Einführung in die Bemessung nach neuer DIN 1052

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1 Einführung in die Bemessung nach neuer DIN 1052 Univ.- Prof. a. D. Claus Scheer, Technische Universität Berlin. Univ.-Prof. a.d. C. Scheer

2 Seitenanzahl Entwiclung der DIN frühere Ausgaben: 7/33, 5/38, 10/40, 10/47, 8/ Seiten Seiten Seiten Erscheinungsjahr Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 1

3 Überblic - DIN allgemeine Angaben 5. Grundlagen für Entwurf und Bemessung 6. Dauerhaftigeit 7. Holzwerstoffe 8. Ermittlung der Schnittgrößen und Verformungen Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 2

4 Überblic - DIN Grenzzustände der Gebrauchstauglicheit 10. Grenzzustände der Tragfähigeit Verbindungen 16. Kennzeichnungen Anhänge Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 3

5 Änderungen / Neuerungen DIN 1052, alt DIN 1052, neu (April 1988) (August 2004) Anpassung an die europäische Normung Terminologie semiprobabilistisches Sicherheitsonzept Atualisierung von Holz und Holzwerstoffen neue Erenntnisse aus Praxis und Forschung Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 4

6 Ermittlung der Beanspruchungen: Terminologie Charateristische Werte der Einwirungen E Teilsicherheitsbeiwerte γ F und Kombinationsbeiwerte ψ 0 Bemessungswerte der Einwirungen E d Bemessungswerte der Beanspruchungen (σ d, F d ) Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 5

7 Ermittlung der Tragwiderstände: Terminologie Charateristische Werte der Tragwiderstände (f, R ) Modifiationsbeiwerte mod und Teilsicherheitsbeiwerte γ M Bemessungswerte der Tragwiderstände (f d, R d ) Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 6

8 Terminologie Drucspannungsnachweis: c,90,d 1, 0 fc,90, d σ d Bemessungswert (design value) Zugspannungsnachweis: σ m,d Biegespannungsnachweis: 1, 0 fm, d σ f t,0,d t,0, d 1,0 0 / 90 Beanspruchungsrichtung in Bezug auf die Faserrichtung c t m Druc (compression) Zug (tension) Biegung (moment) Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 7

9 Änderungen / Neuerungen DIN 1052, alt DIN 1052, neu (April 1988) (August 2004) Anpassung an die europäische Normung Terminologie semiprobabilistisches Sicherheitsonzept Atualisierung von Holz und Holzwerstoffen neue Erenntnisse aus Praxis und Forschung Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 8

10 Sicherheitsonzepte (allgemein) alt deterministisches Sicherheitsonzept Nachweise mit globalen Sicherheitsbeiwerten neu semiprobabilistisches Sicherheitsonzept Nachweise mit Teilsicherheitsbeiwerten Beispiel: σ zul σ Beispiel: E d X d Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 9

11 Sicherheit (allgemein) zentrale Sicherheit Häufigeit Einwirung Nennsicherheit Widerstand 95%- Quantile 5%- Quantile Größe der Beanspruchung bzw. des Widerstandes Quantilwert: (Wahrscheinlicheitsrechnung; Gauss) Das p%-quantil ist der Wert, der mit der Wahrscheinlicheit p unterschritten wird. Der Quantilwert bezieht sich immer auf die Grundgesamtheit. Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 10

12 Sicherheit (probabilistisch) Einwirungsseite Widerstandsseite Häufigeit Einwirung Widerstand Größe der Beanspruchung bzw. des Widerstandes Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 11

13 Nachweis der Tragfähigeit E X d d E d X d Bemessungswert der Einwirungen Bemessungswert des Widerstandes Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 12

14 Einwirungen nach DIN Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigeit Kombination für die ständige und vorübergehende Bemessungssituation E d j 1 γ G, j G, j γ Q,1 Q,1 i 2 ψ 0, i γ Q, i Q, i E d G,j Q,i γ G,j, γ Q,i ψ 0,i Bemessungswert der Einwirungen Charateristischer Wert der ständigen Einwirungen Charatersitischer Wert der veränderlichen Einwirungen Teilsicherheitsbeiwerte Kombinationsbeiwert Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 13

15 Fachgebiet Bauonstrutionen Einwirungen nach DIN Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigeit Kombination für die ständige und vorübergehende Bemessungssituation Ed γ G, j G, j γ Q,1 Q,1 ψ 0,i γ Q,i Q,i j 1 Univ.-Prof. a.d. C. Scheer i 2 14

16 Fachgebiet Bauonstrutionen Einwirungen nach DIN Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigeit Kombination für die ständige und vorübergehende Bemessungssituation Ed γ G, j G, j γ Q,1 Q,1 ψ 0,i γ Q,i Q,i j 1 Univ.-Prof. a.d. C. Scheer i 2 15

17 Bemessungswert des Widerstandes X d mod γ M X Teilsicherheitsbeiwerte γ M für Baustoffe in ständigen und vorübergehenden Bemessungssituationen Bemessungssituation Baustoff γ M Grenzzustände der Tragfähigeit Holz und Holzwerstoffe Holz und Holzwerstoffe 1,3 Stahl in Verbindungen Nachweis gegen die Strecgrenze Nachweis gegen die Zugfestigeit 1,3 1,1 1,25 Grenzzustände der Gebrauchstauglicheit 1,0 Rechenwerte für die Modifiationsbeiwerte mod für Vollholz und Brettschichtholz Klasse der Lasteinwirungsdauer Nutzungslasse ständig 0,60 0,60 0,50 lang 0,70 0,70 0,55 mittel 0,80 0,80 0,65 urz 0,90 0,90 0,70 sehr urz 1,10 1,10 0,90 Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 16

18 charateristischer Wert der Baustoffeigenschaft X d mod γ X M Festigeitslasse C16 C24 C30 C35 C40 a Festigeitsennwerte in N/mm² Biegung Zug parallel Zug rechtwinlig f m, a m, f a f t,0, a t,0, f f t,90, f 0,4 t,90, ,4 Druc parallel Druc rechtwinlig Schub und Torsion Elastizitätsmodul parallel a c,0, f a f c,0, f 2,2 2,5 2,7 2,8 2,9 f c,90, c,90, c v, f 2,7 c f v, Steifigeitsennwerte in N/mm² a,b E 0,mean ,5 2, rechtwinlig Schubmodul Rohdichte b E 90,mean b,c Gmean Rohdichteennwerte in g/m³ ρ Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 17

19 Biegebemessung (Vergleich) DIN 1052-alt q g + M p q l² 8 vorhσ B vorhσ zulσ B B M W 1,0 DIN 1052-neu q d γ M G d g σ m,d σ m,d fm, d + γ qd l² 8 M d W 1,0 Q p zulσ Festigeit γ f f m,d γ mod M f m, Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 18

20 Was bedeutet das? LF Eigengewicht + Schnee LF Eigengewicht q d 1.35 g s q 1.35 d g f m,d f m, f m,d f m, σ m,d fm, d 1,0 σ m,d fm, d 1,0 q d mod 1.35 g s 0.9 q d mod 1.35 g 0.6 Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 19

21 Nachweis der Gebrauchstauglicheit Einwirungsombinationen nach DIN Seltene (charateristische) Kombination X E d G,j P Q,1 ψ 0,i Q,i j 1 i > 1 Häufige Kombination X E d G,j P ψ 1,1 Q,1 ψ 2,i Q,i j 1 i > 1 Quasi-ständige Kombination X E d G,j P ψ 2,i Q,i j 1 i 1 Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 20

22 Nachweis der Gebrauchstauglicheit Nach DIN 1052 werden Grenzwerte für die seltene (charateristische) Bemessungssituation sowie die quasi-ständige Bemessungssituation empfohlen seltene (charateristische) Bemessungssituation: Vermeidung von Schäden an Trennwänden, etc. quasi-ständige Bemessungssituation: Gewährleistung der Benutzbareit und Erscheinung Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 21

23 Änderungen / Neuerungen DIN 1052, alt DIN 1052, neu (April 1988) (August 2004) Anpassung an die europäische Normung Terminologie semiprobabilistisches Sicherheitsonzept Atualisierung von Holz und Holzwerstoffen neue Erenntnisse aus Praxis und Forschung Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 22

24 Vollholzprodute nach DIN 1052 Vollholz und gelebte Vollholzprodute Vollholz / Konstrutionsvollholz (KVH, MH) Brettschichtholz (homogen/ombiniert) Balenschichtholz (Duo- und Triobalen) Holz-Verbund-Bauteile Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 23

25 Vollholz Festigeitslasse DIN 1052: C16 C24 C30 C35 C40 Sortierlasse DIN : S7 / C16M S10 / C24M S13 / C30M C35M C40M Gütelasse DIN : III II I Verfügbareit: C35 max. b/h 12/24 cm C40 max. h 5 cm Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 24

26 Homogenes Brettschichtholz Festigeitslasse DIN 1052: GL24h GL28h GL32h GL36h Sortierlasse DIN : S10 / C24M S13 / C30M C35M C40M Gütelasse DIN : II I Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 25

27 Biegebeanspruchung der Lamellen bei homogenem Brettschichtholz 50,0 45,0 40,0 Hochant- Beanspruchung f m, [N/mm 2 ] 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 C24 GL24h C30 GL28h C35 GL32h C40 GL36h l 1,2 Flachant- Beanspruchung h 0, min ;1, 1 h 5,0 0,0 GL 24 GL 28 GL 32 GL 36 Festigeitslassen h 600 mm Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 26

28 Holzwerstoffe nach DIN 1052 Furnierschichtholz Brettsperrholz Sperrholz OSB-Platten Kunstharzgeb. Spanplatten Zementgeb. Spanplatten Faserplatten Gipsartonplatten Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 27

29 Änderungen / Neuerungen DIN 1052, alt DIN 1052, neu (April 1988) (August 2004) Anpassung an die europäische Normung Terminologie semiprobabilistisches Sicherheitsonzept Atualisierung von Holz und Holzwerstoffen neue Erenntnisse aus Praxis und Forschung Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 28

30 Doppelbiegung und Druc DIN 1052, alt DIN 1052, neu σ D zul σ D + σ B,y zul σ B + σ B,z zul σ B 1,0 σ f σ f c,0,d c,0,d c,0,d c,0,d σ f m,y,d m,y,d red + σ f m,y,d red m,y,d + σ f m,z,d m,z, d σ f m,z,d m,z, d 1,0 1,0 mit σ f m,z,d m,z,d σ B,z zul σ B 0 Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 29

31 Doppelbiegung und Druc DIN 1052, alt DIN 1052, neu σ D zul σ σ f D c,0,d c,0,d 1,0 0,9 0,8 0,71 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,5 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 30 σ B,y zul σ B σ f m,y,d m,y,d

32 Bsp.: Stabdübeltragfähigeit DIN 1052, alt DIN 1052, neu zul N St zulσl a d min B dst 2 St R 2 2 β 1+ β 2 M y, f h,1, d mit: fh,2, β β 1 f h,1, M y, 0,3 f u, d 2,6 R 2 0,6 f u, d 3,6 f h,1, Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 31

33 Bsp.: Stabdübeltragfähigeit DIN 1052, alt DIN 1052, neu zul N St zulσl a d min B dst 2 St R 2 0,6 f u, d 3,6 f h,1, η st 1 α 360 mit: f h, 0,082 ( 1 0,01 d) ρ 2 ( 1,35 + 0,015 d) sin α + cos α 2 α 0 f h, 0,082 ( 1 0,01 d) ρ R 2 0,05 f u, d 3,6 ρ ( 1 0,01 d) Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 32

34 Bsp.: Stabdübeltragfähigeit DIN 1052, alt DIN 1052, neu zul N St zulσl a d min B dst 2 St R 2 0,05 f u, d 3,6 ρ ( 1 0,01 d) R d 0,9 mod R Rd R γm 1,1 R d 1,64 0,05 f u, d 3,6 ρ ( 1 0,01 d) Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 33

35 Bsp.: Stabdübeltragfähigeit DIN 1052, neu R R,2,1 S235 S355 und C24 C30 1,35 fu,,2 1,42 1,30 fu,,1 1,24 1,25 fu,,2 1,19 1,20 fu,,1 1,15 fu,,2 1,00 1,10 fu,,1 1,05 1,00 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 ρ,2 ρ, 1 Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 34

36 Die neue DIN 1052 Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauweren - Allgemeine Bemessungsregeln und Bemessungsregeln für den Hochbau auf Grundlage des semiprobabilistischen Sicherheitsonzepts beinhaltet jedoch ist gewöhnungsbedürftig Werstoffennwerte für eine größere Vielfalt von Holz und Holzwerstoffen verallgemeinerte und vereinheitlichte Bemessungsregeln für die bisherigen Nachweise umfangreiche neue Bemessungsregeln Univ.-Prof. a.d. C. Scheer 35

37 Grundlagen der Bemessung nach DIN neu Vielen Dan für Ihre Aufmersameit Univ.- Prof. a. D. Claus Scheer, Technische Universität Berlin. Univ.-Prof. a.d. C. Scheer