Carport ZOOM FACHBEREICH ARCHITEKTUR TECHNISCHE UNIVERSITÄT KAISERSLAUTERN LASTAUFSTELLUNG. (mit Seitenwänden)

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Elisabeth Biermann
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1 I Carport (mit Seitenwänden) Nachfolgend ist vereinfacht die Tragstruktur einer Carportkonstruktion in Kaiserslautern (251 m ü. NN) dargestellt, deren Wände aus einem nicht näher definierten Plattenwerkstoff bestehen. Für die Ermittlung der Windlasten soll von einer allseits umschlossenen Gebäudestruktur ausgegangen werden. a ) Entwickeln Sie statische Systeme für Haupt- und Nebenträger. b ) Stellen Sie die zu erwartenden Wind-, Schnee-, und Eigenlasten für die Dachfläche auf. Betrachten Sie dabei die unterschiedlichen Lastkombinationen. c ) Ermitteln Sie die resultierende Linienlast auf einen Nebenträger. d ) Ermitteln Sie die Auflagerkräfte und die Schnittkräfte für Neben- und Hauptträger. e ) Zeichnen Sie die Schnittkraftverläufe für den Haupt- und den Nebenträger. f) Beurteilen Sie die Verfügbarkeit der angegebenen Vollholzquerschnitte als Konstruktionsvollholz laut Profiltafel 9.66 auf Seite cm 250 cm ZOOM 300 cm 60 cm ZOOM 350 cm Nebenträger Hauptträger Dachaufbau (vereinfacht): - Polymerbitumen-Schweißbahn (2 Lagen) - (OSB3-) Spanplatte 18 mm - Nebenträger 8/12 VH C24 - Hauptträger 10/14 VH C24 Seite 1 von 10

2 I a) Statische Systeme: Nebenträger: Einfeldträger mit einer Länge von 3,5 m. A q d,res B Linienlast aus: - Wind, Schnee, OSB3 + Bit. Schw. Bahn - Eigenlast des Nebenträgers m Hauptträger: Einfeldträger mit einer Länge von 3 m F/2 F F F F F/2 Linienlast aus: - Eigenlast des Hauptträgers. D 3.00 m g d,träger E Punktlasten aus: - Auflagerkräften des Nebenträger b) Lasten Ermittlung der Eigenlasten Charakteristische Lasten nach Din 1055 (alt): - Polymerbitumen-Schweißbahn im verlegten Zustand 0,07 kn/m² (je Lage) - OSB3-Platte 18 mm 6,0 kn/m³ - Nebenträger 8/12 VH C24 5,0 kn/m³ - Hauptträger 10/14 VH C24 5,0 kn/m³ Dacheigenlasten (pro m²): Polymerbitumen-Schweißbahn 2 0,07 kn/m² = 0,14 kn/m² OSB3-Platte, 18 mm 0,018 m 6,0 kn/m³ = 0,11 kn/m² = 0,25 kn/m² Seite 2 von 10

3 I b) Lasten: Ermittlung der Schneelast auf die Dachfläche: auf Flachdach (1 m²): Kaiserslautern Zone 2, Höhe 251 m ü. NN. + Dachhöhe 2,5 m S k = max [kn/m²] Sockelbetrag > Rechnungsbetrag 0,85 {0,25 + 1,91 ((251+ 2,5+140) / 760)² = 0,76 Dachform: Flachdach, Neigung 0 μ 0 = 0,8 s k = 0,85 kn/m² μ i = 0,8: S i = S k μ i S i = S k 0,8 = 0,68 kn/m² Beispiel Carport am Pfaffenberg, Höhe ~ 300 m ü. NN. + Dachhöhe 2,5 m S k = max [kn/m²] 0,85 {0,25 + 1,91 ((300+ 2,5+140) / 760)² = 0,9 Dachform: Flachdach, Neigung 0 μ 0 = 0,8 s k = 0,9 kn/m² μ i = 0,8: S i = S k μ i S i = S k 0,8 = 0,72 kn/m² Seite 3 von 10

4 I b) Lasten: Ermittlung der Windlast auf die Dachfläche: Kaiserslautern: Zone 1, Gebäudehöhe < 10 m, Flachdach: Faktor + 0,2 (Maßgebend ist Winddruck für maximale Belastung) Es gilt: w k = 0,5 kn/m² 0,2 = 0,1 kn/m² Lastaufstellung: char. Lasten Lasteinflussbreite Sicherheitsbeiwert = Bemessungslast Flächenlasten [Flächenlast] [Streckenlast] Kombination 1 Windlast w d = 0,1 kn/m² 0,6 m 1,5 0,6 = 0,05 kn/m Schneelast s d = 0,68 kn/m² 0,6 m 1,5 = 0,61 kn/m q d1 = 0,66 kn/m Kombination 2 Windlast w d = 0,1 kn/m² 0,6 m 1,5 = 0,09 kn/m Schneelast s d = 0,68 kn/m² 0,6 m 1,5 0,5 = 0,31 kn/m q d2 = 0,40 kn/m Eigenlast Dach g d = 0,25 kn/m² 0,6 m 1,35 = 0,20 kn/m Streckenlast char. Lasten Sicherheitsbeiwert = Bemessungslast [Streckenlast] Eigenlast Träger g d = 5,0 kn/m³ 0,08m 0,12m 1,35 = 0,06 kn/m q d,res = 0,92 kn/m c ) die Resultierende Linienlast auf den Nebenträger beträgt: 0,92 kn/m Seite 4 von 10

5 I d) Auflager- und Schnittkräfte: A 3.50 m q d,res B A V = B V = q d,res l / 2 = 0,92 kn/m 3,5m /2 = 1,61 kn max M = q l ² / 8 = 0,92 kn/m (3,5m)² /8 = 1,41 knm F/2 F F F F F/2 D g d,träger E F = A V = B V = 1,61kN g d,träger = 5,0 kn/m³ 0,10m 0,14m 1,35 = 0,09 kn/m 3.00 m D V = E V = (5 F + g d,träger 3 m) / 2 = (5 1,61 kn + 0,09kN/m 3 m) / 2 = 4,16kN Schnitt durch Trägermitte F/2 F F g d,träger D 1.5 m M N V ss = 0 = - D V 1,5m + F/2 1,5 m + F 0,9 m + F 0,3 m + M + g d,träger (1,5m)² / 2 M = 4,16 kn 1,5m -1,61 kn/2 1,5 m - 1,61 kn 0,9 m - 1,61 kn 0,3 m - 0,09 kn/m (1,5 m)²/2 M = 3,0 knm max Seite 5 von 10

6 I max V an den Auflagern mit: max V = D V - F/2 = 4,16 kn - 1,61 kn/2 = 3,36 kn e) Schnittkraftverläufe: M [kn] 3,36 3,0 1,61 1,41 V [knm] -3,36-1,61 Überlagerung aus linearem (Punktlast) und parabelförmigem (Linienlast) Verlauf Überlagerung aus konstantem (Punktlast) und linearem (Linienlast) Verlauf f) Verfügbarkeit: KVH C24: 8/12 ja 10 /14 nein Seite 6 von 10

7 I Auszüge aus: Bautabellen für Ingenieure, Schneider Seite 7 von 10

8 Flachdächer I Außendruckbeiwerte für Flachdächer Auszüge aus: Bautabellen für Ingenieure, Schneider Seite 8 von 10

9 I Auszüge aus: DIN 1055 / vgl. Angabe nach DIN EN 1991 und Rohdichtewerte für Holz nach Eucocode 5 Seite 9 von 10

10 I Auszüge aus: Bautabellen für Ingenieure, Schneider Seite 10von 10

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