Seite erweitert Okt. 2021
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Programmübersicht
Bestelltext
Infos auf dieser Seite ... als pdf 
System ..............................
Nachweise ..........................
 
Belastung ...........................
Ergebnisse ..........................
Kommunikation ...................
Grat-/Kehlsparren ..................
Trägerstöße ...........................
Wandtafel ..............................
Pult-/Satteldach
Verbindungsmittel ...................
Deckentafel ...........................
Kehlbalkenanschlüsse ...........
Holzträgeranschlüsse ............
Schwingnachweis .................
verstärkter Holzträger ............
zusammenges. Holztr. ...........
Versätze ...............................
Trägerdurchbrüche ................
Auflagerausklinkungen ..........
Knotenpunkt EC 5 .................
Mit 4H-DACH lassen sich nahezu alle denkbaren Formen von Satteldächern und Pultdächer (Einzelsparren) unter Zugrundelegung der neuesten Normen berechnen
Eurocode 0 ........... Schnittgrößenüberlagerungsvorschriften
Eurocode 1(3) ....... Schneelasten
Eurocode 1(4) ....... Windlasten
Eurocode 5(1) ....... Holzbau, Bemessung und Konstruktion
Eurocode 5(2) ....... Holzbau, Brandschutzbemessung
Das Programm unterstützt auch weiterhin die nationalen Vorgängernormen
DIN 1052:2008-12 Holzbau
DIN 1055-1 ........... Wichten von Baustoffen
DIN 1055-3 ........... Nutzlasten für Hochbauten
DIN 1055-4 ........... Windlasten
DIN 1055-5 ........... Schneelasten
DIN 1055-100 ........ Schnittgrößenüberlagerungsvorschriften
DIN 4102-22 ......... Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen
    T. 22: Anwendungsnorm zu DIN 4102-4 auf der Bemessungsbasis von
Teilsicherheitsbeiwerten
Ob als Bemessungsgrundlage die Eurocode-Normen oder die ältere, nationale DIN-Reihe genutzt werden sollen,
wird im ersten Register auf der Seite System unter Basisnorm festgelegt. Ist Eurocode ausgewählt, muss auch das zugehörige NAD angegeben werden.
Die Handhabung des Programms gestaltet sich weitestgehend intuitiv.
Das Programm wird über Register gesteuert. Im Register ...
...
System wird das statische System hinsichtlich Geometrie, Lagerung, Material und Querschnitte sowie ggf.
Einkerbungen und Pfetten beschrieben.
... Belastung wird die Belastung des System festgelegt.
... Nachweise werden optionale Angaben zur Steuerung der Nachweise hinterlegt.
... Ergebnisse können die Ergebnisse zum aktuell definierten System eingesehen werden.
Jedes Register verfügt über eine gewisse Anzahl von Unterseiten, die im Objektfenster angesteuert werden können.
mit dem nebenstehend dargestellten Button wird die Umwandlung des 4H-DACH-Bauteils in ein
4H-FRAP-Bauteil (3D-Stabwerksprogramm) oder in ein 4H-NISI-Bauteil (ebenes Rahmenprogramm)
eingeleitet. Näheres s. Kommunikation.
mit dem nebenstehend dargestellten Button wird der Nachweis des Kehlbalkenanschlusses mit Hilfe von
4H-HKBA, Kehlbalkenanschlüsse, eingeleitet. Näheres s. Kommunikation.
mit dem nebenstehend dargestellten Button wird der aktuelle Eingabezustand gesichert
der Druckerbutton ruft ein Untermenü zur Drucklistenzusammenstellung auf. Näheres s. Ergebnisse.
ein Klick auf den nebenstehend dargestellten Button ruft den Hilfetext auf
ein Klick auf den nebenstehend dargestellten Button beendet die Bearbeitung.
Der aktuelle Datenzustand wird gesichert und das Fenster geschlossen.
klicken Sie auf den dargestellten Button, um das Programm ohne vorherige Sicherung zu verlassen!
Weitere Informationen entnehmen Sie bitte den Hilfetextseiten Kommunikation, System, Belastung,
Nachweise und Ergebnisse sowie Pfetten.
Das Register System enthält unter der Überschrift Sparren die Eingabeseiten Geometrie, Zwischenlager, Material und Einkerbungen, die über Mausklick im linken Fenster aktiviert werden.
Auf der Seite System wird das Grundsystem ausgewählt. Hierbei handelt es sich entweder um ein Pultdach (Einzelsparren), ein einfaches Satteldach (Sparrendach) oder ein Satteldach mit Kehlbalken (Kehlbalkendach).
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Zur Systemauswahl ist das entsprechende Symbol anzuklicken.
Ob als Bemessungsgrundlage die ältere DIN-Reihe oder die Eurocode-Normen angewendet werden, kann unter Basisnorm entschieden werden.
Ist Eurocode ausgewählt, muss auch das zugehörige NAD angegeben werden.
Für Berechnungen nach DIN gelten die Normen DIN 1055-100 (Lastfaktoren), DIN 1055-4 und -5 (Ermittlung der Wind und Schneelasten) und DIN 1052 für die Holzbaunachweise.
Für Eurocode werden die entsprechenden Regeln der Eurocode-Reihe zugrunde gelegt; zusätzlich muss ein
nationales Anwendungsdokument (NAD) ausgewählt sein.
Auf der Seite Geometrie werden die geometrischen Grunddaten des zu berechnenden Dachs festgelegt.
Die Grunddaten umfassen die horizontalen Abmessungen des Daches bis zum Fußpunkt (inklusive der Dachüberstände), die Dachneigungen, die Lagerbedingungen in den First- und Fußpunkten sowie ggf. in den Kehlbalkenanschlusspunkten und die Dachüberstände (falls vorhanden).
Weiterhin wird hier über den Einsatz eines Kehlbalkens entschieden. Entsprechende Interaktionselemente
werden angeboten.
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Die Seite Zwischenlager muss nur dann bearbeitet werden, wenn zu den bereits auf der Seite Geometrie beschriebenen Lagern weitere Lager im Innern der sich ergebenden Felder definiert werden müssen.
Ein Stababschnitt ist anzuklicken, um ein Zwischenlager zu erzeugen.
Ein bereits erzeugtes Zwischenlager wird angeklickt, um es zu modifizieren bzw. zu löschen.
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Auf der Seite Material werden zunächst das zu verbauende Material (Nadelholz, Laubholz, Brettschichtholz, Furnierschichtholz, Kerto, Steico) sowie die Holzgüte festgelegt.
Die Auswahlliste für die Holzgüte enthält neben den neuen Bezeichnungen der DIN 1052 (2008) bei vollständiger Affinität auch die alten Bezeichnungen (in Klammern). Die Bezeichnungen gelten ebenfalls für Eurocode-Nachweise.
Im Rahmen der Eurocodeumstellung wurden zwei weitere Laubholzgüten aufgenommen.
Darüber hinaus werden auf dieser Seite die Querschnittsabmessungen (Rechteckquerscnitt mit Höhe h und Breite b) der beiden Sparren und (falls vorhanden) des Kehlbalkens festgelegt.
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Einkerbungen sind punktuelle Querschnittsschwächungen im Auflagerbereich
der Sparren, die bei der Nachweisführung (nicht jedoch bei der Schnittgrößen-
ermittlung) berücksichtigt werden können.
Einkerbungen können an jedem Lagerpunkt der Sparren definiert werden.
Eine Kerbe wird erstens durch Addition des Versatzmomentes
ΔM = ½ · N · c zum vorhandenen Moment, zweitens durch Verwendung des Nettoquerschnitts b / (h - c) berücksichtigt.
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Im Register System werden unter der Überschrift Pfetten die Seiten für die potenziellen Pfetten (A, B, C ...)
angeboten, die den Auflagern des Sparrensystems (A, B, C ...) zugeordnet sind.
Klicken Sie eine der Pfetten an, um eine Aktion für die Pfette festzulegen. In der Skizze im Darstellungsfenster
wird die Lage der gewählten Pfette zur Orientierung angezeigt.
Als Aktionen können gewählt werden
ignorieren
die Pfette wird nicht berechnet und erscheint auch nicht in der Druckliste (Voreinstellung)
konstruktiv
die Pfette wird nicht berechnet. Der konstruktiv gewählte Querschnitt wird gemeinsam mit einem optionalen Text in der Druckliste protokolliert. Beispiel
berechnen
die Pfette wird berechnet und nachgewiesen. Im weiteren Verlauf dieses Dokuments wird nur noch dieser Fall behandelt.
Soll die Pfette berechnet und nachgewiesen werden, gelten die Einstellungen und Vorgaben im Register Nachweise sinngemäß. D.h., es werden dieselben Nachweise mit denselben Sicherheits-, Kombinations- und Modifikationsbeiwerten für die Pfetten wie bei der Berechnung des Gespärres geführt.
Da sich die Belastung der Pfetten i.W. aus den Lagerreaktionskräften der korrespondierenden Lager rekrutiert,
ist der Eingabeaufwand zur Beschreibung der Pfetten minimal.
Die Berechnung der Pfetten erfolgt automatisch nach vollendeter Berechnung des Gespärres.
Es erfolgt keine Gesamtberechnung als 3D-System. Deshalb wird empfohlen, die Berechnung der Pfetten erst
dann zu aktivieren, wenn alle Nachweise der Sparren (und ggf. Kehlbalken) erfolgreich durchgeführt wurden.
Bei nachträglichen Änderungen in der Sparrenberechnung müssen stets auch die Ergebnisse der Pfettenberechnung erneut überprüft werden!
Wählen Sie für die aktuell ausgewählte Pfette die Aktion berechnen und machen die erforderlichen Angaben.
In dem hier eingeblendeten Formblatt können im oberen Bereich Material und Holzgüte sowie die Querschnittabmessungen festgelegt werden.
Die Wichte kann automatisch ermittelt und eine Zusatzlast dem Lastfall Eigengewicht zugeordnet werden.
Im unteren Bereich wird das statische System beschrieben. Hierbei handelt es sich i.d.R. um einen mehrfeldrigen Durchlaufträger, der an den Enden entweder gelagert ist oder als Kragarm ausgebildet wird.
Ergebnisse
Im Register Ergebnisse (unter der Überschrift Pfetten) wird für jede berechnete Pfette eine entsprechende Seite zum Studium der Rechenergebnisse angeboten.
Wird eine dieser Seiten ausgewählt, erscheint oberhalb des Darstellungsfensters eine Auswahlliste, in der die Art des gesuchten Ergebnisses angesteuert werden kann.
Hierin wird zwischen den nebenstehend dargestellten Ergebnis-
arten unterschieden.
Lastfallergebnisse
Zu den Lastfallergebnissen gehören die Zusammenstellung der Lasten, die Auflagerreaktionen, die Verformungen und die Schnittgrößen, die in den Einwirkungen zugeordneten Registern angeboten werden.
Extremale der Einwirkungen
Hier können die extremalen Verformungen und Schnittgrößen aus allen Lastfällen derselben Einwirkung
eingesehen werden. Als Beispiel werden hier die extremalen Windlasten dargestellt.
Ausnutzungsgrade der Nachweise
Hier können die Funktionen der Ausnutzungsgrade der einzelnen Nachweise eingesehen werden.
Als erstes wird stets die Funktion der Extremalen über alle geführten Nachweise dargestellt.
Extremale Lagerreaktionen
Hier können die extremalen Lagerreaktionen der die Pfetten stützenden Einzellager eingesehen werden.
Alle hier beschriebenen Ergebnisse können optional auch in der Druckliste ausgegeben werden.
Das Register Belastung enthält die Eingabeseiten ständige Lasten, Nutzlasten, Windlasten und Schneelasten.
Wenn im Folgenden auf die Normen DIN 1055-1 und DIN 1055-3 verwiesen wird, sollte man wissen, dass
die Regelungen dieser Normen im deutschen nationalen Anhang zu den entsprechenden Eurocodes zur nationalen Anwendung übernommen wurden.
Dies gilt für Wind- und Schneelasten nur eingeschränkt.
Nach Anklicken des nebenstehend dargestellten Symbols im linken Fenster kann die Anzahl der zur Einwirkung der ständigen Lasten gehörenden Lastfälle festgelegt werden.
Zur Auswahl stehen die Lastfälle Eigengewicht, Gewichtslasten der Außenhaut sowie maximal drei unterschiedliche Innenausbau-Lastfälle.
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Nach Anklicken des dargestellten Symbols kann die Wichte der tragenden Konstruktion (Sparren, Kehlbalken) kontrolliert und, falls erforderlich, geändert werden.
Die Wichte wird im Regelfall automatisch aus den Materialangaben unter Register System nach DIN 1055-1,
Abs. 5.8 Tab.9, ermittelt.
Wenn diese Automatik nicht gewünscht wird, wird das Automatiksymbol () angeklickt, um den Haken in der symbolischen Schaltfläche zu lösen.
Danach kann ein anderer Wert für die Wichte vorgeben werden.
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Über das dargestellte Symbol wird die Belastung aus dem Eigengewicht der
Außenhaut festgelegt.
Hier kann in bis zu vier Zeilen eine formale Beschreibung der belastenden Anteile mit den zugeordneten
Lastwerten angegeben werden.
Die Lastwerte werden automatisch zu der Lastsumme addiert und mit dem
Sparrenabstand multipliziert.
Die Lastbeschreibungen können permanent (schreibtisch-global) gespeichert werden, so dass sie späteren Dachkonstruktionen zur Verfügung stehen.
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Die Beschreibung der Innenausbaulastfälle erfolgt wieder in einer Beschreibungstabelle wie bereits bei der Außenhaut dargestellt.
Zusätzlich zu den Lastordinaten kann bei den Innenausbaulastfällen festgelegt werden, welche Balkenabschnitte von der Last betroffen sind.
Diese Auswahl erfolgt durch Anklicken der Balkenabschnitte.
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Beispielsweise kann bei einem Dachprojekt folgende Lastanordnung festgelegt werden (drei Innenausbaulastfälle)
Beim nächsten Projekt könnten wiederum beispielhaft zwei Innenausbaulastfälle wie folgt festgelegt werden
Über das dargestellte Symbol wird die Anzahl der Nutzlasteinwirkungen festgelegt.
Zur Auswahl stehen die Einwirkungen
Mannlasten auf Außenhaut nach DIN 1055-3 Abs.6.2 / Tab. 2, sowie
Nutzlasten auf Kehlbalken n. DIN 1055-3 Abs. 6.1 / Tab. 1 (bei vorh. Kehlbalken)
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Durch Anklicken des nebenstehend dargestellten Symbols werden die Festlegungen zu den Mannlastlastfällen kontrolliert und, falls erforderlich, geändert.
Im Eingabefenster sind die Mannlaststellungen dargestellt, die jeweils in Feldmitte - bei Kragarmen am
Kragarmende - angeordnet sind.
Durch Klicken auf einen Belastungspfeil wird die Last deaktiviert. Es erscheint an der
Stelle ein rotes Kreuz. Durch Anklicken des roten Kreuzes wird die Deaktivierung rückgängig gemacht.
Jede definierte Laststellung wird in einem separaten Lastfall untersucht.
Alle Lastfälle der Einwirkung Mannlasten verstehen sich als alternative Laststellungen,
so dass bei der Schnittgrößenüberlagerung nur jeweils einer (der ungünstigste)berücksichtigt wird.
Entspr. DIN 1055-3, 6.2 (6,) werden Mannlasten niemals mit Schneelastenkombiniert.
Durch Deaktivierung des Automatiksymbols () kann die Lastordinate, die gemäß
DIN 1055-3, Abs. 6.2 Tab. 2, mit dem Wert 1.0 kN vorbelegt ist, mit einem anderen Wert überschrieben werden.
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Über das dargestellte Symbol erfolgen die Festlegungen zu den Kehlbalkennutzlasten.
Zunächst kann in einer vermaßten Systemskizze der Abstand vom Sparren (etwa wg. fehlender Kopfhöhe)
vorgegeben werden (s. Abb.).
Die Lastordinate ergibt sich aus den Belastungsarten Spitzboden n. DIN 1055-3, Abs. 6.1 - Tab. 1 /Zeile 1, Aufenthaltsraum n. DIN 1055-3 Abs. 6.1 - Tab. 1 /Zeile 3, oder als benutzerdefiniert.
Im letztgenannten Falle muss eine Lastordinate direkt vorgegeben werden.
Ist der Kehlbalken durch die Definition von Zwischenlagern gelagert, wird für jedes Feld ein eigenständiger
Lastfall untersucht.
Die sich so ergebenden Lastfälle verhalten sich bei der Überlagerung additiv; sie werden also einzeln wie auch gemeinsam wirkend bei der Extremwertbildung angenommen.
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Alle Windlastfälle werden vom Schnittgrößenüberlagerungsprozess als alternative Lastfälle betrachtet.
Festlegung allgemeiner Angaben zur Einwirkung der Windlasten.
Zunächst können bestimmte Windrichtungen von der statischen Berechnung ausgeschlossen werden.
Hiernach müssen die Windzone sowie die Höhe über NN eingegeben werden.
Hierzu kann das Programm 4H-WUSL konsultiert werden (so es unter DTE® installiert ist), um die Werte in Abhängigkeit von der Ortsbezeichnung ermitteln zu lassen.
In der nachfolgenden Auswahlliste sind eines der unter DIN 1055-4 dargestellten Bodenrauigkeitsprofile
auszuwählen und die Abmessungen des Gesamtbauwerks (h/b/d) anzugeben.
Die mit dem Automatiksymbol () gekennzeichneten Eingabefelder werden im Normalfall automatisch
ausgefüllt. Diese Automatik kann durch Anklicken des Symbols ausgeschaltet werden.
Die hier festzulegenden Eigenschaften dienen i.W. dazu, den "böenabhängigen Geschwindigkeitsdruck" q(h) zu bestimmen, der als maßgebliche Eingangsgröße auf den nachfolgenden Seiten angesehen werden kann.
Die Ermittlung entspricht den Vorschriften der DIN 1055-4, wie auch dem Eurocode 1(4) unter Anwendung des deutschen nationalen Anhangs (DIN EN 1991-1-4/NA).
Falls der Gebäudestandort außerhalb Deutschlands liegt oder weitere spezielle Vorgaben (wie etwa Berücksichtigung der Topographie) benötigt werden, kann der Wert für q(h) direkt mit dem pcae-Programm 4H-WUSL ermittelt und hier eingetragen werden. Hierzu ist der Automatikschalter zu lösen.
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Durch Klicken auf das nebenstehend dargestellte Symbol werden die sich normengerecht ergebenden Windlastordinaten für die Windrichtung Wind von links eingesehen.
Mit den Eingangswerten h/b und den Dachneigungen werden die Lastordinaten unter Zuhilfenahme der Tab. 3 und 6
der DIN 1055-4 durch Interpolation der dort angegebenen Winddruckbeiwerte automatisch ermittelt und ausgewiesen.
Die Aufteilung der Lasten in die Bereiche D, E, F, G, H, I und J wird in einer Prinzipskizze dargestellt.
I.d.R. gehören zu einer zu untersuchenden Windrichtung mehrere Lastfälle, da der Randbereich des Dachs häufig anders belastet werden muss als der Mittelbereich, des Weiteren in den Tabellen der DIN 1055-4 alternative Werte angegeben sind, die ebenfalls als Belastung anzusetzen sind.
Während die sich ergebenden Lastordinaten im Darstellungsfenster vom Benutzer nicht geändert werden können, besteht die Möglichkeit, bestimmte Lastfälle von der Berechnung auszuschließen.
Wenn im Nachlauf von 4H-DACH Pfettenberechnungen durchgeführt werden sollen, ist vom Ausschluss bestimmter Lastfälle abzusehen, da hier die Ergebnisse für die Rand-, Mittel- und Endbereiche sehr wohl benötigt werden.
Die hier genannten Tabellen der DIN 1055-4 haben Entsprechungen im Eurocode, die vom Programm im Falle
einer Eurocodebemessung ausgewertet werden. Die Tabelleninhalte ähneln einander sehr, sind aber nicht in allen Werten identisch.
Bei Anwendung von Eurocode kann die Berechnung bei bestimmten Parameterkonstellationen zu günstigeren Ergebnissen führen.
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sinngemäß wie Wind von links
Durch Klicken auf das nebenstehend dargestellte Symbol werden die sich normengerecht ergebenden Windlastordinaten für die Windrichtung Wind auf Giebel eingesehen.
Prinzipiell verhält sich die Seite im Eingabefenster wie die Seiten Wind von links und Wind von rechts.
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Alle Schneelastfälle werden vom Schnittgrößenüberlagerungsprozess als alternative Lastfälle betrachtet.
Zusätzlich gilt, dass Schneelastfälle nicht gemeinsam mit Mannlasten kombiniert werden (vgl. DIN 1055-3 / 6.2 (6)).
allgemeine Angaben zur Einwirkung der Schneelasten.
Zunächst müssen Angaben zur Schneelastzone und zur Höhe über NN gemacht werden.
Das Programm 4H-WUSL kann hier behilflich sein.
Die hieraus resultierende Schneegrundlast sk wird normalerweise vom Programm automatisch ermittelt. Ist dies nicht erwünscht, kann die Eingabe des Werts durch Anklicken des Automatiksymbols () ermöglicht werden.
Das Gebäudemodell unterscheidet zwischen freistehend, Reihenendhaus (links), Reihenhaus (Mitte) und Reihenendhaus (rechts).
Je nach Auswahl dieses Gebäudemodells ergibt sich eine gewisse Anzahl von zu untersuchender Lastfälle,
die jedoch vom Benutzer deaktiviert werden können.
Bzgl. der von 4H-DACH angewendeten Untermenge der Vorschriften sind die Regelungen der DIN 1055-5 mit
denen von Eurocode identisch.
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sich normengerecht ergebende Schneelastordinaten für den Lastfall Schnee voll
Die Linienlasten ergeben sich n. DIN 1055-5, Abs. 4.2.3, unter Verwendung der Formbeiwerte n. Abs. 4.2.5.
Sind unter Register System Dachüberstände angegeben, werden zusätzlich Einzellasten n. DIN 1055-5,
Abs. 5.1, angesetzt.
Diese Werte ergeben sich insbesondere unter Berücksichtigung der Ergänzungen in der Musterliste der technischen Baubestimmungen vom Februar 2007.
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sich normengerecht ergebende Schneelastordinaten für den Lastfall Verwehung links
Die Linienlasten ergeben sich n. DIN 1055-5, Abs. 4.2.3 (c).
Dieser Lastfall ist nur beim Gebäudemodell freistehend vorgesehen.
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sich normengerecht ergebende Schneelastordinaten für den Lastfall Verwehung rechts
Die Linienlasten ergeben sich n. DIN 1055-5, Abs. 4.2.3 (c).
Dieser Lastfall ist nur beim Gebäudemodell freistehend vorgesehen.
sich normengerecht ergebende Schneelastordinaten für den Lastfall Schneeverwehung
Die Linienlasten ergeben sich n. DIN 1055-5, Abs. 4.2.4.
Dieser Lastfall ist nur bei den nicht freistehenden Gebäudemodellen vorgesehen.
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Das Register Nachweise enthält die Eingabeseiten zu Tragfähigkeitsnachweisen und Gebrauchstauglichkeitsnachweisen (hier Durchbiegungen).
aktuelle Einstellungen zum Tragfähigkeitsnachweis für ständige und vorübergehende Bemessungssituationen gemäß DIN 1052 (2008) bzw. Eurocode 5
Der Materialsicherheitsbeiwert wird vom Programm i.d.R. automatisch belegt.
Wenn diese Automatik nicht gewünscht wird, ist das Automatiksymbol () anzuklicken, um den Haken in der symbolischen Schaltfläche zu lösen. Nun kann ein anderer Wert für die Materialsicherheit vorgeben werden.
Die Nutzungsklasse muss vom Benutzer angegeben werden. Sie ist programmintern mit dem Wert 2 vorbelegt.
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Im Normalfall erfolgt die Überlagerung der Schnittgrößen nach den Regeln der DIN 1055-100.
Gemäß DIN 1052, Abs. 5.2, dürfen beim Tragfähigkeitsnachweis für ständige und vorübergehende Bemessungssituationen für Hochbauten vereinfachte Kombinationsregeln angewandt werden.
Da das letztgenannte Überlagerungsschema in seltenen Fällen günstigere Bemessungwerte liefert, sind beide Verfahren in 4H-DACH eingebaut. Der Benutzer kann zwischen den beiden zulässigen Verfahren wählen.
Dies gilt nicht bei Nachweisen nach Eurocode! Hier werden die Schnittgrößen allein nach EC 0
(entspr. DIN 1055-100) überlagert.
Die nachfolgende Tabelle, die den definierten Einwirkungen für die Schnittgrößenüberlagerung und die Ermittlung der Ausnutzungsgrade relevante Parameter zuordnet, wird im Normalfall vom Programm automatisch belegt.
Wenn diese Automatik nicht gewünscht wird, ist das Automatiksymbol () anzuklicken, um den Haken in der symbolischen Schaltfläche zu lösen. Anschließend kann die Tabelle inhaltlich bearbeitet werden.
In der Tabelle bedeuten
Bei Anwendung der vereinfachten Kombinationsregeln n. DIN 1052, Abs. 5.2, gelten folgende Kombinationsbeiwerte
Für die Schnittgrößenkombination (Ermittlung der Extremalen) gelten grundsätzlich folgende Regeln
die Schnittgrößen der Lastfälle aus ständigen Lasten werden zu einem Lastfall zusammengefasst.
Es findet keine Kombination von günstig und ungünstig wirkenden ständigen Lasten statt.
die Lastfälle der Mannlasten, Windlasten und Schneelasten stellen in ihrer jeweiligen Gruppe alternative
Lastfälle dar.
Hierbei wird der jeweils ungünstigste Lastfall an der Kombination beteiligt.
die Lastfälle der Kehlbalkennutzlasten (falls diese Einwirkung wegen definierter Zwischenlager mehrere Lastfälle enthält) verhalten sich bei der Kombination additiv.
Sie können also einzeln oder in Kombination miteinander zur ungünstigsten Bemessungsschnittgröße beitragen.
die Lastfälle der Einwirkung Mannlasten werden nie mit den Lastfällen der Einwirkung Schneelasten kombiniert.
Vgl hierzu DIN 1055-3, Abs. 6.2 (6).
durch Anwendung des Modifikationsbeiwerts bei der Nachweisführung muss die Kombination mit den extremalen Schnittgrößen nicht automatisch auch zum maximalen Ausnutzungsgrad führen.
Deshalb wird für jede mögliche Kombination in jedem Bemessungspunkt der formale Nachweis vollständig mit dem der Kombination zugeordneten Modifikationsbeiwert geführt.
der Nachweis wird in allen Bemessungspunkten geführt.
Bemessungspunkte sind hierbei alle Punkte, in denen Sprünge oder Knicke in Schnittgrößenverläufen existieren können (Abschnittsanfangs- und -endpunkte, Lagerpunkte, Angriffspunke von Einzellasten, Start- und Endpunkte
von Linienlasten).
Im Innern der verbleibenden Felder wird für die Bemessungspunkte ein regelmäßiger Abstand < 15 cm gewählt.
Zum Nachweis eines Bemessungspunkts gehören grundsätzlich folgende Teiluntersuchungen
Der ungünstigste Ausnutzungsgrad ergibt sich in einem Bemessungspunkt zu
Der Nachweis kann als erbracht angesehen werden, wenn in allen Bemessungspunkten
eingehalten wird. Dies kann leicht unter Register Ergebnisse auf der Seite Tragfähigkeit kontrolliert werden.
In der hier erscheinenden Grafik symbolisiert jede Schraffurlinie einen Bemessungspunkt. Beispiel
Wenn die Drucklistenoption Nachweis (formal) aktiviert wird, kann das Zustandekommen des ungünstigsten Ausnutzungsgrades pro Tragelement in der Druckliste studiert werden. Beispiel
Klicken Sie im linken Fenster auf das nebenstehend dargestellte Symbol, um die aktuellen Einstellungen zum Nachweis der Stabilität gemäß DIN 1052 (2008)
bzw. EC5, Abs. 6.3., einzusehen und ggf. zu ändern.
Zunächst kann hier im Eingabefenster entschieden werden, ob der Stabilitätsnachweis mit Hilfe des Ersatzstabverfahrens geführt werden soll oder nicht.
Soll der Stabilitätsnachweis geführt werden, muss für jeden der hier gekennzeichneten Stababschnitte der Knicklängenbeiwert β n. DIN 1052, Abs. 10.3.1, angegeben werden.
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aktuelle Einstellungen zum Sondernachweis Norddeutsche Tiefebene
Für Orte der norddeutschen Tiefebene muss neben dem Tragfähigkeitsnachweis für ständige und vorübergehende Bemessungssituationen der Tragfähigkeitsnachweis
für eine außergewöhnliche Bemessungssituation mit den 2.3-fachen Schneelasten
geführt werden.
Ob dies für das gegebene Bauvorhaben zutrifft, kann mit 4H-WUSL kontrolliert werden.
Der Nachweis wird prinzipiell wie der Hauptnachweis geführt. Bei Nachweisen nach DIN
wird jedoch die Schnittgrößenkombination stets nach DIN 1055-100 gewählt.
Der Nachweis unterscheidet sich vom Hauptnachweis darüber hinaus allein dadurch, dass andere Teilsicherheits-
und Kombinationsbeiwerte zugrunde liegen.
Nachfolgend eine Gegenüberstellung
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Einstellungen zum Brandschutznachweis
Beim Brandschutznachweis muss die Tragfähigkeit des Dachstuhls in einer außergewöhnlichen Bemessungssituation für einen bestimmten Zeitraum (Feuerwiderstandsdauer) trotz eines bestehenden Brandes nachgewiesen werden.
Hierbei ist davon auszugehen, dass das Feuer einen bestimmten Teil des Querschnitts (Abbrandtiefe) vernichtet hat.
Die Abbrandtiefe kann n. DIN 4102-22, Abs. 5.5.2.1 (9.1), berechnet oder direkt vorgegeben werden.
Für die direkte Vorgabe der Abbrandtiefe muss zunächst das Automatiksymbol () angeklickt werden, um den Haken in der symbolischen Schaltfläche zu lösen.
4H-DACH bietet beide in DIN 4102 beschriebenen Bemessungsverfahren an
beim genaueren Verfahren wird neben der Reduzierung des Querschnitts durch die Abbrandtiefe - bedingt durch die hohen Temperaturen - auch eine Reduzierung der Rechenwerte der Festigkeit angenommen.
Diese Reduzierung wird vom Programm unter Zuhilfenahme von DIN 4102-22, Abs. 5.5.2.1 (10) ff., ermittelt.
beim vereinfachten Verfahren wird auf die Reduzierung der Festigkeiten verzichtet, jedoch ist der Nachweis am ideellen Querschnitt zu führen.
Beim ideellen Querschnitt ist die Abbrandtiefe um 7 mm gegenüber dem verbleibenden Restquerschnitt zu erhöhen.
In beiden Fällen darf mit einer Materialsicherheit von 1.0 und den 20%-Fraktilwerten der Festigkeiten
gerechnet werden.
Die voreingestellten Sicherheits- und Kombinationsbeiwerte entsprechen den Vorgaben der DIN 1055-100
für eine außergewöhnliche Bemessungssituation.
Im Eurocode wird der Brandschutznachweis nach den Regeln der EN 1995-1-2 geführt.
Die Vorgehensweise ist der DIN 4102-22 sehr ähnlich. An Stelle vom vereinfachten Verfahren wird hier vom Verfahren mit reduziertem Querschnitt gesprochen.
Das genauere Verfahren heißt in Eurocode Verfahren mit reduzierten Eigenschaften.
Abgesehen von einigen geringfügigen Änderungen der in den Nachweis einfließenden Parameter ist die Nachweisführung nach Eurocode quasi identisch mit den Regeln der DIN 4102-22.
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Der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit beschränkt sich nach DIN 1052 auf den Nachweis zulässiger Durchbiegungen.
DIN 1052 unterscheidet hierbei unter Absatz 9 sowie 8.3 (7) und (8) zwischen zwei Nachweisen, die wahlweise
einzeln oder zusammen geführt werden können.
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Im Gegensatz dazu unterscheidet Eurocode zwischen den Nachweisen für winst, wfin und wnet,fin (s.o.).
Die eingeblendeten Kombinationsbeiwerte und der Verformungsbeiwert kdef werden normalerweise automatisch vom Programm normengerecht belegt, wobei kdef sich aus der gegebenen Nutzungsklasse ermitteln lässt.
Wird diese Automatik nicht gewünscht, ist das Automatiksymbol () anzuklicken, um den Haken in der symbolischen Schaltfläche zu lösen, um andere Werte eintragen zu können.
aktuelle Einstellungen zu den Vergleichslängen und den zulässigen Grenzwerten
nach Norm
Die Grenzwerte werden im Normalfall vom Programm selbständig entsprechend der Vorgaben der Norm
festgelegt und sollten nur in begründeten Ausnahmen geändert werden. Hierzu ist wieder zunächst das Automatiksymbol () zu lösen.
Um Ausnutzungsgrade U = wvorh. / wzul. ermitteln zu können, benötigt 4H-DACH die Vergleichslängen.
Voreingestellt ist für alle Abschnitte: Vergleichslänge = Abschnittslänge.
Da sich dies z.B. bei verschieblichen Kehlbalkendächern u.U. zu ungünstig auswirkt,
kann der Rechenwert (nach Anklicken des Automatiksymbols) vom Benutzer geändert werden.
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Die Gebrauchstauglichkeitsnachweise werden nach den Regeln der DIN 1052, Abs. 9 sowie 8.3 (7) und (8) oder
nach Eurocode geführt.
Die Nachweise können als erbracht angesehen werden, wenn in allen Bemessungspunkten
eingehalten wird. Dies kann leicht unter Register Ergebnisse auf der Seite Durchbiegung kontrolliert werden.
In der hier erscheinenden Grafik symbolisiert übrigens jede Schraffurlinie einen Bemessungspunkt.
Beispiel
Wenn die Drucklistenoption Nachweis (formal) aktiviert wird, kann das Zustandekommen des ungünstigsten Ausnutzungsgrads pro Tragelement in der Druckliste studiert werden.
Ein Beispiel für die quasi-ständige Bemessungssituation
Nach Anklicken des Registers Ergebnisse wird das aktuell definierte System unter Berücksichtigung der aktuell definierten Belastung und Nachweisoptionen im Hintergrund berechnet.
Im linken Objektfenster erscheint der nebenstehend dargestellte Baum, mit dessen Hilfe die Ergebnisse eingesehen werden können.
Während unter der Überschrift Lastfallergebnisse die Extremalen der definierten Einwirkungen und die Lastfallergebnisse im Einzelnen dargestellt werden, können die sich ergebenden Ausnutzungsgrade der geführten Nachweise unter der Überschrift Nachweisergebnisse eingesehen werden.
Klicken auf ein -Zeichen öffnet einen Ordner; die zu diesem Ordner gehörenden Elemente werden eingeblendet.
Klicken auf ein -Zeichen schließt den Ordner wieder.
Durch Klicken auf einen der dargestellten Lastfälle werden die Lastfallergebnisse eingesehen.
Eine Auswahlliste erscheint im oberen Fensterbereich (neben den Registerschalt-
flächen), die es ermöglicht, zwischen System, Verformungen + Lagerreaktionen, Schnittgrößen (grafisch) und Schnittgrößen (tabellarisch) hin- und herzuschalten.
Klick auf eine der Einwirkungen zum Einsehen der Extremalen dieser Einwirkung.
Die Auswahlliste ermöglicht es nun, zwischen den extremalen Verformungen und Lagerreaktionen und den extremalen Schnittgrößen grafisch hin- und herzuschalten.
Die Extremalwerte ergeben sich auf charakteristischem Lastniveau (ohne Faktorisierung) aber unter Berücksichtigung der Überlagerungseigenschaften ständig wirkend, additiv bzw. alternativ.
Klick auf einen Nachweis, um die Ausnutzungsgrade, die sich aus den Nachweisen ergeben, einzusehen.
Ein Nachweis kann als erbracht angesehen werden, wenn der größte im System ausgewiesene Ausnutzungsgrad ≤ 1.0 ist.
Durch das Umschalten zwischen den Registern System und Ergebnisse können Auswirkungen von Systemänderungen (etwa Verminderung von Querschnitten) sehr schnell eingesehen werden.
Das folgende Bild zeigt das Tragwerk mit der zum LF Eigengewicht gehörenden Belastung, die Lagerreaktionen in tabellarischer Form sowie den qualitativen Deformationsverlauf.
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Das folgende Bild zeigt die grafischen Verläufe von Momenten, Quer- und Normalkräften für den LF Eigengewicht sowie die auftretenden Extremalwerte in tabellarischer Form.
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Das folgende Bild gibt die Verläufe von Momenten, Quer- und Normalkräften im LF Eigengewicht für die einzelnen Tragglieder in tabellarischer Form an.
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Zu jeder Einwirkung gehören mehrere Lastfälle, so dass sich extremale Verläufe der Zustandsgrößen ergeben.
Das folgende Bild zeigt für Einwirkung Windlasten die extremalen Lagerreaktionen in tabellarischer Form
sowie grafisch die auftretenden Extremalwerte der Deformationen.
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Zu jeder Einwirkung gehören mehrere Lastfälle, so dass sich extremale Verläufe der Zustandsgrößen ergeben.
Das folgende Bild zeigt für Einwirkung Windlasten die Verläufe der extremalen Schnittgrößen und deren Extremalwerte in tabellarischer Form.
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Das folgende Bild zeigt den grafischen Verlauf der Ausnutzungen für den Tragfähigkeitsnachweis
sowie die auftretenden Maximalwerte in tabellarischer Form.
Die roten Bereiche kennzeichnen hier Überschreitungen der zulässigen Ausnutzung.
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Das folgende Bild zeigt den grafischen Verlauf der Ausnutzungen für den Brandschutznachweis sowie die
auftretenden Maximalwerte in tabellarischer Form.
Die roten Bereiche kennzeichnen auch hier Überschreitungen der zulässigen Ausnutzung.
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Das folgende Bild zeigt den grafischen Verlauf der Ausnutzungen für den Gebrauchstauglichkeitsnachweis
sowie die auftretenden Maximalwerte in tabellarischer Form.
Die roten Bereiche kennzeichnen auch hier Überschreitungen der zulässigen Ausnutzung.
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Das folgende Bild zeigt den grafischen Verlauf der Ausnutzungen als Quintessenz alle Nachweise mit den
auftretenden Maximalwerte in tabellarischer Form.
Die roten Bereiche kennzeichnen Überschreitungen der zulässigen Ausnutzung.
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Alle am Bilschirm darstellbaren Ergebnisse können auch in der Druckliste
eingesehen werden.
Durch Anklicken des Druckersymbols wird das nebenstehende symbolische
Untermenü aufgerufen.
In diesem Untermenü können folgende Aktionen angesteuert werden:
optionale Einstellungen zur Druckliste vornehmen (linker Button).
Es erscheint ein Eigenschaftsblatt, in dem die Elemente der Druckliste an- bzw. abgewählt werden können.
Hierdurch wird der Umfang der Druckliste maßgeblich beeinflusst.
Die getroffenen Einstellungen können permanent (schreibtischglobal) gespeichert werden, so dass diese beim nächsten Dachprojekt automatisch als Voreinstellung übernommen werden.
den DTE®-Drucklisten-Viewer aufrufen, um am Bildschirm durch das Druckdokument zu blättern (mittlerer Button).
den DTE®-Druckmanager aufrufen, um das Druckdokument auf dem Drucker auszugeben (rechter Button).
Die Druckliste stellt ein prüfbares Statikdokument dar, das alle notwendigen Informationen zum System, zur Belastung und zu den Ergebnissen enthält.
Die von pcae mitgelieferte Voreinstellung zum Umfang der Druckliste stellt sicher, dass eine Prüfung der Statik ohne weitere Nachfragen durchgeführt werden kann.
Bei einer weiteren Reduzierung des Umfangs (etwa um Papier einzusparen) ist die Prüfbarkeit nicht
unbedingt gewährleistet.
Die Druckliste enthält auf Wunsch weitere Elemente, die nützliche Informationen enthalten. Sie können durch Aktivierung der entsprechenden Option zur Ausgabe gebracht werden.
Ist die hier dargestellte Schaltfläche aktiviert, wird der Nachweis für die jeweils maximale Ausnutzung pro Tragglied (Sparren, evtl. Kehlbalken) formal geführt.
Hierbei kann studiert werden unter welcher Schnittgrößenkombination welche der Nachweisformeln (s. Nachweise) maßgebend wird.
Beispiele finden sich unter Nachweise.
Ist die hier dargestellte Schaltfläche aktiviert, werden die extremalen Lagerreaktions-
kräfte als Linienlasten auf charakteristischem Lastniveau, aufgesplittet nach ständigen (G) und nichtständigen Lasten (Q), ausgegeben.
Diese Lagerreaktionskräfte können dem stützenden Tragwerk als Belastung zugewiesen werden.
Ist die hier dargestellte Schaltfläche aktiviert, werden die extremalen Anschluss-
schnittgrößen zum Nachweis der Anschlüsse (Kehlbalken an Sparren, Sparren an Sparren im Firstpunkt) ausgegeben.
Dies geschieht mit Nd, Vd und kmod zum einen für Nachweise n. DIN 1052 (2008)
bzw. Eurocode gemäß gewählter Kombinationsregel faktorisiert, zum anderen für Nachweise nach alter Norm mit Nk und Vk auf charakteristischem Lastniveau.
Nachfolgend ein Beispiel
Auch für die Ausgabe der Pfettenergebnisse existiert die Möglichkeit, Einzelergebnisse der Berechnung ein- bzw. auszublenden.
Sehr effektiv zur Seitenreduzierung ohne Verlust an wesentlichen Informationen ist hierbei der Schalter
nur relevante Lastfälle.
Ist dieser Schalter gesetzt, werden nur die Lastfälle beschrieben, die in mindestens einem Nachweispunkt einen signifikanten Beitrag zu den Extremalen seiner Einwirkung liefern.
Häufig ergeben sich sehr viele Windlastfälle, von denen jedoch nur wenige relevant sind. Da diese keinen Beitrag
zum Ausnutzungsgrad liefern, kann auf die Ausgabe dieser Lastfälle verzichtet werden.
4H-DACH ist ein universelles Programm zur Berechnung auch von Sparrendächern, mit dem sich viele
Standardfälle berechnen lassen.
Mitunter ergeben sich aber Spezialprobleme, die mit 4H-DACH nicht gelöst werden können.
Als Beispiele seien genannt: Gelenk im Sparren wegen eines erforderlichen Sparrenstoßes, Einfügen eines zweiten Kehlbalkens, zusätzliche Einzellasten infolge von Wechseln oder Dachaufbauten.
In diesen Fällen kann der aktuelle Datenzustand (inkl. System-, Lastfall- und Nachweiseinstellungen) in ein pcae-Stabwerk
umgewandelt werden.
Klicken Sie hierzu den links dargestellten Button an.
Das rechts dargestellte Eigenschaftsblatt erscheint, in dem entschieden werden kann, ob das vorliegende Problem mit dem
räumlichen Stabwerksprogramm 4H-FRAP (ab V. 12/2014) oder
dem ebenen Stabwerksprogramm 4H-NISI (ab V. 2/2013)
weiterbearbeitet werden soll.
Nach Bestätigen des Eigenschaftsblatts erzeugt 4H-DACH eine Eingabedatei für das ausgewählte Zielsystem, die den aktuellen Datenzustand mit allen Angaben zum System, zu den zu untersuchenden Lastfällen und den zu führenden Nachweisen enthält.
Das 4H-DACH-Bauteil muss nun nur noch unter DTE® in ein 4H-FRAP- bzw. 4H-NISI-Bauteil umgewandelt werden.
Dies geschieht wie folgt:
schließen Sie das 4H-DACH-Fenster,
wählen Sie das 4H-DACH-Bauteil im DTE®-System aus und aktivieren Sie die Menüfunktion
"sonstiges Problemklasse",
wählen Sie aus der Gruppe der Stabwerke die Problemklasse 4H-FRAP (3D-Stabwerke) bzw.
4H-NISI (2D-Stabwerke) aus und klicken auf den Button umwandeln,
Sie haben nun ein 4H-FRAP bzw. bzw. 4H-NISI-Bauteil vorliegen. Führen Sie den Doppelklick auf dem Bauteil
aus, um es zu bearbeiten.
Wenn Sie die ursprüngliche Dachkonstruktion zu einem späteren Zeitpunkt mit 4H-DACH weiter-
bearbeiten wollen, erzeugen Sie vor der Problemklassenumwandlung zunächst eine Kopie des Bauteils.
Liegt aktuell ein Sparrendach mit Kehlbalken (Kehlbalkendach) vor und ist unter DTE® das Programmmodul
4H-HKBA, Kehlbalkenanschlüsse (8/2012), installiert, kann 4H-DACH beauftragt werden, den Nachweis des Kehlbalkenanschlusses mit Hilfe von 4H-HKBA zu organisieren.
Klicken Sie hierzu den nebenstehend dargestellten Button an.
Das nachfolgend dargestellte Eigenschaftsblatt erscheint, in dem entschieden werden kann, welche der zur Auswahl stehenden Anschlüsse (links, rechts oder beide) nachgewiesen werden sollen.
Aktivieren Sie hierzu die entsprechenden Kontrollkästchen.
Klicken Sie auf einen der bearbeiten-Buttons, um das Modul 4H-HOLZ, Kehlbalkenanschlüsse, zu starten
und die den Anschluss betreffenden Daten
Anschlusstyp: Seitenhölzer oder Zangen,
Anschlussart: Dübel oder Nägel, ggf. Nagelbild etc.
einzugeben.
Beim Start des 4H-HKBA-Moduls übergibt 4H-DACH automatisch folgende Informationen:
die zugrundeliegende Basisnorm (DIN oder Eurocode) sowie alle für die Anschlussberechnung relevanten geometrischen Daten wie Dachneigung, Material- und Querschnittswerte von Sparren und Kehlbalken
die nach den Regeln der Tragfähigkeitsnachweise extremierten Anschlussschnittgrößen des Kehlbalkens für die Nachweise der Verbindungsmittel und der Spannungen am Nettoquerschnitt des Kehlbalkens unter Angabe der zugeordneten kmod-Werte
die nach den Regeln der Tragfähigkeitsnachweise extremierten Anschlussschnittgrößen des Sparrens (oberhalb und unterhalb des Anschlusses) für den Nachweis der Spannungen am Nettoquerschnitt des Sparrens unter Angabe der zugeordneten kmod-Werte
Diese Informationen können innerhalb des 4H-HOLZ-Moduls nicht mehr verändert werden.
Ist im oben dargestellten Eigenschaftsblatt ein Kehlbalkenanschlussnachweis aktiviert und wird wegen Änderungen der System- bzw. Belastungsdaten oder der Nachweisoptionen eine Neuberechnung erforderlich, ruft 4H-DACH das Programmmodul 4H-HKBA, Kehlbalkenanschlüsse, automatisch im Hintergrund auf.
4H-HKBA liefert den maximalen Ausnutzungsgrad zurück, der unter Register Ergebnisse Unterpunkt Zusammenfassung der Nachweisergebnisse angezeigt wird. Beispiel:
Die Anschlusseigenschaften müssen folglich i.d.R. nur einmal im 4H-HKBA-Modul eingegeben werden.
Wurden massive Änderungen in den System- oder Lasteigenschaften vorgenommen, kann es vorkommen, dass der Anschlussnachweis aus rein konstruktiven Gründen von 4H-HKBA nicht geführt werden kann.
In diesem Falle erscheint beispielhaft folgende Darstellung
Führen Sie in diesem Falle den Mauszeiger (wie oben dargestellt) über den Button Eingriff erforderlich, um den
Grund für den Missstand zu erfahren.
Klicken Sie auf den Button, um das 4H-HKBA-Fenster zu öffnen und den Missstand zu beseitigen.
Anmerkungen
ist ein Kehlbalkenanschluss aktiviert, wird die von 4H-HKBA erzeugte Druckliste an die Druckliste von
4H-DACH angehängt.
wird im 4H-HKBA-Modul die Anschlussart Zangen gewählt, wird die Zangenbreite = Kehlbalkenbreite/2 gesetzt.
Hierbei wird davon ausgegangen, dass der Kehlbalken zweiteilig ausgeführt werden soll.
Da die Zangen nun sehr dünn werden können, ist dem Ausknicken der Zangen aus der Ebene durch konstruktive Maßnahmen zu begegnen.
4H-DACH führt keine Plausibilitätskontrollen durch.
Normalerweise sollten die Sparren aus anschlusstechnischen Gründen die gleiche Breite aufweisen.
Entsprechendes gilt für die Breite des Kehlbalkens beim Anschlusstyp Seitenhölzer. Hierauf ist ggf. zu achten.
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