkeit zur breite ind aber auch andere Abtände problemlo möglich. Wenn auch im Dach eine Scheibe durch Holz- oder Gipwerktoe augebildet werden oll, ergibt ich auch hier der Sparrenabtand au den Abmeungen der. Bei der Verwendung von Windripenbändern kann dagegen der Sparrenabtand beliebig augebildet Die auteiende von Deckencheiben wird au den Balken augebracht, bei Dachcheiben kann ie au oder auch unter den Sparren angeordnet Die en betehen in der Regel au OSB- oder Spanplatten, bei Dachcheiben werden ergänzend parainierte mitteldichte Faerplatten verwendet. Rechtwinklig zu den Sparren angeordnete, parallel verlegte Bretter ind zur Aubildung einer Dachcheibe nicht geeignet; da gleiche gilt ür Deckencheiben. Die auteiende mu tet au einem Balken bzw. Sparren getoßen Schwebende Stöße zwichen den tragenden Holzbauteilen ind unzuläig. Dabei it e ohne Bedeutung, ob die Platten mit oder ohne Federverbindung augeührt Die Endloverlegung der auteienden mit Plattentößen im Feldbereich zwichen den Traggliedern it unzuläig; ein Scheibennachwei kann hier nicht erbracht Freie Plattenränder ind nur rechtwinklig zu den Holzrippen zuläig. Da auch diee die Steiigkeit einer Scheibe beeinluen, it die Anzahl dieer nicht untertützten reien Plattenrändern im rechnerichen Nachwei zu berückichtigen. Die ogenannten Ein- Mann-Platten ind zur Aubildung von Dach- und Deckencheiben nicht geeignet. Wie nacholgend noch erläutert ordert der EC5 beipielweie, da der Rippenabtand höchten da 0,75-ache der Seitenlänge der Platten in Rippenrichtung betragen dar. Bei einer nur 62,5 cm breiten Platte erordert die einen maximalen Rippenabtand von Abb. 1: Auteilung der Deckenhorizontallaten au die Wandcheiben 0,75 62,5 cm 47 cm; o eng liegen weder Sparren noch Deckenbalken. Verbindungmittel Die Steiigkeit einer Deckenoder Dachcheibe it neben der abhängig von der Verbindungmittelart und deren Anzahl. Die mu daher au jedem Balken bzw. Sparren mit Verbindungmitteln (z. B. Nägel oder Klammern) in gleichmäßigem Abtand entprechend dem rechnerichen Nachwei beetigt Tragähigkeit Vertikal Bei der vertikalen Tragähigkeit einer Decken- oder Dachcheibe müen ür die Standicherheit die Biegeund Schubpannungen owie die Querpreung im Aulagerbereich überprüt Durch die augebrachte beteht in der Regel keine Kippgeahr, o da der Nachwei de Biegedrillknicken entallen kann. Für die Gebrauchtauglichkeit ind drei Nachweie bezüglich der Durchbiegung zu erbringen. Bei chwingunganälligen Bauteilen wie Deckenbalken mu ergänzend ein Schwingungnachwei geührt werden, der in der Regel höhere

2 Eurocode /2016 Abb. 2: Windangri in Rippenrichtung; Volle Taelhöhe bei Nachweiührung Steiigkeitanorderungen an den Querchnitt tellt al die reine Durchbiegungbechränkung. Horizontal Au taticher Sicht handelt e ich bei Decken- und Dachcheiben um rechteckige Taeln mit einer Länge l und einer Höhe h, die in ihrer Ebene an ihrem oberen und/oder unteren Rand durch eine hauptächlich au Wind verurachte Gleichtreckenlat in Richtung der Taelhöhe beanprucht Da die Windrichtung drehen kann, mu owohl die Beanpruchung in Richtung der Rippen al auch enkrecht dazu unterucht werden (iehe auch Abb. 2 und 3). Für Dach- und Deckentaeln wird entprechend DIN EN tet ein rechnericher Nachwei geordert. Die häuig zitierte und ebeno häuig entgegen den Auührungbedingungen umgeetzte Scheibe nach DIN ohne rechnerichen Nachwei gemäß DIN 1052:1988 dar eit 2008 nicht mehr angeetzt Wie auch bei den Wandcheiben it die Tragähigkeit einer Decken- bzw. Dachcheibe von olgenden Kriterien abhängig: Art und Abtand der verwendeten Verbindungmittel Art und Dicke der augebrachten Geometrie der Decken- bzw. Dachcheibe (Höhe/Breite) Der Nachwei der Verbindungmittel etzt die Kenntni der Lochleibungetigkeiten der Materialien vorau. Diee Fetigkeiten werden vereinzelt jedoch nicht von allen Plattenhertellern zur Verügung getellt (z. B. bei parainierten MDF-Platten im Dachbereich). Die Beanpruchungen der Taeln düren vereinachend nach der technichen Biegelehre berechnet Die obere und untere Randrippe ind al allein wirkamer Gurt ür die Krat au dem maximalen Biegemoment zu bemeen. Die it ür den Schublu au der maximalen Querkrat zu bemeen, wobei der Schublu al über die Taelhöhe kontant angenommen werden dar. Stützkräte und Beanpruchungen von über mehrere Felder durchlauenden Dachoder Deckencheiben düren näherungweie ohne Berückichtigung einer Durchlauwirkung betimmt Beanpruchungrichtung Die rechnerich wirkame Taelhöhe zur Ermittlung der Gurtkräte owie de Schublue it davon abhängig, in welcher Richtung die Tael beanprucht wird. Die Taelnachweie ind ür die beiden Latälle Wind au die Giebeleite owie Wind au die Traueite zu ühren. Werden Taeln parallel zu ihren Rippen (auch Verteiler genannt) belatet (iehe Abb. 2), o kann die Schubbeanpruchung al nahezu kontant über die volle Taelhöhe angeehen Die Rippen leiten die äußeren Einwirkungen gleichmäßig über die Taelhöhe in die ein; die Taelhöhe dar rechnerich voll angeetzt werden, im Nachwei jedoch nicht größer al die Taeltützweite l ein. Bei einer Belatung rechtwinklig zu den Rippen ind üblicherweie nur am Rand und in den Achen auteiender Wände durchgehende Koprippen (Wandrähme) al Verteiler vorhanden. Die äußeren Laten werden bei Belatung in dieer Richtung am Taelrand über die Gurte in die eingeleitet. Damit ind auch die Verbindungmittel zwichen und Rippe beanprucht. Die Verbindungmittel müen daher nicht nur die Schubbeanpruchung, ondern auch die Latweiterleitung übernehmen. Die Verormungen au der Lateinleitung über die nachgiebigen Verbindun- Abb. 3: Windangri enkrecht zur Rippenrichtung; Reduzierte Taelhöhe bei Nachweiührung

3 49 Eurocode 5 gen ühren zu einer ungüntigen Verteilung der Beanpruchungen über die Taelhöhe. Au dieem Grund dar die rechneriche Höhe von Taeln, die enkrecht zu den Rippen beanprucht werden, bei au beide Ränder verteilter Lat (entpricht Winddruck und Windog) nicht größer al h/2 ein. Greit die Lat lediglich an einer Seite der Scheibe an, wird e noch ungüntiger und e dar maximal h/4 al rechneriche Taelhöhe angeetzt Dieer Latangri it jedoch keineall nur bei Reihenendhäuern anzuetzen. Vielmehr beteht in der Regel die Deckencheibe eine Gebäude au mehreren Einzelcheiben, o da diee rechneriche Taelhöhe meit in der Berechnung anzuetzen it. Anorderungen de EC5-1-1 Der EC5-1-1 enthält einen vereinachten Nachwei ür Dach- und Deckencheiben. Freie Plattenränder quer zu den Sparren bzw. Balken ind zuläig, wenn die nacholgenden Vorauetzungen erüllt werden; auch der Nachwei der Scheibendurchbiegung dar dann entallen (iehe auch Abb. 4). Allgemein Die Randgurte der Scheiben müen zug- und drucktei von Aulager zu Aulager durchlauen; gg. vorhandene Stöße ind verormungarm auzuühren Bei mehr al drei Plattenreihen (mehr al zwei nicht untertützte chwebende Stöße) mu die Scheibenpannweite au 12,5 m bechränkt werden Die Taelhöhe h beträgt mindeten ein Viertel der Spannweite l Der Bemeungwert der Einwirkungen it nicht größer al 5 kn/m Die Schubtragähigkeit der Tael wird um ein Drittel verringert en Die dar nur au den Sparren bzw. Balken getoßen werden Die Platten ind um mindeten einen Sparren bzw. Balkenabtand veretzt angeordnet Der Sparren bzw. Balkenabtand beträgt höchten da 0,75 ache der Seitenlänge der Platten in Rippenrichtung Die Platten haben eine Seitenlänge von mindeten 1 m Verbindungmittel Die Platten ind an allen Rippen (Sparren bzw. Balken owie Randgurte) mit Nägeln oder beharzten Klammern im gleichen Abtand angechloen. An den Plattenrändern mit einem max. Abtand von 150 mm, anonten max. 300 mm. Al Randabtand der Verbindungmittel mu der beanpruchte Rand enkrecht zur Faer (a 4,t ) ür a 90 angeetzt Auparungen Auparungen düren vernachläigt werden, wenn au einer Fläche von 2,5 m 2 einer Tael die Geamtläche aller Auparungen höchten 300 cm 2 beträgt. Dabei dar die größte Audehnung der einzelnen Önung 200 mm nicht überchreiten. Dieer Wert gilt auch ür die Summe aller Auparungbreiten innerhalb de Querchnitt. Nachweie de EC5-1-1 Der Nachwei einer Deckenoder Dachcheibe it tet ür beide Beanpruchungrichtungen zu ühren und gliedert ich in nacholgende Einzelchritte: Verbindungmitteltragähigkeit Eektive Taelhöhe Schublu au maximaler Querkrat Schubetigkeit der Nachwei der Schubetigkeit Gurtkräte Nachwei der Randgurte Ich möchte Ihnen auch an dieer Stelle wieder die nackten Formeln de EC5-1-1 erparen und da Verahren direkt an einem Anwendungbeipiel erläutern. Abb. 4: Auührungbedingungen von Dachund Deckencheiben Wir machen e Ihnen leicht... icher, eizient und individuell Faaden erneuern. Am beten gleich anorden: Der Holzbauleitaden und der Sortiment- Katalog liegen ür Sie an allen Standorten der Behren-Wöhlk-Gruppe bereit. Anzeige

4 Eurocode /2016 Anwendungbeipiel: Nachwei einer Deckencheibe Einganggrößen Breite b 10 m, Höhe h 5 m Balken: NH C24, Achmaß a r 625 mm : OSB3, t 22 mm Klammern, d 1,53 mm, 100 mm Windlat Traue: q w,d 3 kn/m Windlat Giebel: q w,d 2,4 kn/m Klammertragähigkeit F v,rk 516 N F v,rd 516 N 1, 0 1,1 469 N Die horizontale Tragähigkeit einer Deckencheibe it abhängig von den Verbindungmitteln, da ert diee die Horizontalkräte von den Rippen in die übertragen. Daher pielen die Art der Verbindungmittel (Nägel, Klammern) und deren Durchmeer owie die gewählten Abtände eine weentliche Rolle. Bei der vorgenannten Klammertragähigkeit it zu beachten, da ich im Latall Wind ein Modiikationbeiwert von 1,0 ergibt. Die Klammertragähigkeiten können der Formelammlung de Bundebildungzentrum entnommen werden, die ie kotenlo unter bzw. ür 2, Euro zzgl. Verandkoten betellen können. Richtung de Windangri Wie bereit erläutert it e von beonderer Bedeutung, ob die Krat parallel oder enkrecht zu den Deckenbalken al Rippen eingeleitet wird. Daher ind die nacholgenden Nachweie ür beide Beanpruchungrichtungen zu ühren. Windangri in Balkenache Windangri quer zur Balkenache Eektive Taelhöhe Au der Beanpruchungrichtung reultiert die eektive Taelhöhe ür die Nachweiührung. Werden die Taeln parallel zu ihren Rippen beanprucht, dar die volle Taelhöhe angeetzt Bei einer Belatung rechtwinklig zu den Rippen wird weiter unterchieden, ob die Lat au beide Scheibenränder verteilt it (halbe Taelhöhe) oder ob die Lat lediglich an einem Scheibenrand (z. B. Reihenendhau oder Teilcheiben) angreit (ein Viertel der Taelhöhe). h e h 5 m h e ½ h ½ 10 m 5 m Schublu au maximaler Querkrat Mit der zuvor ermittelten rechnerichen Taelhöhe kann der Schublu au der maximalen Querkrat betimmt Hierür wird die jeweilige maximale Querkrat durch die zugehörige eektive Taelhöhe dividiert. qw,d l 3kN/ m 10m 3,0 kn/m 2h 25m e 2, 4kN / m 5m 1, 2 kn / m 2 5m Längenbezogene Schubetigkeit der Um die längenbezogene Schubetigkeit der zu betimmen, ind drei Einzelnachweie erorderlich; der kleinte Wert hiervon it maßgebend: Fv,Rd max. Schublu au den Verbindungmitteln kv,1 max. Schublu in der max. Schublu in der unter Berückichtigung de Beulen kv,1 kv,2 v,d t kv,1 kv,2 v,d 35 a r t Durch Beiwerte wird bei den Nachweien die Verlegung der berückichtigt. Im Normalall it in Deutchland eine eineitige vorhanden (Beiwert k v,2 0,33), chwebende Stöße rechtwinklig zur Balkenache ind vorhanden und nicht hinterlegt (Beiwert k v,1 0,66).

5 51 Eurocode 5 Schubetigkeit OSB: v,d 6,8 N/mm² 1,0/1,3 5,23 N/mm² v,0, d 0,469kN 0,66 0,1m 3,1kN / m min0,66 0,33 5,23N / mm² 22mm min25,1kn / m 3,1kN / m (22mm)² 30,9kN / m 0,66 0,33 5,23N / mm² mm Nachwei der Schubetigkeit Für den Nachwei der Schubetigkeit wird der ich au der Taelhöhe ergebende maximale Schublu in Verhältni zur längenbezogenen Schubetigkeit der geetzt. 3,0kN / m 0,97 < 1 3,1kN / m 1,2kN / m 0,39 < 1 3,1kN / m Gurtkräte Die Gurtkräte ergeben ich au dem Biegemoment der Tael dividiert durch die rechneriche Taelhöhe (innerer Hebelarm). Diee Kräte müen durch umlauende, nicht getoßene Randgurte der Tael augenommen Sind die Randgurte getoßen (z. B. bedingt durch die Elementierung), müen die Stöße verormungarm augeührt werden (Tragähigkeit de Stoße größer al der 1,5-ache Wert der Beanpruchung). F F 3kN / m (10m) 8 5m t,k c, k 0,75kN 2,4kN / m (5m) Ft,k Fc, k 0,30kN 8 5m Nachwei der Randgurte Für die beiden Randgurte müen die Belatungen Druck owie Zug in Faerrichtung überprüt Diee Nachweie der Rippenkräte (Druck und Zug) ind in der Regel nicht bemeungrelevant, wie die vortehend ermittelten Gurtkräte belegen. im Abonnement Verlag Katner COUPON bitte abchicken an: VERLAG KASTNER Abonnementverwaltung Schloßho Wolnzach Tel.: / Fax: / Sichern Sie ich Ihr regelmäßige Exemplar der mit einem Abonnement. Den Be tellchein haben wir ür Sie bereit vorbereitet (iehe unten). Sie können da Formular per Pot chicken, un aber auch gleich ganz einach axen. Ihre Adree und Ihre Unterchrit genügen. Ja, ich möchte Name, Vorname Straße, Nr. PLZ Teleon Studentenabonnement: Ich abonniere die echmal jährlich ercheinende zum Jahreabonnementprei von 33, inkl. Verandkoten. (Nur ür Lernende und Lehrende gegen Vorlage entprechender Becheinigungen, und Direktbezug) Wohnort abonnieren. Bitte chicken Sie dieen Coupon augeüllt an den VERLAG KASTNER. Jahreabonnement: Ich abonniere die echmal jährlich ercheinende z zum Jahreabonnementprei von 65, inkl. Verandkoten. (Aulandabonnement 75, inkl. Verandkoten) Abbuchunggenehmigung: Sie timmen mit Ihrer Unterchrit zu und wir buchen einmal jährlich den Betrag von Ihrem Konto ab. Ganz bequem, ohne vergeene Rechnungen und ärgerliche Mahnungen. Eine Kündigung Ihre Abo it jederzeit zwei Monate zum Jahreende möglich. Bankleitzahl Kontonummer Bankverbindung Vertrauengarantie: Dieer Autrag kann chritlich beim VERLAG KASTNER, Wolnzach, innerhalb von 10 Tagen nach Eingang dieer Betellung widerruen Zur Wahrung der Frit genügt die rechtzeitige Abendung (Pottempel). 3/2016 2/2016 Datum Unterchrit Datum 2. Unterchrit