Seite überarbeitet November 2023 Kontakt Programmübersicht Bestelltext Handbuch   Infos auf dieser Seite ... als pdf  Systembeschreibung globale Einstellungen .............. Stabeigenschaften ................. Lager und Gelenke ................. Belastung Begriffsdefinition .................... Linienbelastung ...................... Punktbelastung ...................... Berechnung Berechnungsverfahren ............ Holznachweise, spez. DIN ...... Holznachweise, allgemein ....... Holznachweise, spez. EC ....... Stahlnachweise ..................... Verbindungsmittel Ringdübel .............................. Stabdübel ............................. SPAX / ASSY ....................... Scheibendübel ....................... Schrauben ............................ Nägel / stiftförmige Verb. ........ Ausziehwiderstand .................

Für den Hauptträger müssen Geometrie- und Materialdaten eingegeben werden. Diese Daten gelten global für den gesamten Träger; d.h., der Hauptträger besteht einheitlich aus einem Material. Der Hauptträger kann bereichsweise in der Höhe geschwächt oder auch ganz ausgefallen (sofern seitliche Verstärkungen vorhanden sind) sein. Neben der Vorgabe der Norm und der Hauptträgerparameter werden in diesem Fenster die Einstellungen für die zu führenden Nachweise vorgenommen. Das Fenster enthält vier Register in denen die entsprechenden Parameter gesetzt werden. Register 1 - Norm / Globale Werte Über die Optionsknöpfe wird festgelegt, ob Berechnung und Bemessung nach Eurocode oder DIN 1052:2008 erfolgen. Über das Flaggensymbol wird zum Eurocode zusätzlich das nationale Anwendungsdokument bestimmt. Zum Lieferumfang gehört das deutsche NAD; weitere Anwendungsdokumente können benutzerseits eingerichtet werden. Gemäß /16/, 2.3.1.3, müssen Holzbauwerke wegen der physikalischen Eigenschaften der Holzbaustoffe bestimmten Nutzungsklassen, die die klimatischen Verhältnisse der Umgebung des Bauwerks während der Nutzungsdauer wiedergeben, zugewiesen werden. Die Definition der Nutzungsklassen findet sich in /16/, 2.4.1(1). Eurocode Im Programm gelten die Materialsicherheitsbeiwerte gemäß /16/, 2.4.1(1) kmod-Werte gemäß /16/, 3.1.3, und Verformungsbeiwert kdef gemäß /16/, 3.1.4 empfohlenen Grenzwerte für Verformungen gemäß /16/, 7.2 DIN 1052:2008 Optional können durch Entfernen des Häkchens die Werte für die Materialsicherheitsbeiwerte verändert werden. Durch Entfernen des Häkchens können die Modifikationsbeiwerte verändert werden. Gleiches gilt für die empfohlenen Grenzwerte für Verformungen. Die Temperaturausdehnungskoeffizienten für Holz und Stahl sind mit sinnvollen Werten vorbelegt, können aber bei Bedarf vom Nutzer verändert werden. Register 2 - Hauptträger Hauptträgerbreite und -höhe werden in mm eingegeben. Ist der Querschnitt bereichsweise geschwächt oder ausgefallen, können bei der stabbezogenen Eingabe geringere Querschnittshöhen eingegeben werden. Register 3 - Material / Nachweise Die im dritten Register angebotenen Einstellungen variieren geringfügig entsprechend der im R. 1 gewählten Norm. Materialkennwerte In den Listboxen werden Holzart und -güte gewählt. Zur Auswahl stehen Nadelholz Laubholz Brettschichtholz Die Materialkennwerte werden daraufhin automatisch gewählt. Durch Deaktivieren des Optionsschalters können die Werte verändert werden. Einwirkungen und Nachweise Der Einwirkungsbutton öffnet das Fenster zur Verwaltung der Einwirkungen und Lastfälle. Der Button zur Verwaltung der Nachweise ist standardmäßig deaktiviert, da die gewählten Nachweise mit den Standardextremierungsvorschriften vom Programm automatisch angelegt werden. Bei Bedarf können die Extremierungen jedoch manuell verändert werden. Hierzu ist der Optionsschalter auf benutzerdefiniert zu stellen. Daraufhin wird der Button zum Öffnen der Nachweisverwaltung aktiviert. Tragfähigkeitsnachweis Durch Aktivieren des Optionsschalters wird der Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit entspr. /16/, 6.2, geführt. Optional kann die Kippsicherheit durch Berücksichtigung des Beiwertes kcrit nach /16/, 6.3.3, nachgewiesen werden. Die Angaben zur Ermittlung des kcrit -Wertes sind bei den abschnittsbezogenen Eigenschaften vorzunehmen. Gebrauchstauglichkeitsnachweis Durch Aktivieren des entsprechenden Optionsschalters wird als Nachweis der Gebrauchstauglichkeit der Verformungsnachweis in der seltenen bzw. in der quasiständigen Bemessungssituation gemäß /16/, 7, geführt. Register 4 - Brandschutz Optional kann ein Brandschutznachweis nach DIN EN 1995 geführt werden. Der Nachweis kann nur für unverstärkte Träger geführt werden! Als Eingabedaten sind die Feuerwiderstandsdauer tf und die Abbrandtiefe d einzugeben. Die Abbrandtiefe kann durch Setzen des Optionsschalters automatisch vom Programm ermittelt werden. Über die Listbox wird gewählt, wie viele Seiten beflammt sind. Verstärkungen werden abschnittsweise am Hauptträger angeordnet. Ein solcher Abschnitt kann z.B. ein Trägerfeld oder auch ein Teilbereich davon sein. Bei der Zuordnung der Verstärkung ist wie folgt vorzugehen 1. Markieren des oder der zu verstärkenden Abschnitt/e mit dem Cursor. Das Markieren geschieht durch Anklicken des Stababschnitts im Eingabefenster oder durch Anklicken des Abschnitts im Objektbaum (linkes Teilfenster). 2. Aufruf der Abschnittseigenschaften durch Klicken des Werkzeug- und anschließend des Stababschnittsbuttons. Ein Doppelklick auf den Stababschnitt oder den Eintrag im Objektbaum öffnet ebenfalls das Eingabefenster zur Bearbeitung des Stabeigenschaften. Das Fenster enthält fünf Register zur Bearbeitung der stabbezogenen Parameter. Im linken Teilfenster werden der Stabquerschnitt und die ggf. vorhandenen Verstärkungen dargestellt. Register 1 - Abschnitt teilen Wurde nur ein einzelner Abschnitt markiert, enthält das erste Register Angaben, um den Abschnitt in weitere Teilabschnitte zu unterteilen bzw. um die Abschnittslänge zu editieren. Eingabe der Länge des markierten Abschnitts. Bei Wahl der Option regelmäßig wird der Abschnitt in gleich lange Abschnitte unterteilt. Mit den hier dargestellten Eingaben, würden drei Abschnitte mit einer Länge von je 0.83 m entstehen. Soll der Abschnitt nicht unterteilt werden, ist bei Zwischenpunkte eine Null einzugeben. Bei Wahl der Option unregelmäßig wird der Abschnitt in ungleich lange Abschnitte unterteilt. Es erscheint eine Tabelle, in der die Abschnittslängen eingegeben werden können. Mit den hier dargestellten Eingaben, würden drei Abschnitte mit einer Länge von 1.0 m, 0.5 m und 1.0 m entstehen. Mit der Option gemessen von kann angegeben werden, ob vom Anfangs- oder vom Endpunkt ausgehend gemessen wird. Enthält der Abschnitt bereits Verstärkungen, kann mit der folgenden Option angegeben werden, ob die Anzahl und Anordnung der bereits vorhandenen Verbindungsmittel erhalten bleibt und auf die neu entstehenden Abschnitte übertragen oder ob die bestehenden Verbindungsmittel auf jeden neu entstehenden Abschnitt kopiert und auf die neue Länge skaliert werden. Beispiel: Ausgangsabschnitt Option Dübelabstände beim Unterteilen anpassen: Option Dübelabstände beim Unterteilen kopieren und auf neue Länge skalieren: Wurden mehrere Abschnitte markiert, zeigt das 1. Register zur Information den Beginn und das Ende des gewählten Stabzuges. Eingaben können hier nicht vorgenommen werden. Register 2 - Verstärkung Im Normalfall läuft der Hauptträger über alle Abschnitte mit konstantem Querschnitt durch. Es besteht jedoch die Möglichkeit geschwächte oder ganz ausgefallene Bereiche zu definieren. Wird die Option geschwächt gewählt, kann eine abweichende HT-Querschnittshöhe für den Abschnitt gesetzt werden. Die Schwächung ist symmetrisch, d.h. der Querschnitt wird am oberen und am unteren Rand um das gleiche Maß reduziert. Sind Verstärkungen vorhanden, kann auch die Option ausgefallen gewählt werden. In diesem Falle werden die Schnittgrößen einzig über die Verstärkungen geleitet. Links- und rechtsseitig des Hauptträgers können unterschiedliche Verstärkungen gewählt werden. Die Verstärkungen werden in den jeweiligen Schwerpunkten mittig an den Hauptträger angeschlossen. Es stehen standardisierte U- und L-Profile aus Stahl sowie Stahlbleche und Holzrechteckquerschnitte zur Auswahl. Register 3 - Verbindungsmittel Im dritten Register wird das für den aktuellen Abschnitt zu verwendende Verbindungsmittel für die Verstärkung ausgewählt. Zur Verfügung stehen Ringdübel A1 Scheibendübel B1, C1, C2, C5, C10 und C11 Bolzen (optional als Passbolzen und/oder Gewindestange) Nägel Klammern SPAX Senkkopf Teilgewinde SPAX Tellerkopf Teilgewinde SPAX Senkkopf Vollgewinde ASSY-plus VG Zylinderkopf ASSY-plus VG Senkfrästaschenkopf Stabdübel glattschaftige Nägel Sondernägel Wird auf der einen Trägerseite ein Stahl- und auf der anderen ein Holzprofil gewählt, wählt das Programm automatisch für die entsprechende Seite den passenden Dübeltyp (z.B. Scheibendübel B1 für die Stahl- und Ringdübel A1 für die Holzverstärkung). Die Bolzentragkraft kann gemäß /16/, 8.2.2, durch Berücksichtigung des "Einhängeeffekts" erhöht werden. Ist eine der Verstärkungen aus Holz, wird i.d.R. die Querdruckpressung unter der Unterlegscheibe maßgebend. Daher ist der Unterlegscheibendurchmesser anzugeben. Die Option automatisch wählt einen zum Bolzendurchmesser passenden Scheibendurchmesser. Es ist möglich, mehrere Verbindungsmittel übereinander anzuordnen. Die Anzahl wird mit den Optionsknöpfen 1-Reihig bis 8-Reihig gewählt. Der Abstand a2 in vertikaler Richtung kann vorgegeben oder der zulässige Minimalwert über den Optionsknopf neben dem Eingabefeld gewählt werden. Bei Verwendung von Nägeln oder Schrauben kann bei beidseitigen Verstärkungen zudem gewählt werden, ob die Verbindungsmittel von beiden Seiten oder wechselseitig angeordnet werden.   Im Kontrollfenster links neben den Registern erscheint der Stabquerschnitt mit den Verstärkungen und den Verbindungsmitteln. In der Tabelle darunter werden die charakteristische Dübeltragfähigkeit Rk sowie die einzuhaltenden Mindestabständen a1 (Dübelabstand in Faserrichtung) und a4,t (Dübelabstand senkrecht zur Faser vom beanspruchten Rand) ausgegeben. Diese Daten dienen als Anhaltswerte zur Konstruktion. Register 4 - Abstände Im Register Dübelabstände wird die Anordnung der Dübel definiert. Grundsätzlich sind drei unterschiedliche Muster möglich äquidistant gruppiert frei Unter den Optionsbuttons wird der Träger mit der gewählten Dübelanordnung dargestellt. äquidistant Bei Wahl der Option Äquidistant verteilen werden der Abstand des ersten oder letzten Verbindungsmittels vom Trägeranfang bzw. -ende sowie die Anzahl der Dübel und der Abstand untereinander gewählt. Ist die gewählte Anzahl zu groß, werden die Dübel, die nicht mehr Platz finden, "abgeschnitten". Die und - Buttons funktionieren als Wechselschalter, so dass wahlweise der Abstand des ersten oder letzten Dübels vom Abschnittsanfang oder -ende eingegeben werden kann. gruppiert Bei Wahl der Option Gruppiert werden Verbindungsmittelgruppen an den Rändern des Abschnitts gebildet. Es werden der Abstand der Dübel von den Abschnittsenden, der Abstand untereinander und die Anzahl der Verbindungsmittel eingegeben. frei Bei Wahl der Option Frei kann die Anordnung der Dübel beliebig gewählt werden. Es erscheint eine Tabelle mit den Abständen. Register 5 - Nachweise Die Aktivierung der zu führenden Nachweise erfolgt unter den globalen Einstellungen. Alle Nachweisparameter, die nur für bestimmte Stababschnitte gelten, werden hier eingestellt. Der Kippbeiwert km nach /16/, Gl. 6.30 u. 6.34, kann nach Vorgabe der Ersatzstablänge lef vom Programm ermittelt werden. Alternativ kann der Wert durch Deaktivieren der Option direkt vorgegeben werden. Die Vergleichslänge zur Berechnung der zulässigen Durchbiegung kann direkt eingegeben oder automatisch vom Programm ermittelt werden. Bei automatischer Ermittlung wird als Vergleichslänge der Abstand der Vertikallager des betreffenden Abschnitts eingesetzt. Dies entspricht i.A. der Feldlänge. Bei aktivierter Kragarmoption wird die zulässige Verformung entspr. /16/, 7.2 (2), für Kragarme erhöht. Beim Durchlaufträger stehen zwei Freiheitsgrade zur Verfügung, die unabhängig voneinander gelagert werden können. Es handelt sich dabei um die Verschiebung in z-Richtung und die Verdrehung um die y-Achse. Ist der Träger verstärkt, können Lager unter dem Träger und/oder unter den Verstärkungen angeordnet werden. Das Fenster zur Eingabe der Lagerbedingungen wird durch einen Doppelklick auf den betreffenden Knoten im Haupteingabefenster geöffnet. oder Die Wahl der Lagerbedingung für Verschiebung und Verdrehung erfolgt über die Optionsschalter. Bei elastischer Lagerung wird das entsprechende Eingabefeld für die Federsteifigkeit freigeschaltet. bzw. Bei elastischer Lagerung muss die entsprechende Federsteifigkeit ermittelt und eingegeben werden. Senkfeder Bei Senkfedern kann die Federsteifigkeit aus der Dehnsteifigkeit der Lagerkonstruktion bzw. der Stütze unterhalb des Lagers berechnet werden. Es gilt: Drehfeder Die Steifigkeit von Drehfedern ist von der Biegesteifigkeit der entsprechenden Stütze abhängig. Bei der Steifigkeitsberechnung muss zwischen Stützen mit Fußeinspannung und solchen mit gelenkigem Anschluss unterschieden werden. Bei einer Stütze mit Fußeinspannung errechnet sich die Federsteifigkeit zu und bei gelenkiger Lagerung zu gelagertes Bauteil Mit den Optionsschaltern wird festgelegt, welche Trägerteile gelagert werden. Wenn z.B. ein Träger im Bereich des Stützmomentes verstärkt wird, kann die Verstärkung durchaus eine geringere Höhe aufweisen als der Hauptträger und damit nicht aufgelagert sein. In einem solchen Fall ist die entsprechende Lagerbedingung für die Verstärkungen ggf. zu lösen. Gelenk Gelenke werden durch Setzen des Häkchens aktiviert. Gelenkbedingungen sind nur im Hauptträger möglich. Über die %-Angabe kann eine Gelenkfeder gesetzt werden. 0% entspricht einem Vollgelenk. Das Löschen des gesamten Lagers erfolgt durch einen Klick auf den Mülleimerbutton.

Weiterführende Informationen s. pcae-Nachweiskonzept. Lastbild Ein Lastbild (LB) ist entweder eine Linienlast oder eine Einzellast. Die Eigenschaften eines Lastbildes sind durch seine geometrische Lage, seine Lastordinaten und seine Zuordnung zu Lastfall und Einwirkung gegeben. Ein Lastbild ist ein auswählbares Objekt im Konstruktionsfenster. Lastfall Ein Lastfall (LF) ist immer eindeutig einer Einwirkung zugeordnet. Er kann beliebig viele Lastbilder aufnehmen. Die Lastbilder eines Lastfalles wirken immer gemeinsam. Ein Lastfall ist daher die kleinste auswählbare Einheit bei der Ergebnisdarstellung. Die Rechenergebnisse (Verformungen und Schnittgrößen) eines einzelnen Lastbildes können folglich nur dann betrachtet werden, wenn dem Lastfall keine weiteren Lastbilder zugeordnet sind. Eine Differenzierung zwischen den Ergebnisanteilen unterschiedlicher Lastbilder innerhalb eines Lastfalls kann auch bei der Extremwertbildung nicht mehr vorgenommen werden. Neben der Lastfallnummer und der Lastfallbezeichnung ist der Lastfalltyp die wesentliche Eigenschaft eines Lastfalls. Der Lastfalltyp legt fest, ob die Schnittgrößen und Verformungen des Lastfalls additiv oder gruppenweise alternativ zu überlagern sind. Eine additive Überlagerung besagt, dass die Verformungen und Schnittgrößen eines Lastfalles bei der Extremwertbildung dann berücksichtigt werden, wenn sie ungünstig wirken. Weist der Lastfalltyp die Zuordnung zu einer alternativen Gruppe aus, so wird bei der Extremwertbildung nur der Lastfall berücksichtigt, der sich am betrachteten Punkt am ungünstigsten von allen Lastfällen dieser Gruppe herausstellt. Speziell bei den pcae-Durchlaufträgern gibt es zusätzlich den Lastfalltyp aufteilen. Dieser nur für Verkehrslasten relevante Typ versteht sich als Eingabehilfe. Ein über den gesamten Träger definiertes Streckenlastbild kann hierdurch mehreren Lastfällen gleichzeitig zugeordnet werden; und zwar für jeden Trägerabschnitt jeweils einem (Unter)-Lastfall. Was zunächst wie ein Widerspruch zum Vorangesagten aussieht, erweist sich hier als bequeme Eingabe. Würde diese Möglichkeit nicht bestehen, müssten (bei einem n-Feldträger) n Streckenlasten definiert und n verschiedenen Lastfällen zugeordnet werden, um sicherzustellen, dass eine feldweise korrekte Überlagerung durchgeführt wird. Lastfälle vom Typ aufteilen werden im Konstruktionsfenster mit einem # gekennzeichnet und tun damit kund, dass es sich im Grunde genommen um eine Gruppe additiver Lastfälle handelt. Einwirkung Eine Einwirkung kann beliebig viele Lastfälle enthalten. Neben der Einwirkungsnummer und der Einwirkungsbezeichnung ist der Einwirkungstyp die wesentliche Eigenschaft einer Einwirkung. Er legt fest, ob die der Einwirkung zugeordneten Lastfälle ständige Lasten (wie etwa Eigengewicht) oder veränderliche Lasten (Verkehrslasten) enthalten. Die Ergebnisse einer Einwirkung (es sind dies die extremalen Schnittgrößen und Verformungen der zur Einwirkung gehörenden Lastfälle) können im Ergebnisfenster eingesehen werden. Die Lastbilder derselben Einwirkung werden im Konstruktionsfenster in einem eigenen Rahmen dargestellt. Lastbilder, Lastfälle und Einwirkungen in der hier vorgestellten Form stellen gemeinsam ein Ordnungsprinzip dar, das auch den neuen Normen (wie etwa der DIN 1045-1), die in starker Anlehnung an Eurocode entwickelt wurden, gerecht wird. Der Anwender von 4H-DULAH sollte das Ordnungsprinzip nutzen, um das vorliegende Problem möglichst übersichtlich darzustellen. Weitere Informationen zum Thema finden Sie im Handbuch das pcae-Nachweiskonzept. An dieser Stelle können streckenweise Belastungen in Form von Linienlasten verschiedener Lastgeometrien, Eigengewichts- oder Temperaturlasten erzeugt werden. Die Lasten können an beliebiger Stelle auf dem Durchlaufträger angeordnet sein und werden bezüglich zweier Ankerpunkte definiert und verwaltet. Es ist zu beachten, dass es sich bei den eingegebenen Lasten immer um Vertikallasten handelt! Horizontallasten können nicht verarbeitet werden. Das Fenster zur Eingabe der Linienlasten wird wie folgt geöffnet Stab oder Stabzug markieren Button klicken Button klicken Ist bereits eine Linienlast vorhanden, kann das Eingabefenster auch durch einen Doppelklick auf die Last im Haupteingabefenster geöffnet werden. Als Lastarten können Temperatur-, Eigengewichts- oder Linienlast gewählt werden. Über die Lastgeometrie-Listbox können verschiedene Lastfiguren gewählt werden. Die Anker legen Anfangs- und Endpunkt der Lastausdehnung fest. Bei trapezförmigen Lasten müssen die Lastordinaten am Anfang und am Ende eingegeben werden. Bei linearen Lastverläufen wird nur eine Ordinate erwartet. Im Falle einer Eigengewichtslast wird die Materialwichte γ und bei einer Temperaturlast die Temperaturänderung in °K eingegeben. Die Zuordnung zum Lastfall erfolgt über eine Listbox. Ein Klick auf den Einwirkungsbutton öffnet die Einwirkungs- und Lastfallverwaltung. Der Lastangriff kann auf dem Hauptträger oder auf einer der Verstärkungen liegen. eine Last kann durch einen Klick auf den Mülleimer gelöscht werden Es kann entweder eine punktförmige Einzellast (Kraft oder Biegemoment) oder eine Lagerzwangsverformung erzeugt werden. Die Einzellast kann an beliebiger Stelle auf dem Durchlaufträger angeordnet sein. Die Zwangsverformung ist stets einem Lager zuzuordnen. Weiterhin kann angegeben werden, ob die Last auf dem Hauptträger oder der Verstärkung angreift. Es ist zu beachten, dass es sich bei den eingegebenen Lasten immer um Vertikallasten handelt; Horizontallasten können nicht verarbeitet werden! Das Fenster zur Eingabe der Punktlasten wird wie folgt geöffnet: Stabpunkt markieren Button klicken Button klicken Als Lastart kann eine Einzellast- oder Lagerzwangsverformung (Drehung oder Verschiebung) gewählt werden. Der Anker und der Abstand a vom Anker legen den Lastangriffspunkt fest. Als Last kann eine Vertikallast F und/oder ein Moment M eingegeben werden. Im Falle einer Zwangsverformung werden Verschiebung Δw in z-Richtung und/oder eine Verdrehung Δφ eingegeben. Die Zuordnung zum Lastfall erfolgt über eine Listbox. Ein Klick auf den Einwirkungsbutton öffnet die Einwirkungs- und Lastfallverwaltung. eine Last kann durch einen Klick auf den Mülleimer gelöscht werden

Allgemeines Das Rechenverfahren zur Untersuchung des verstärkten Holzträgers simuliert den Träger und die Verstärkungen durch mehrere nebeneinander liegende Einzelträger, die durch Federelemente (Dübel) miteinander gekoppelt sind. Bei einem beidseitig verstärkten Träger gibt es im Bereich der Verstärkung drei parallele Träger, die über die Dübel miteinander gekoppelt sind. Für die Steifigkeit der Federelemente werden hier die entsprechenden Verschiebungsmoduln nach /16/, 7.1, eingesetzt. Verstärkte Holzträger werden häufig nach einem vereinfachten Verfahren berechnet. Grundlage dieses Rechenverfahrens ist die Annahme, dass die Verformung des Holzbalkens gleich der Verformung der Verstärkung ist. Mit Hilfe dieser Annahme können die vorhandene Belastung und die Schnittgrößen anteilig auf den Holzbalken und auf die Verstärkung aufgeteilt werden. Bei einem beidseitig durch Stahlträger verstärkten und mit einer Streckenlast q belasteten Holzbalken z.B. kann dann der Lastanteil qs, der auf die Stahlträger übertragen wird, mit Hilfe der Gleichung berechnet werden. Mit Hilfe der Last- und Schnittgrößenanteile kann dann der Spannungsnachweis für das eingegebene Biegemoment und der Schubspannungsnachweis für die Querkraft geführt werden. Schließlich ergibt sich die erforderliche Dübelanzahl aufgrund des Lastanteils qs. Bei dem beschriebenen Rechenverfahren wird vorausgesetzt, dass die Stahlträger über die gesamte Trägerlänge durchlaufen und an den Trägerenden aufgelagert werden. Weiterhin muss eine annähernd gleichmäßige Lastverteilung vorliegen, damit die vereinfachte Berechnung der Dübelkräfte korrekte Ergebnisse liefert. Da diese Voraussetzungen in der Praxis i.d.R. nicht vorliegen, ist die Anwendbarkeit des vereinfachten Verfahrens stark eingeschränkt. Im vorliegenden Programm Verstärkter Holzträger wird ein Rechenverfahren eingesetzt, das auf beliebige Träger und Verstärkungen anwendbar ist. Die Verstärkungen können einseitig oder beidseitig angebracht werden. Als Verstärkung sind sowohl Holzbalken als auch Winkelprofile und U-Profile möglich. Weiterhin können Träger und Verstärkung getrennt voneinander gelagert und belastet werden. Wenn die Last auf der Verstärkung eingetragen wird, entsteht ein zusätzliches Torsionsmoment, das vom Hauptträger aufgenommen werden muss. Die Lasten sollten also möglichst zentrisch in den Hauptträger eingeleitet werden. Es ist zu beachten, dass der Nachweis der Schubspannungen infolge eines Torsionsmomentes vom Programm nicht durchgeführt wird! Weiterhin ist zu beachten, dass auch Horizontallasten nicht berücksichtigt werden können! das Rechenverfahren Das Rechenverfahren zur Untersuchung des verstärkten Holzträgers simuliert den Träger und die Verstärkungen durch mehrere nebeneinander liegende Einzelträger, die durch Federelemente (Verbindungsmittel) miteinander gekoppelt sind. Z.B. gibt es dann bei einem beidseitig verstärkten Träger im Bereich der Verstärkung drei parallele Träger, die über die Verbindungsmittel miteinander gekoppelt sind. Für die Steifigkeit der Federelemente werden hier die entsprechenden Verschiebungsmoduln nach /16/, 7.1, eingesetzt. Werden mehrere Verbindungsmittel übereinander angeordnet, so ergibt sich als Ersatzfeder eine Kraft- und zusätzlich eine Momentenfeder. Bei einreihiger Anordnung resultiert lediglich eine Kraftfeder. Jeder dieser Träger kann in einzelnen Punkten getrennt gelagert oder belastet sein. Die Verstärkung kann von Lager zu Lager durchgehen oder auch im Feld enden. In diesem Fall spricht man von einer schwimmenden Verstärkung. Die Kraft- und Verformungsgrößen werden nun für das gekoppelte System berechnet. Damit erhält der Anwender eine genaue Übersicht über den Verlauf der Durchbiegungen sowie der Biegemomente und der Querkräfte im Hauptträger und in den Verstärkungen. Weiterhin wird für jeden Dübel der auf ihn entfallende Kraftanteil ermittelt. Die obige Abbildung zeigt neben der Systemdarstellung beispielhaft den Verlauf der Querkräfte für die Verstärkung und die Größe der zugehörigen Verbindungsmittelkräfte. Auf diese Weise können alle Schnittgrößen und Verformungen für die einzelnen Trägeranteile dargestellt werden. Neben der grafischen Ausgabe ist auch eine tabellarische Ergebnisdarstellung verfügbar. hier Informationen zu Allgemeines Nachweise nach DIN 1052:2008-12 Tragfähigkeitsnachweis (Th. I. Ord.) Gebrauchstauglichkeitsnachweis in der seltenen Bemessungssituation Gebrauchstauglichkeitsnachweis in der quasiständigen Bemessungssituation Brandschutznachweis für Holzbauten Nachweise nach EN 1995-1-1 und EN 1995-1-2 (EC 5) Tragfähigkeitsnachweis (Th. I. Ord.) Gebrauchstauglichkeitsnachweis Brandschutznachweis für Holzbauten Allgemeines Im Folgenden werden die Tragfähigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise für Holztragwerke n. EC 5, DIN 1052:2008-12 sowie der Brandschutznachweis für Holzbauten n. DIN 4102-22:2004 und ihre Implementierung in 4H-DULAH beschrieben. Mit der Norm wurden auch neue Materialbezeichnungen eingeführt. In den pcae-Programmen wird unterschieden in Nadelholz C14, C16 (S7), C18, C20, C22, C24 (S10), C27, C30 (S13), C35, C40, C45, C50 Laubholz D30, D35, D40, D50, D60, D70 und nur für EC 5 D18 und D24 Brettschichtholz GL24h (BS11), GL28h (BS14), GL32h (BS16), GL36h (BS18), (homogen) GL24c (BS11), GL28c (BS14), GL32c (BS16), GL36c (BS18), (kombiniert) Um einen der nachfolgend beschriebenen Nachweise führen zu können, muss dem Hauptträger eines der o. a. Materialien zugeordnet werden. DIN 1052:2008-12 setzt grundsätzlich eine Schnittgrößenermittlung n. DIN 1055-100 voraus. Beim Tragfähigkeitsnachweis in der ständigen und vorübergehenden Bemessungssituation sowie bei den Gebrauchstauglichkeitsnachweisen ergeben sich zusätzliche zu berücksichtigende Eigenarten. Hierauf wird bei der Beschreibung der einzelnen Nachweise eingegangen. In Eurocode 5 wurden mit D18 und D24 zwei weitere Laubholzklassen eingeführt. Nutzungsklassen Bauwerke müssen einer Nutzungsklasse zugeordnet werden. Nutzungsklasse 1 ist gekennzeichnet durch eine Holzfeuchte, die einer Temperatur von 20 °C und einer relativen Luftfeuchte der umgebenden Luft entspricht, die nur für einige Wochen pro Jahr einen Wert von 65 % übersteigt, z.B. in allseitig geschlossenen und beheizten Bauwerken. Nutzungsklasse 2 ist gekennzeichnet durch eine Holzfeuchte, die einer Temperatur von 20 °C und einer relativen Luftfeuchte der umgebenden Luft entspricht, die nur für einige Wochen pro Jahr einen Wert von 85 % übersteigt, z.B. bei überdachten offenen Bauwerken. Nutzungsklasse 3 erfasst Klimabedingungen, die zu höheren Holzfeuchten führen als in Nutzungsklasse 2 angegeben, z.B. für Konstruktionen, die der Witterung ausgesetzt sind. Die Nutzungsklasse des Bauteils wird im Eigenschaftsblatt Globale Einstellungen, Reg. Norm/Globale Werte festgelegt. Die Festlegungen bzgl. der Nutzungsklasse eines Bauwerks gelten auch für die Nachweise nach EC 5. Eurocode und die nationalen Anwendungsdokumente Eurocode ist eine europäische Norm, die in den Mitgliedsländern der EU durch ein jeweiliges nationales Anwendungsdokument (NAD) verbindlich eingeführt wird. Eurocode erlaubt den Mitgliedsländern in den NADs bestimmte Parameter, die in den Eurocodes als Empfehlungen ausgewiesen sind, verbindlich zu überschreiben (NDP: national determined parameters, national festzulegende Parameter). Darüber hinaus kann ein NAD ergänzende, nicht widersprechende Angaben zur Anwendung der Eurocodes enthalten (NCI: noncontradictory complementary information). pcae ermöglicht, statische Berechnungen für Bauwerke in allen Mitgliedsländern Europas zu erstellen. Die vollständige Einführung von Eurocode bietet hierzu eine hervorragende Chance. Allein die nationalen Anwendungsdokumente der teilnehmenden Staaten müssen in die Software eingepflegt werden. pcae bietet hierzu ein Werkzeug an, das von allen Programmen, die Eurocodenachweise anbieten, aufgerufen werden kann und die NADs unterschiedlicher europäischer Mitgliedsländer verwaltet. Das Modul wird durch Anklicken des Flaggensymbols im Register Norm/Globale Werte und im Eigenschaftsblatt zur Auswahl der Nationalen Anwendungsdokumente gestartet. Das nachfolgend darstellte Fenster erscheint. Im linken Fenster sind die einzelnen definierten NADs aufgelistet. Hier befinden sich mindestens zwei Objekte: Zum einen die EC-Standardparameter, die die Eurocode-Empfehlungen enthalten, sowie das nationale Anwendungsdokument Deutschland. Diese beiden Objekte werden von pcae mitgeliefert und sind nicht editierbar. Über die Schalttafeln im Kopf des Eigenschaftsblatts können neue NADs erzeugt sowie ausgewählte NADs kopiert, umbenannt oder gelöscht werden. Auf der rechten Seite werden in dem registergesteuerten Fenster die Parameter des aktuell ausgewählten NADs zur Einsicht bzw. zur Bearbeitung angeboten. Sind hier Änderungen vorgenommen worden, sollten diese ggf. schreibtischglobal durch Anklicken des Diskettensymbols gesichert werden. Das Eigenschaftsblatt hat für das grafische Eingabemodul auch einen reinen Auswahlcharakter; nach Verlassen des Eigenschaftsblatts über den grünen Haken wird das aktuell ausgewählte NAD dem zu berechnenden Bauteil zugeordnet. Nachfolgend geführte Nachweise werden dann mit den hierdurch festgelegten Parametern geführt. Da dies von Relevanz für Ergebnisse des Rechenlaufs sein kann, erscheint eine entsprechende Meldung auf dem Sichtgerät. Das Eigenschaftsblatt weist i.d.R. nur eine für das Programm relevante Untermenge der möglichen Parameter aus. Ihre Bedeutungen werden, so sie nicht selbsterklärend sind, bei der Beschreibung des Nachweises erklärt, bei dem sie zur Anwendung kommen. Tragfähigkeitsnachweis (Theorie I. Ordnung) Kurzbezeichnung: DIN 1052:2008 Tragfähigkeit (Th. I. Ord.) Zusatzbezeichnung: Tragfähigkeit nach DIN 1052:2008 10.2.11 und 10.3 Nachweisobjekte: Stabträger aus Holz Kombinationsregel: DIN 1055-100 Überlagerungsvorschrift: Extremalbildungsvorschriften und Lastkollektive Interne Nummer: 121 Optionale Einstellungen: keine Bei diesem Nachweis werden die vorhandenen Spannungen den zulässigen Größen gegenübergestellt. Der Ausnutzungsgrad, der überall ≤ 1.0 sein muss, um den Nachweis als erbracht anzusehen, ergibt sich direkt. Nachweis für Stäbe mit Biegung entspr. DIN 1052:2008-12, Abs. 10.2.6 Nachweis für Stäbe mit Biegung n. DIN 1052:2008-12, Abs. 10.3.3 (Ersatzstabverfahren)   Nachweis für Stäbe mit Querkraft n. DIN 1052:2008-12, Abs. 10.2.9   σm,y,d Normalspannung aus Moment um y-Achse τz,d Schubspannung aus Querkraft in z-Richtung berechnet aus den nach DIN 1055-100 faktorisierten Bemessungsschnittgrößen. Sonderheiten der Lastfallüberlagerung Der Modifikationsbeiwert kmod ist abhängig von der Nutzungsklasse des Bauwerks und der Art der beteiligten Einwirkungen, die zu den extremalen Schnittgrößen führen. Hierbei ist die Zuordnung der Einwirkung zur Klasse der Lasteinwirkungsdauer maßgebend. Modifikationsbeiwerte in Abhängigkeit der Klassen der Lasteinwirkungsdauer (KLED): Klasse der Lasteinwirkungsdauer Nutzungsklasse 1 2 3 ständig länger als 10 Jahre 0.60 0.60 0.50 lang 6 Monate bis 10 Jahre 0.70 0.70 0.55 mittel 1 Woche bis 6 Monate 0.80 0.80 0.65 kurz kürzer als eine Woche 0.90 0.90 0.70 sehr kurz kürzer als 1 Minute 1.10 1.00 0.90 Die hier angegebenen Werte gelten für die in pcae-Programmen vorhandenen Vollholz- und Brettschichtholzgüten. DIN 1055:2008-12 "Der Einfluss der Nutzungsklasse und der Klasse der Lasteinwirkungsdauer auf die Festigkeitseigenschaften werden" ... "durch den Modifikationsbeiwert berücksichtigt. Bei Lastkombinationen aus Einwirkungen, die zu verschiedenen Klassen der Lasteinwirkungsdauer gehören, gilt die Einwirkung mit der kürzesten Dauer als maßgebend." : ... "dabei sind sämtliche Lastfallkombinationen zu überprüfen" ... "Der Einfluss des Modifikationsbeiwertes auf den Bemessungswert der Festigkeitseigenschaft kann bewirken, dass eine Einwirkungskombination maßgebend ist, die nicht den maximalen Bemessungswert der zugehörigen Beanspruchung liefert." Es kann (und wird) folglich durchaus passieren, dass allein das Eigengewicht (ständige Lasten) den maßgeblichen Bemessungsfall darstellt, da diesem der kleinste kmod-Wert zugeordnet ist. Beispiel Die Lastfallüberlagerung ist am besten an einem Beispiel zu erläutern. Gegeben sei ein Bauwerk der Nutzungsklasse 1 mit den Einwirkungen 1: Eigengewicht Typ = ständige Lasten KLED = ständig kmod = 0.60 2: Verkehr Typ = veränderliche Lasten KLED = mittel kmod = 0.80 3: Wind Typ = veränderliche Lasten KLED = kurz kmod = 0.90 4: Schnee Typ = veränderliche Lasten KLED = kurz kmod = 0.90 Bei Einrichten des hier zu beschreibenden Tragfähigkeitsnachweises wird automatisch eine Extremalbildungsvorschrift vom Typ standard erzeugt, die den Normalfall der ständigen und vorübergehenden Bemessungssituation berücksichtigt. Die Extremalbildungsvorschrift sortiert zunächst die ihr zugeordneten Einwirkungen in Abhängigkeit der Größenordnung ihrer kmod-Werte. Nun werden Gruppen gebildet die erste Gruppe besteht allein aus der Einwirkung Eigengewicht, da dieser Einwirkung der kleinste kmod-Wert (0.60 zugeordnet ist die zweite Gruppe wird von den Einwirkungen Eigengewicht und Verkehr gebildet die Extremalen dieser beiden Einwirkungen sind mit kmod = 0.80 nachzuweisen in der dritten Gruppe kommen die Einwirkungen Wind und Schnee hinzu. Dieser Gruppe ist der kmod-Wert 0.90 zugeordnet. In den ständigen und vorübergehenden Bemessungssituationen wird jede Gruppe für sich extremiert und mit dem ihr zugeordneten kmod-Wert nachgewiesen. Die Festlegung, welche Klasse der Lasteinwirkungsdauer einer Einwirkung zuzuordnen ist, legt der Benutzer im Eigenschaftsblatt zur Verwaltung der Einwirkungen fest. Entscheidungshilfen bietet die Norm in DIN 1052:2008-12 Tab. 4. Nachweis der Gebrauchstauglichkeit in der seltenen Bemessungssituation Kurzbezeichnung: DIN 1052:2008 Verformungen (selten) Zusatzbezeichnung: Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1052:2008 9 (seltene BS) Nachweisobjekte: Stabträger aus Holz Kombinationsregel: DIN 1055-100 (seltene Kombination) Überlagerungsvorschrift: Extremalbildungsvorschriften Interne Nummer: 122 Optionale Einstellungen: keine Der Nachweis beschränkt sich auf Eingrenzung der Verformungen im Vergleich zu den empfohlenen Grenzwerten. Mit diesem Nachweis sollen Schäden an Trennwänden, Installationen, Verkleidungen oder dergleichen vermieden werden. Aus diesem Grunde spielen die Verformungen aus veränderlichen Lasten eine übergeordnete Rolle. Die beiden nachfolgend dargestellten Teilnachweise sind zu erbringen. Der Kriecheinfluss ist n. DIN 1052:2008-12, Absatz 8.3, (zeitabhängige Verformungen) wie folgt zu berücksichtigen. Sonderheiten der Lastfallüberlagerung Der Wert für (Teilnachweis A) kann direkt mit der Extremalbildungsvorschrift für Gebrauchstauglichkeitsnachweise in der seltenen Kombination gewonnen werden, wenn die Faktoren der ständigen Einwirkungen zu 0 gesetzt werden. Es gilt Für Teilnachweis B erfolgt zunächst eine Umformung Die ständigen Lasten können folglich direkt mit kdef multipliziert werden. Bei den veränderlichen Lasten wird wie oben beschrieben zwischen führenden und nicht führenden Einwirkungen unterschieden. Es ergibt sich Nachweis der Gebrauchstauglichkeit in der quasiständigen Bemessungssituation Kurzbezeichnung: DIN 1052:2008 Verformungen (quasiständig) Zusatzbezeichnung: Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1052:2008 9 (quasiständige BS) Nachweisobjekte: Stabträger aus Holz Kombinationsregel: DIN 1055-100 (quasiständige Kombination) Überlagerungsvorschrift: Extremalbildungsvorschriften Interne Nummer: 123 Optionale Einstellungen: keine Der Nachweis beschränkt sich auf Eingrenzung der Verformungen im Vergleich zu den empfohlenen Grenzwerten. Mit diesem Nachweis sollen die allgemeine Benutzbarkeit und das Erscheinungsbild gewährleistet werden. In der quasiständigen Bemessungssituation gilt: Sonderheiten der Lastfallüberlagerung Um den Kriecheinfluss bei der quasiständigen Bemessungssituation zu berücksichtigen, müssen die Teilsicherheitsbeiwerte nur mit dem Wert (1+ kdef) multipliziert werden. Brandschutznachweis fü Holzbauten Kurzbezeichnung: DIN 4102-22:2004-11 Brandschutz Zusatzbezeichnung: Brandschutznachweis nach DIN 4102-22:2004-11 5.5.2.1.a oder b Nachweisobjekte: Stabträger aus Holz Kombinationsregel: DIN 1055-100 (außergewöhnliche Bemessungssituation) Überlagerungsvorschrift: Extremalbildungsvorschriften und Lastkollektive Interne Nummer: 124 Mit dem Brandschutznachweis soll sichergestellt werden, dass das Tragwerk auch im Brandfalle eine gewisse vorgebbare Zeit tragfähig bleibt, um Personen im Gebäude eine geregelte Räumung zu ermöglichen. der Brandschutznachweis wird nur für den Hauptträger geführt. DIN 4102-22:2004-11 stellt zwei unterschiedliche Verfahren vor. genaueres Verfahren n. DIN 4102-22:2004-11, 5.5.2.1b Nachgewiesen wird hierbei der (nach Abbrand) verbleibende Restquerschnitt mit reduzierten Festigkeitswerten auf Grund der erhöhten Temperatureinwirkung. vereinfachtes Verfahren n. DIN 4102-22:2004-11, 5.5.2.1a Auf die Reduzierung der Festigkeitswerte wird verzichtet. Dafür wird der ideelle Restquerschnitt nachgewiesen, der an den beflammten Seiten um 7 mm kleiner ist, als der verbleibende Restquerschnitt. Beide Verfahren sind in 4H-DULAH enthalten und können alternativ ausgewählt werden. Verfahren Beim Brandschutznachweis wird zwischen 3- und 4-seitiger Brandbeanspruchung unterschieden. Es wird davon ausgegangen, dass nach einer gewissen Branddauer ein tragfähiger Restquerschnitt verbleibt, der im Rahmen einer außergewöhnlichen Bemessungssituation nachgewiesen werden kann. Die Reduzierung des Ausgangsquerschnitts berechnet sich zu mit der Abbrandrate ßn in mm/min n. DIN 4102-22:2004-11, Tab.74, und der geforderten Feuerwiderstandsdauer tf in min Nach dieser Reduzierung ergibt sich der verbleibende Restquerschnitt wie nachfolgend am Beispiel eines dreiseitig brandbeanspruchten Rechteckquerschnitts dargestellt. Während beim genaueren Verfahren der verbleibende Restquerschnitt nachgewiesen wird, ist beim vereinfachten Verfahren der ideelle Querschnitt, der sich durch eine weitere Reduzierung um 7 mm ergibt, zu Grunde zu legen. Die für den Normalspannungsnachweis benötigten Festigkeitskennwerte auf Designebene (Bemessungswerte) ergeben sich beim Brandschutznachweis zu Beim vereinfachten Verfahren wird mit dem Modifikationsbeiwert kmod,fi = 1.0 gerechnet. Beim genaueren Verfahren gilt Hierin ist ur der Restquerschnittsumfang der beflammten Seiten in m und Ar die Fläche des verbleibenden Restquerschnitts in m2. Der formale Nachweis entspricht unter Anwendung dieser Eingangswerte dem allgemeinen Tragfähigkeitsnachweis für Normalspannungen. Im Folgenden werden die Formeln in vollständiger Form für Normalbeanspruchung und zweiachsige Biegung gezeigt; 4H-DULAH führt den einachsigen Nachweis ohne Normalbeanspruchung, so dass nur die mit Index y behafteten Terme angesetzt werden. Nachweis für Stäbe mit Biegung und Druck n. DIN 1052:2008-12, Abs. 10.3.3   Nachweis für Stäbe mit Biegung und Zug n. DIN 1052:2008-12, Abs. 10.3.4   Die Normalspannungen σc,0,d,fi, σm,y,d,fi, σm,z,d,fi und σt,0,d,fi sind hierbei beim genaueren Verfahren am verbleibenden Restquerschnitt und beim vereinfachten Verfahren am ideellen Querschnitt zu ermitteln. Beim Stabilitätsnachweis mit Hilfe des Ersatzstabverfahrens sind die Knickbeiwerte kc,y,fi und kc,z,fi sowie der Kippbeiwert km,fi grundsätzlich unter Verwendung des verbleibenden Restquerschnitts und einer Reduzierung der Festigkeits- und Steifigkeitsparameter zu ermitteln. Die Steifigkeitsparameter sind hierbei wie folgt zu reduzieren Der Modifikationsbeiwert ist hierin wie folgt anzunehmen Der Brandschutznachweis arbeitet nach dem hier beschriebenen Verfahren mit den „kalt“ berechneten Schnittgrößen. Umlagerungseffekte wegen unterschiedlicher Abbrandraten können hierdurch nicht berücksichtigt werden. Die Holzbaunachweise n. Eurocode 5 entsprechen denen der DIN 1052:2008-12 in hohem Maße. Aus diesem Grunde werden hier nur die Unterschiede beschrieben. Tragfähigkeitsnachweis (Theorie I. Ordnung) Kurzbezeichnung: EC 5 Tragfähigkeit (Th. I. Ord.) Zusatzbezeichnung: Tragfähigkeit nach DIN EN 1995 Nachweisobjekte: Stabträger aus Holz Kombinationsregel: Eurocode Überlagerungsvorschrift: Extremalbildungsvorschriften und Lastkollektive Interne Nummer: 221 Optionale Einstellungen: keine Der Nachweis entspricht bis auf die folgenden Anmerkungen dem Tragfähigkeitsnachweis n. DIN 1052:2008-12. Umbenennungen: kred (DIN 1052) heißt im EC 5 km; km (DIN 1052) heißt im EC 5 kcrit die charakteristischen Festigkeitswerte für Biegung und Zug dürfen u.U. mit dem Faktor kh erhöht werden für Rechteckquerschnitte aus Vollholz ist kh = (150/h)0.2, jedoch nicht größer als 1.3 für Rechteckquerschnitte aus Brettschichtholz ist kh = (600/h)0.1, jedoch nicht größer als 1.1 →  vgl. EN 1995-1-1, (3.1) und (3.2) es gelten die in EC 5 angegebenen kmod-Werte, die mit denen der DIN 1052 zunächst identisch sind Das deutsche Anwendungsdokument legt zusätzlich fest, dass der kmod-Wert bei Einwirkungen vom Typ Wind aus dem Mittelwert der Lasteinwirkungsdauern kurz und sehr kurz berechnet werden darf. Dies macht faktisch (programmintern) die Einrichtung einer neuen Klasse der Lasteinwirkungsdauer erforderlich. →  vgl. EN 1995-1-1, Tab. 3.1, sowie DIN EN 1995-1-1/NA, Tab. NA.1, Fußnote b es gelten die in EC 5 angegebenen Festigkeitswerte, die mit den Festigkeitswerten von DIN 1052 im Großen und Ganzen übereinstimmen. Augenfällig ist jedoch eine durchgängig höhere Schubfestigkeit. Dafür wird in EC 5 der Rissfaktor kcr für die Beanspruchbarkeit auf Schub eingeführt. Für Voll- und Brettschichtholz ist kcr = 0.67. kcr dient der Festlegung der effektiven (wirksamen) Breite bei der Berechnung der Schubspannungen nach der Formel bef = kcr·b mit b = tatsächliche Breite. Da bei der Ermittlung der Spannungen b linear eingeht (Dübelformel), entspricht dies einer künstlichen Erhöhung der gegebenen Bemessungswerte, die dann den erhöhten Schubfestigkeitswerten gegenübergestellt werden. →  vgl. EN 1995-1-1, (6.13a) Das deutsche nationale Anwendungsdokument widerspricht dieser Vorgehensweise für Nadel- und Brettschichtholz. Hierin wird der Parameter kcr so festgelegt, dass die Festigkeitswerte für Nadel- und Brettschichtholz durch kcr geteilt gerade die Festigkeitswerte der DIN 1052:2008-12 widerspiegeln. der im EC 5 empfohlene Materialsicherheitsbeiwert für Vollholz beträgt 1.3 - der für Brettschichtholz 1.25 →  vgl. EN 1995-1-1, Tab. 2.3 Das deutsche nationale Anwendungsdokument legt den Materialsicherheitsbeiwert für Vollholz wie auch für Brettschichtholz mit 1.3 fest. →  vgl. DIN EN 1995-1-1/NA, Tab. NA. 2 Gebrauchstauglichkeitsnachweis Kurzbezeichnung: EC 5 Verformungen Zusatzbezeichnung: Gebrauchstauglichkeit nach DIN EN 1995 Nachweisobjekte: Stabträger aus Holz Kombinationsregel: Eurocode / EC5-Spezial Überlagerungsvorschrift: Extremalbildungsvorschriften Interne Nummer: 222 Optionale Einstellungen: Auswahl Unternachweise Der Nachweis besteht aus drei Einzelnachweisen, die jeder für sich optional (de)aktiviert werden können. Allen Nachweisen gemeinsam ist, dass nachgewiesen werden muss, dass die unter bestimmten Lastkombinationen berechneten Verformungen bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. 1. Nachweis - winst winst ist die Verformung in der charakteristischen (in DIN 1055 selten genannten) Kombination ohne Kriecheinfluss 2. Nachweis - wfin = winst + wcreep   mit winst s.o. wcreep ist die Kriechverformung, die sich zusätzlich zur elastischen Anfangsverformung im Laufe der Zeit einstellt. Die Kriechverformung ist die mit kdef multiplizierte, in der quasiständigen Kombination ermittelte Verformung. Die Werte werden vom Programm durch Setzen von ψdom = 1 + ψ2· kdef und ψsub = ψ0 + ψ2·kdef ermittelt. 3. Nachweis - wnet,fin Lt. EN 1995-1-1 ist hier die im 2. Nachweis ermittelte Verformung wfin unter Berücksichtigung einer evtl. vorgegebenen Vorverformung nachzuweisen. Das deutsche NAD widerspricht dem in der 1. Änderung DIN EN 1995-1-1/NA/A1 (vom Febr. 2012). Demnach gilt: wnet,fin ist die Endverformung in der quasiständigen Kombination abzgl. einer evtl. vorgegebenen Vorverformung. Die Endverformung ermittelt sich aus der Anfangsverformung durch Multiplikation mit dem Faktor (1 + kdef). Die den einzelnen Nachweisen zugeordneten Grenzwerte sind in EN 1995-1-1 als Empfehlungen angegeben und vom NAD Deutschland als Empfehlung bestätigt. Sie können vom Benutzer jedoch (ggf. nach Absprache mit dem Bauherrn) geändert werden. Brandschutznachweis für Holzbauten Kurzbezeichnung: EC 5 Brandschutz Zusatzbezeichnung: Brandschutznachweis nach DIN EN 1995 Nachweisobjekte: Stabträger aus Holz Kombinationsregel: Eurocode Überlagerungsvorschrift: Extremalbildungsvorschriften und Lastkollektive Interne Nummer: 222 Optionale Einstellungen: Auswahl der Methode An dieser Stelle werden nur die minimalen Unterschiede zum Nachweis n. DIN 4102-22:2004-11 herausgestellt. die Nachweismethode mit reduziertem Querschnitt entspricht i.W. dem vereinfachten Nachweis n. DIN 4102-22, Abs.5.5.2 a). Die Nachweismethode mit reduzierten Eigenschaften entspricht i.W. dem genaueren Nachweis n. DIN 4102-22, Abs.5.5.2 b). bei der Nachweismethode mit reduziertem Querschnitt darf die Querschnittsreduzierung (bei DIN 4102-22: d0 = 7 mm = const.) bei kurzer Branddauer (< 20 min) zwischen 0 und 7 mm interpoliert werden. →  vgl. EN 1995-1-2, Abs. 4.2.2, Tab. 4.1 bei der Methode mit reduzierten Eigenschaften sind die Formeln zur Ermittlung der Modifikationsbeiwerte im Brandfall geringfügig geändert worden. Für die →  vgl. EN 1995-1-2, Abs. 4.2.3, (4.2) - (4.4) die o.a. kmod,fi-Werte gelten für eine Branddauer t ≥ 20 min Für t = 0 gilt: kmod,fi = 1.0. Für 0 < t < 20 min darf linear interpoliert werden. →  vgl. EN 1995-1-2, Abs. 4.2.3, Anwendungsregel (4) bei der Bestimmung des Bemessungswertes für den Schubmodul im Brandfall Gd,fi für Vollholz entfällt der Faktor 2/3 Nachweis DIN EN 1993 Der Tragsicherheitsnachweis der Stahlverstärkungen erfolgt nach dem Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch (E-E) (DIN EN 1993-1-1, Abschnitt 6.2.1(5))   Die Schnittgrößen (Beanspruchungen) werden hierbei auf Grundlage der Elastizitätstheorie bestimmt.   Nachweis DIN 18800 Der Tragsicherheitsnachweis der Stahlverstärkungen erfolgt nach dem Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch (E-E) (DIN 18800, El. 747)   Die Schnittgrößen (Beanspruchungen) werden hierbei auf Grundlage der Elastizitätstheorie bestimmt.

Ringdübel DIN EN 1995-1-1 Bemessungswert der Tragkraft wirksame Anzahl der in Faserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel (n>2) Ringdübel DIN 1052:2008 Bemessungswert der Tragkraft wirksame Anzahl der in Faserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel (n>2) Scheibendübel DIN EN 1995-1-1 Bemessungswert der Tragkraft wirksame Anzahl der in Faserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel (n>2) Scheibendübel DIN 1052:2008 Bemessungswert der Tragkraft wirksame Anzahl der in Faserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel (n>2) Stabdübel DIN EN 1995-1-1 vereinfachtes Rechenverfahren Bei Wahl des vereinfachten Rechenverfahrens nach DIN EN 1995-1-1/NA:2010-12, 8.6, errechnet sich der Bemessungswert der Tragkraft zu wirksame Anzahl der in Faserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel (n>2) Stabdübel DIN 1052:2008 vereinfachtes Rechenverfahren wirksame Anzahl der in Faserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel (n>2) Alternativ kann mit dem genaueren Verfahren nach Anhang G.2 gerechnet werden. Schrauben DIN EN 1995-1-1 NAD Bemessungswert der Tragkraft vereinfachtes Rechenverfahren Bei Wahl des vereinfachten Rechenverfahrens nach DIN EN 1995-1-1/NA:2010-12, 8.2, errechnet sich der Bemessungswert der Tragkraft zu: wirksame Anzahl der in Faserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel (n>2) charakteristische Tragfähigkeit genaueres Verfahren Bei Wahl des genaueren Verfahren nach /16/, 8.2.2, (s. auch /2/, E 12.6) berechnet sich die charakteristische Tragfähigkeit nach folgenden Gleichungen, von denen der kleinste Wert maßgebend ist. einschnittige Verbindungen zweischnittige Verbindungen Schrauben DIN 1052:2008 Bemessungswert der Tragkraft vereinfachtes Rechenverfahren Bei Wahl des vereinfachten Rechenverfahrens n. DIN 1052, 12.2.3, errechnet sich der Bemessungswert der Tragkraft zu wirksame Anzahl der in Faserrichtung hintereinander liegenden Verbindungsmittel (n>2) Alternativ kann mit dem genaueren Verfahren nach Anhang G.2 gerechnet werden. charakteristische Tragfähigkeit genaueres Verfahren Bei Wahl des genaueren Verfahren nach DIN 1052:2008-12, Anhang G.2 (s. auch Erl. DIN 1052:2008-12, E12.6), berechnet sich die charakteristische Tragfähigkeit nach folgenden Gleichungen, von denen der kleinste Wert maßgebend ist. einschnittige Verbindungen zweischnittige Verbindungen SPAX- und ASSY-Schrauben Die Berechnung von SPAX-Schrauben mit Teil- oder Vollgewinde erfolgt gemäß /9/, /10/, /11/ und /13/; Würth ASSY Vollgewindeschrauben und Selbstbohrende Schrauben entspr. /14/ und /15/. Nägel und stiftförmige Verbindungsmittel vereinfachtes Rechenverfahren DIN 1052 u. NAD Verbindungen von Bauteilen aus Holz und Holzwerkstoffen Stahlblech-Holz-Verbindungen Holz-Holz-Nagelverbindungen Alternativ kann mit dem genaueren Verfahren nach Anhang G.2 gerechnet werden. Nachweis mit stiftförmigen Verbindungsmittel DIN EN 1995-1-1 Für Verbindungen aus Holz berechnet sich die charakteristische Tragfähigkeit nach folgenden Gleichungen. Die Terme zur Berücksichtigung der Seilwirkung wurden weggelassen, da sie separat behandelt werden. Der kleinste Wert ist maßgebend. einschnittige Verbindungen zweischnittige Verbindungen Für zweischnittige Stahlblech-Holz-Verbindungen berechnet sich die charakteristische Tragfähigkeit nach folgenden Gleichungen; der kleinste Wert ist maßgebend. dünne Bleche dicke Bleche Bemessungsverfahren für stiftförmige Verbindungsmittel DIN EN 1995-1-1 Für Verbindungen aus Holz gemäß /2/, E 12.2.2(3), kann der Bemessungswert der Tragfähigkeit nach den Gleichungen /16/, 8.2.2, durch Einsetzen der Bemessungswerte My,d und fh,d direkt berechnet werden. Die Terme zur Berücksichtigung der Seilwirkung wurden weggelassen, da sie separat behandelt werden. Der kleinste Wert ist maßgebend. einschnittige Verbindungen zweischnittige Verbindungen Für zweischnittige Stahlblech-Holz-Verbindungen berechnet sich der Bemessungswert der Tragfähigkeit nach folgenden Gleichungen, von denen der kleinste Wert maßgebend ist. dünne Bleche dicke Bleche Genaueres Verfahren DIN 1052:2008 für den Nachweis mit stiftförmigen Verbindungsmitteln Für Verbindungen aus Holz berechnet sich die charakteristische Tragfähigkeit nach folgenden Gleichungen. Der kleinste Wert ist maßgebend. einschnittige Verbindungen zweischnittige Verbindungen Für zweischnittige Stahlblech-Holz-Verbindungen berechnet sich die charakteristische Tragfähigkeit nach folgenden Gleichungen, von denen der kleinste Wert maßgebend ist. Bemessungsverfahren DIN 1052:2008 für stiftförmige Verbindungsmitteö Für Verbindungen aus Holz gemäß Erl. DIN 1052:2008-12, E 12.2.2(3), kann der Bemessungswert der Tragfähigkeit nach den Gleichungen DIN 1052:2008-12, Anhang G.2, durch Einsetzen der Bemessungswerte My,d und fh,d direkt berechnet werden. Der kleinste Wert ist maßgebend. einschnittige Verbindungen zweischnittige Verbindungen Für zweischnittige Stahlblech-Holz-Verbindungen berechnet sich die charakteristische Tragfähigkeit nach folgenden Gleichungen, von denen der kleinste Wert maßgebend ist. Erhöhung der Tragfähigkeit durch Berücksichtigung des Ausziehwiderstands DIN EN 1995-1-1 In bestimmten Fällen darf die Tragfähigkeit Fv,Rk (Rk) um einen Anteil ΔFv,Rk  (ΔRk) erhöht werden. Dieser Anteil resultiert aus dem Ausziehwiderstand des Verbindungsmittels. Der Anteil ΔFv,Rk ergibt sich aus dem Term der Gleichungen /16/, (8.6) und 8.7. Nägel Nach /16/, 8.2.2 (2), darf bei Verwendung metallischer, stiftförmiger Verbindungsmittel der Einfluss der Seilwirkung berücksichtigt werden. Bei runden Nägeln ist er auf 15% vom Scherwiderstand begrenzt. Die Einschlagtiefe sollte dabei mindestens 8 d betragen. Bei Verwendung von Fermacellplatten ist gemäß /4/ jedoch eine Erhöhung möglich. Es gilt "Bei einschnittigen Verbindungen mit überwiegend kurzzeitiger Beanspruchung darf die ermittelte charakteristische Tragfähigkeit Rk für eine Beanspruchung parallel zum Rand der Gipsfaserplatte um einen Anteil ΔRk wie folgt erhöht werden:" Der Ausziehparameter fax,k und die Kopfdurchziehfestigkeit fhead,k werden nach /16/, 8.3.2 Gl.(8.25), bzw. nach /41/, NCI Zu 8.3.2, Tab. NA.16, bestimmt. Für die Ermittlung des Ausziehwiderstandes Fax,Rk darf für alle zulässigen Verbindungsmittel der charakteristische Wert des Kopfziehparameters fhead,k = 15 N/mm2 angenommen werden. Klammern Für Klammern gilt das Gleiche wie für Verbindungen mit Nägeln. Nach /41/, NCI zu 8.4 (NA.13), können beharzte Klammern wie 2 glattschaftige Nägel behandelt werden. Bei Verwendung von Fermacellplatten gilt entsprechend /28/ für den Ausziehwiderstand Rax,k: Sondernägel Nach /41/, 8.3.2 (4), darf der Ausziehwiderstand für Nägel mit anderem als glattem Schaft, wie in EN 14592 definiert, wie folgt berechnet werden Nach /41/, NCI Zu 8.3.1.3 (NA.9), darf bei einschnittigen Holzwerkstoff-Holz-Nagelverbindungen mit profilierten Nägeln (Sondernägeln) - außer bei Gipsplatten-Holz-Verbindungen - der charakteristische Wert der Tragfähigkeit Fv,Rk um einen Anteil ΔFv,Rk erhöht werden. Nach /41/, NCI Zu 8.3.1.4 (NA.4), darf bei einschnittigen Stahlblech-Holz-Nagelverbindungen mit profilierten Nägeln die charakteristische Tragfähigkeit Fv,Rk nach Gleichung (NA.121) um einen Anteil ΔFv,Rk erhöht werden. Nach /41/, NCI Zu 8.3.2 (NA.12), dürfen für Nägel, die nach /21/ einer Tragfähigkeitsklasse zugeordnet wurden, die charakteristischen Werte für die Ausziehparameter und die Kopfdurchziehparameter n. Tab. NA. 16 bestimmt werden. Schrauben Nach /16/, 8.7.2 (4) darf für Verbindungen mit Schrauben n. /27/ mit der charakteristische Ausziehwiderstand berechnet werden zu Passbolzen Bei Verbindungen mit Bolzen oder Passbolzen darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit Fv,Rk n. /16/ 8.2.2 um einen Anteil ΔFv,Rk erhöht werden. Gemäß /16/ 8.2.2 (2) ist ΔFv,Rk auf 25% von Fv,Rk zu begrenzen. Maßgebend für ΔFv,Rk ist die Querdruckspannung unter der Unterlegscheibe. Die wirksame Fläche unter der Scheibe kann nach /16/, 8.5.2(2), zu A · 3.0 · fc,90,k berechnet werden. Bolzen und Gewindestangen Sofern nichts anderes festgelegt ist, gelten die Bestimmungen für Verbindungen mit Stabdübeln und Passbolzen sinngemäß. Ring- und Scheibendübel Ring- oder Scheibendübel bieten keinen Widerstand gegen Herausziehen. Da Ring- oder Scheibendübel jedoch immer in Verbindung mit Bolzen ausgeführt werden müssen, wird vom Programm der Herausziehwiderstand des verwendeten Bolzens ermittelt. Dieser Herausziehwiderstand kann auch gemäß  /16/, 8.2.2, oder /1/, 12.3 (8), zur Erhöhung der Schertragfähigkeit herangezogen werden. Erhöhung der Tragfähigkeit durch Berücksichtigung des Ausziehwiderstands DIN 1052:2008 In bestimmten Fällen darf die Tragfähigkeit Rk um einen Anteil ΔRk  erhöht werden. Dieser Anteil resultiert aus dem Ausziehwiderstand des Verbindungsmittels. Nägel Bei Verbindung mit glattschaftigen Nägeln sieht DIN 1052 unter Verwendung üblicher Materialien keine Möglichkeit der Erhöhung der Tragfähigkeit vor. Bei Verwendung von Fermacellplatten ist gemäß /4/ jedoch eine Erhöhung möglich. Es gilt: "Bei einschnittigen Verbindungen mit überwiegend kurzzeitiger Beanspruchung darf die ermittelte charakteristische Tragfähigkeit Rk für eine Beanspruchung parallel zum Rand der Gipsfaserplatte um einen Anteil ΔRk wie folgt erhöht werden:" Für die Ermittlung des Ausziehwiderstandes Rax,k darf für alle zulässigen Verbindungsmittel der charakteristische Wert des Kopfziehparameters f2,k = 15 N/mm2 angenommen werden. Klammern Für Klammern gilt das Gleiche wie für Verbindungen mit Nägeln. Bei Verwendung von Fermacellplatten gilt entsprechend /4/ für den Ausziehwiderstand Rax,k: Sondernägel Bei einschnittigen Holzwerkstoff-Holz-Nagelverbindungen mit Sondernägeln der Tragfähigkeitsklasse 3 - nicht jedoch bei Gipskarton-Holz-Verbindungen - darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit Rk n. /1/, Gl. (226), um einen Anteil ΔRk erhöht werden. Beim Anschluss von Brettsperrholz, Sperrholz, OSB-Platten, kunstharz- oder zementgebundenen Spanplatten dürfen die charakteristischen Werte des Kopfdurchziehparameters f2,k n. Tab. 14 nur dann in Rechnung gestellt werden, wenn diese Platten mindestens 20 mm dick sind. Die charakteristische Rohdichte ρk ist dabei mit 380 kg/m3 in Rechnung zu stellen. Für Platten mit einer Dicke zwischen 12 mm und 20 mm darf in allen Fällen nur mit f2,k = 8 N/mm2 gerechnet werden. Bei geringeren Plattendicken als 12 mm darf mit Rax,k = 400 N gerechnet werden. Bei einschnittigen Stahlblech-Holz-Nagelverbindungen mit Sondernägeln der Tragfähigkeitsklasse 3 darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit Rk n. Gl. (228) um einen Anteil ΔRk erhöht werden. Schrauben Bei einschnittigen Verbindungen mit Holzschrauben darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit Rk um einen Anteil ΔRk erhöht werden. Der charakteristische Wert des Ausziehwiderstands von Holzschrauben, die unter einem Winkel 45° ≤ α ≤ 90° zur Faserrichtung in das Holz eingeschraubt sind, darf wie folgt berechnet werden. Für f1,k und f2,k dürfen die in /1/, Tab. 15, angegebenen Werte in Rechnung gestellt werden. Holzschrauben mit einem Gewinde n. DIN 7998 dürfen ohne Nachweis in die Tragfähigkeitsklasse 2A eingestuft werden. Für den Nachweis der Tragfähigkeit einer Holzschraube mit einem Gewinde n. DIN 7998 auf Zug in Schaftrichtung darf die charakteristische Tragfähigkeit der Schraube angenommen werden zu. Beim Anschluss von Brettsperrholz, Sperrholz, OSB-Platten, kunstharz- oder zementgebundenen Spanplatten dürfen die charakteristischen Werte des Kopfdurchziehparameters f2,k n. Tab. 14 nur dann in Rechnung gestellt werden, wenn diese Platten mindestens 20 mm dick sind. Die charakteristische Rohdichte ρk ist dabei mit 380 kg/m3 in Rechnung zu stellen. Für Platten mit einer Dicke zwischen 12 mm und 20 mm darf in allen Fällen nur mit f2,k = 8 N/mm2 gerechnet werden. Bei geringeren Plattendicken als 12 mm darf mit Rax,k = 400 N gerechnet werden. Passbolzen Bei Verbindungen mit Passbolzen darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit Rk n. 12.2 um einen Anteil ΔRk erhöht werden. Für die Berechnung von Rax wird i.d.R. die Querdruckpressung der Unterlegscheibe auf das Holz maßgebend. Die effektive Querdruckfläche ist abhängig vom Unterlegscheiben- und vom Bolzendurchmesser und berechnet sich gemäß /8/, 8.3, zu Bolzen und Gewindestangen Sofern nichts anderes festgelegt ist, gelten die Bestimmungen für Verbindungen mit Stabdübeln und Passbolzen sinngemäß. Ring- und Scheibendübel Ring- oder Scheibendübel bieten keinen Widerstand gegen Herausziehen. Da Ring- oder Scheibendübel jedoch immer in Verbindung mit Bolzen ausgeführt werden müssen, wird vom Programm der Herausziehwiderstand des verwendeten Bolzens ermittelt. Dieser Herausziehwiderstand kann auch gemäß /1/, 12.3(8), zur Erhöhung der Schertragfähigkeit herangezogen werden.

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