Seite überarbeitet November 2023 Kontakt Programmübersicht Bestelltext Handbuch   Infos auf dieser Seite ... als pdf  Eingabeoberfläche Abmessungen u. Material ....... Belastung ............................. NHT-Verbinder ...................... Ausnutzung ........................... Balkenschuhberechnung Allgemeines .......................... Tragfähigkeit n. BAZ u. ETA Teilausnagelung .................... wechselseitige Ausnagelung Kupieren von Laschen ........... Balkenträgerberechnung Allgemeines ........................... Tragfähigkeit ......................... Passverbinderberechnung Allgemeines .......................... Tragfähigkeit PV-Oberteil ........ Tragfähigkeit PV-Unterteil ....... zusätzliche Nachweise Tragfähigkeit Sondernägel ....... Tragfähigkeit EC 5 ................. Tragfähigkeit DIN 1052 ........... Querzugnachweis .................. Querzugtr. Balkenschuhe ........

Im ersten Register der Dateneingabe für die Holzträgeranschlüsse werden die Balkenabmessungen, die Holzart und die Holzgüte festgelegt. Für Haupt- und Nebenträger können jeweils unterschiedliche Holzarten und Holzgüten eingestellt werden. In den zugehörigen Auswahllisten sind die in DIN 1052 und EC 5 bzw. den dort genannten Werkstoffnormen DIN EN 338 und DIN EN 1174  festgelegten Werte hinterlegt. Bild vergrößern Weiterhin ist anzugeben, ob der Nebenträger in der Nähe des Hauptträgerendes angeschlossen werden soll. Wenn der Abstand lA kleiner als die Hauptträgerhöhe ist, muss dies dem Programm durch Aktivierung der zugehörigen Checkbox mitgeteilt werden. In solchen Fällen gilt der Hauptträger als querzuggefährdet.

Im zweiten Register der Dateneingabe der Holzträgeranschlüsse werden die Verbinderdaten eingegeben. Zuerst muss der Verbindertyp über die Auswahlliste Anschlusselement festgelegt werden. Hierfür stehen neben den Balkenschuhen auch Balkenträger und Passverbinder zur Verfügung. Das nachfolgende Bild zeigt die Eingabemaske nach Auswahl des Anschlusselementes Balkenschuh. Bild vergrößern Im nächsten Schritt muss der Balkenschuhtyp ausgewählt werden; dazu wird das Balkenschuhbild unter der Überschrift Auswahl Balkenschuhtyp angeklickt. Danach erscheint die im folgenden Bild dargestellte sechsteilige Auswahlfläche Auswahl Balkenschuhtyp. Hier kann einer der fünf dargestellten Balkenschuhtypen ausgewählt werden. Bei Anwahl der Fläche mit dem roten X wird die Typauswahl abgebrochen. Der Mauscursor hat auf Flächen, mit denen eine Auswahl vorgenommen werden kann, immer die Form einer Hand. Bild vergrößern Im dritten Schritt werden das Balkenschuhfabrikat festgelegt und die Einstellungen von Balkenschuhgröße, Verbindungsmittel und Verbindungsmittelgröße vorgenommen. Während dieser Einstellungen wird die Liste der technischen Daten des Verbinders fortlaufend aktualisiert. Weitere Einstellmöglichkeiten sind die Punkte Teilausnagelung und wechselseitige Nagelung. Diese Optionen sind nur dann anwählbar, wenn die Zulassung des Balkenschuhs dies erlaubt. Näheres hierzu kann dem Abschnitt Balkenschuhberechnung entnommen werden. Zur Durchführung der Tragfähigkeitsberechnung der Nägel stehen die Optionen Genaues Rechenverfahren und Einhängeeffekt berücksichtigen zur Verfügung. Einzelheiten hierzu können dem Abschnitt Nagelberechnung entnommen werden.

In der dritten Eingabemaske sind die Daten für die Belastung des NHT-Verbinders einzugeben. Neben der Nutzungsklasse des Bauwerks ist dies die Klasse der Lasteinwirkungsdauer (KLED) für die abzutragenden Lasten. Für jede KLED ist der gemäß Norm zugehörige kmod-Wert in der Eingabemaske hinterlegt. Wenn für kmod ein Sonderwert eingegeben werden soll, kann durch Deaktivierung der Checkbox in der kmod-Eingabe das entsprechende Eingabefeld freigeschaltet werden. Hier ist nun der nicht normgemäße kmod-Wert einzutragen. Bild vergrößern Die Belastung des NHT-Verbinders wird in Form der Lastkomponenten Vd, Hd und Nd eingegeben. Wenn ein Verbinder nicht in der Lage ist, eine oder mehrere der genannten Lastkomponenten zu übertragen, wird das zugehörige Eingabefeld inaktiv dargestellt (s. in der oben abgebildeten Eingabemaske das Feld für die Normalkraft Nd). Die Eingabe der Lastkomponenten erfolgt in Zeilen und Zeilengruppen einer Lasttabelle. Unter einer Zeilengruppe (KLED) können jeweils mehrere Zeilen (Lastkombinationen) vorhanden sein. Durch Betätigen der Schaltfläche mehr... kann jeweils eine neue Tabellenzeile oder Zeilengruppe erzeugt werden. Wenn einzelne Tabellenelemente wieder gelöscht werden sollen, kann dies durch Anklicken des Mülleimersymbols bewerkstelligt werden.

In der vierten Maske (Register mit Lupe und grünem Häkchen) werden die Ausnutzungen angezeigt. Hier werden alle für einen Verbinder zu führenden Teilnachweise und der sich jeweils ergebende Maximalwert (Gesamtnachweis) dargestellt. Damit kann sehr schnell überprüft werden, ob die gewählte Anschlusskonstruktion tragfähig ist oder nicht. In Abhängigkeit vom gewählten Verbindertyp ist eine unterschiedliche Anzahl von Nachweisen zu führen. Balkenschuhe Für den Nachweis der Tragfähigkeit von Balkenschuhen können die zu führenden Teilnachweise der folgenden Abbildung entnommen werden. Der wichtigste Tragfähigkeitswert ist die Tragfähigkeit zum Bodenblech hin. Wenn abhebende Kräfte (z.B. Windlasten) auftreten, muss auch die Tragfähigkeit vom Bodenblech weg untersucht werden. Viele Balkenschuhe sind auch zur Aufnahme von Querlasten geeignet, wobei dann der Teilnachweis Tragfähigkeit für Querrichtung zu führen. Treten Lasten senkrecht zum Bodenblech und Querlasten gleichzeitig auf, muss der entsprechende Interaktionsnachweis geführt werden. Für Balkenschuhe, die nicht am oberen Rand des Hauptträgers, sondern in einem tiefer gelegenen Bereich angeschlossen sind, muss ein Querzugnachweis geführt werden. Balkenträger Balkenträger können nur Lasten parallel zu ihrem Steg übertragen. Dementsprechend ist auch eine geringere Anzahl von Nachweisen zu führen. Die Darstellung der Ausnutzung für diese Nachweise erfolgt im nachfolgenden Bild. Neben dem Tragfähigkeitsnachweis für den mit Sondernägeln ausgeführten Hauptträgeranschluss ist dies der Nachweis für den mit Stabdübeln erstellten Nebenträgeranschluss. Weiterhin muss für den Hauptträger ein Querzugnachweis geführt werden. Passverbinder Im nachfolgenden Bild sind die für Passverbinder erforderlichen Nachweise aufgeführt, wobei hier Überschreitungen der zulässigen Ausnutzungen auftreten. Passverbinder können nur Lasten in der Einschubrichtung ihres Oberteils aufnehmen. Nachzuweisen ist die Tragfähigkeit des mit Sondernägeln ausgeführten Hauptträgeranschlusses sowie des mit SPAX-Schrauben ausgeführten Nebenträgeranschlusses. Außerdem ist für den Haupt- und Nebenträger ein Querzugnachweis zu führen.

Allgemeines Balkenschuhe sind Blechformteile, die aus 1.5 - 3.0 mm dickem Stahlblech bestehen und für die Erstellung von Holzträgeranschlüssen eingesetzt werden. Am häufigsten kommen Balkenschuhe für den Anschluss von Holzträgern an andere Holzträger oder an Holzstützen zum Einsatz. Sie können aber auch für den Anschluss von Holzbalken an Beton- oder Mauerwerkswände oder an Stahlteile genutzt werden. Neben der klassischen Bauform mit nach außen gebogenen Befestigungslaschen gibt es zahlreiche Sonderbauformen. So z.B. Fabrikate mit nach innen gebogenen Laschen oder zweiteilige Balkenschuhe. Im Programm Holzträgeranschlüsse stehen die nachfolgend abgebildeten fünf Bauformen zur Verfügung. Die in den abgebildeten Balkenschuhen zu sehenden kleinen Löcher mit einem Durchmesser von 5 mm dienen zur Befestigung mit Hilfe von Sondernägeln und Sonderschrauben. Wenn die Balkenschuhe an Beton- oder Mauerwerkswänden befestigt werden sollen, kann dies mit Hilfe von Bolzen bewerkstelligt werden. Hierzu dienen die großen Löcher in den Befestigungslaschen der Balkenschuhe. Balkenschuh mit Außenlaschen Balkenschuh mit Innenlaschen Balkenschuhe mit Innenlaschen benötigen nur einen schmalen Anschlussbereich und sind somit besonders für Träger-Stützen-Anschlüsse geeignet. zweiteiliger Balkenschuh Zweiteilige Balkenschuhe können für den Anschluss von Balken mit nahezu beliebiger Breite eingesetzt werden. Der Balken muss lediglich eine Mindestbreite vom doppelten Wert der Breite der Bodenbleche des Balkenschuhs haben. Balkenschuh mit Außenlaschen, bandförmig Die abgebildete Balkenschuhform wird aus durchgehend gelochten Stahlbändern hergestellt. Hierdurch wird es möglich, Balkenschuhe für einen großen Balkenabmessungsbereich zu fertigen. In den Zulassungen findet man hierfür Tafeln, in denen für ein Höhenintervall in Schrittweiten von z.B. 2-5 mm die Zahl der unterzubringenden Nägel angegeben ist. Weiterhin sind in diesen Tafeln die Formbeiwerte kH1 und kH2 angegeben, die für die Berechnung der Tragfähigkeit der Balkenschuhe benötigt werden. Balkenschuh mit Innenlaschen, bandförmig Für den Einsatz  im bauaufsichtlichen Bereich müssen Balkenschuhe eine Zulassung besitzen. Diese Zulassung kann in Form einer vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) ausgestellten deutschen Zulassung (BAZ-Dokument) oder einer europäischen Zulassung (ETA-Dokument, European Technical Approval) vorliegen. ETAs können nicht nur vom DIBT, sondern auch von anderen europäischen Instituten ausgestellt werden, was im Zuge der Eurocode-Einführung immer häufiger der Fall ist. Die Zulassungsnummer muss auf jedem Balkenschuh eingeprägt sein. Tragfähigkeitsberechnung nach BAZ und ETA Die Berechnung der Tragfähigkeit von Balkenschuhanschlüssen erfolgt mit Hilfe von in der zugehörigen Zulassung angegebenen Gleichungen. Hierbei wird nach Lasten zur Bodenplatte hin, von der Bodenplatte weg (abhebende Kräfte) und Lasten quer zum Körper des Balkenschuhs unterschieden. Für zum Bodenblech gerichtete Lasten lauten die Gleichungen für die Berechnung der Tragfähigkeit eines Balkenschuhanschlusses für den Nebenträgeranschluss und für den Hauptträgeranschluss Maßgebend für die Tragfähigkeit des Anschlusses ist der kleinere der beiden FZ,Rk-Werte. Für Lasten, die vom Bodenblech weg gerichtet sind, wird die Tragfähigkeit mit den nachfolgend angegebenen Gleichungen ermittelt. Für den Nachweis am Nebenträger gilt die Gleichung und für den Nachweis am Hauptträger Auch hier ist der kleinere der beiden FZ,Rk-Werte für die Tragfähigkeit maßgebend. Die Tragfähigkeit des Balkenschuhs in Querrichtung kann für den Nebenträger über die Gleichung ermittelt werden. Für den Hauptträger ergibt sich die Balkenschuhtragfähigkeit über die Gleichung Die in obigen Gleichungen benutzten Größen haben folgende Bedeutungen Sonderbauweisen für Balkenschuhe Teilausnagelung Bei der Teilausnagelung von Balkenschuhen wird nur ein Teil der im Balkenschuh vorhandenen Bohrungen ausgenagelt. Die Ausnagelung muss nach dem in der Zulassung vorgegebenen Nagelschema erfolgen. In den Befestigungslaschen am Hauptträger wird immer die der angeschlossenen Seitenfläche des Balkenschuhs am nächsten liegende Lochreihe ausgenagelt. Am Nebenträger erfolgt die Ausnagelung beidseitig für jedes zweite Loch. I.d.R. beginnt man auf beiden Seiten des Balkenschuhs beim obersten Loch mit der Ausnagelung. In Einzelfällen kann auch eine wechselseitige Ausnagelung am Nebenträger erforderlich sein. Da die Nägel hierbei nicht mehr paarweise angeordnet sind, ergibt sich ein unsymmetrisches Nagelbild, das unterschiedlich viele Nägel an den beiden Nebenträgerseiten aufweisen kann. Durch Nutzung der Teilausnagelung kann die Zahl der einzuschlagenden Nägel an die zu übertragende Last angepasst werden. Weiterhin kann bei schmalen Nebenträgern eine Teilausnagelung (wechselseitig) erforderlich werden, um die Ausführbarkeit des Anschlusses sicherzustellen. wechselseitige Ausnagelung Die Befestigung von Balkenschuhen am Nebenträger (anzuschließender Träger) erfolgt über Nägel oder Schrauben in den Seitenblechen des Balkenschuhkörpers. Wenn der Nebenträger eine geringere Breite als die doppelte Nagellänge hat, treffen sich die Nägel in Balkenmitte und überlappen sich teilweise. Ist dies nicht erlaubt oder erwünscht, muss der Balkenschuh wechselseitig ausgenagelt werden. Hierbei wird auf der einen Seite beginnend mit Loch 1 jedes zweite Loch ausgenagelt; auf der gegenüberliegenden Balkenschuhseite wird beginnend mit Loch 2 genauso verfahren. Bei der wechselseitigen Ausnagelung handelt es sich also immer um eine Teilausnagelung. Durch Nutzung der wechselseitigen Ausnagelung kann die erforderliche Mindestbreite eines Balkens bei Balkenschuhanschlüssen gesenkt werden. Somit steht den Balkenschuhen ein größerer Anwendungsbereich zur Verfügung. Kupieren von Befestigungslaschen Bei einigen Balkenschuhfabrikaten mit innen liegenden Befestigungslaschen dürfen diese kupiert werden. D.h., die Laschen werden auf die halbe ursprüngliche Breite zurückgeschnitten. Hierdurch wird es möglich, Balkenschuhe mit sehr geringer Breite zu erzeugen. Wie aus obigem Bild ersichtlich, müssen Balkenschuhe mit Innenlaschen mindestens so breit wie die doppelte Laschenbreite sein, damit sich die Laschen nicht überlappen. D.h., durch das Kupieren der Laschen gewinnt man einen zusätzlichen Breitenspielraum von einer Laschenbreite. Damit kann mit diesem Balkenschuh ein Balken mit entsprechend geringerer Breite angeschlossen werden.

Allgemeines Balkenträger sind T-förmige Blechformteile, die zur Erstellung von Balkenanschlüssen an Holzträger oder Holzstützen eingesetzt werden. Sie bestehen aus 3 mm dickem, gekanteten Stahlblech oder 6 mm dicken stranggepressten Aluminiumprofilen. In beiden Fällen besteht der Balkenträger aus einer Rückenplatte und einem Steg. Die Rückenplatte weist zwei oder vier Reihen 5 mm großer Bohrungen auf, die zur Befestigung des Balkenträgers mittels Sondernägeln oder Sonderschrauben an der Seitenfläche einer Holzstütze oder einen Balkens dienen. Der Steg des Stahlblech-Balkenträgers  hat  Bohrungen mit 8.5 bzw. 13 mm Durchmesser, die zur Befestigung am Nebenträger mittels Stabdübeln dienen. Die oberste Bohrung im Steg ist  trichterförmig nach außen geöffnet und kann somit als Montagehilfe genutzt werden. Bei Aluminium-Balkenträgern sind im Steg keine Bohrungen vorhanden. Sie werden nachträglich durch die bereits im Holz vorhandenen Löcher gebohrt. Dadurch ist eine besonders hohe Passgenauigkeit der Bohrungen im Holz und Aluminium gewährleistet. Für den Einsatz im bauaufsichtlichen Bereich müssen Balkenträger eine Zulassung haben, die in Form einer vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) ausgestellten deutschen Zulassung (BAZ-Dokument) oder einer europäischen Zulassung (ETA-Dokument, European Technical Approval) vorliegen kann. ETAs können nicht nur vom DIBT, sondern auch von anderen europäischen Instituten ausgestellt werden. Dies ist im Zuge der Eurocode-Einführung immer häufiger der Fall. Die Zulassungsnummer muss auf jedem Balkenträger eingeprägt sein. Balkenträger aus Stahl, vierreihig Balkenträger aus Aluminium, vierreihig Berechnung von Balkenträgeranschlüssen Für die Berechnung der Tragfähigkeit von Balkenträgeranschlüssen müssen zwei Anschlusskomponenten untersucht werden. Dies sind der Anschluss des Balkenträgerstegs im Nebenträger und der Anschluss der Rückenplatte des Balkenträgers am Hauptträger. Die nachfolgende Abbildung zeigt diese Anschlusskomponenten. Für den Anschluss des Balkenträgerstegs wird der Nebenträger geschlitzt und mit Hilfe von Stabdübeln befestigt. Im Sinne von EC 5 und DIN 1052 ist dies eine zweischnittige Verbindung mit innen liegendem Blech. Die Berechnung solcher Verbindungen erfolgt auf der Grundlage der Johansen-Theorie mit Hilfe von einzelnen Versagenszuständen; d.h., es wird untersucht, ob das Verbindungsmittel oder das Holz zuerst versagt. Dieses Verfahren wird als genaues Berechnungsverfahren bezeichnet. Für das mittig eingeschlitzte Blech sind drei Versagenszustände möglich. Für den Fall Versagen der Holzleibung kann die zugehörige charakteristische Tragfähigkeit mit Hilfe folgender Gleichungen n. EC 5 und DIN 1052 bestimmt werden. Wenn Holzleibung und Stabdübel gleichzeitig versagen, ergibt sich die Tragfähigkeit der Verbindung n. EC 5 bzw. DIN 1052 zu Der dritte mögliche Versagenszustand ist das Versagen des Stabdübels. Die Tragfähigkeit kann dann gemäß EC 5 und DIN 1052 mit Hilfe der Gleichungen berechnet werden. Aus den Fv,Rk- bzw. Rk-Werten muss nun mit Hilfe des zugehörigen Materialsicherheitsbeiwerts γM und des Modifikationsbeiwerts kmod der Bemessungswert der Tragfähigkeit Fv,Rd bzw. Rd berechnet werden. Der kleinste sich hierbei ergebende Wert ist die Tragfähigkeit der Stabdübelverbindung. Neben der beschriebenen Tragfähigkeitsberechnung mit Hilfe von Versagenszuständen bieten die Normen eine weitere Möglichkeit für die Berechnung der Tragfähigkeit von Verbindungen an. Bei diesem sogenannten vereinfachten Berechnungsverfahren wird angenommen, dass das Verbindungsmittel zuerst versagt. Die zugehörige Tragfähigkeit kann mit Hilfe der folgenden Gleichungen nach NA EC 5 und DIN 1052 berechnet werden. Zusätzlich muss für das Holz eine Mindestdicke treq berechnet werden, die vorhanden sein muss, damit  das angenommene Stabdübelversagen auch zuerst auftritt. Wenn der Wert treq kleiner als die vorhandene Balkenbreite t1 ist, muss die Tragfähigkeit mit dem Verhältnis t1/treq abgemindert werden. Im weiteren Verlauf der Tragfähigkeitsberechnung des Balkenträgeranschlusses muss der Anschluss der Rückenplatte des Balkenträgers an den Hauptträger untersucht werden. Der Anschluss erfolgt mit Hilfe von Sondernägeln. Im Sinne von EC 5 und DIN 1052 handelt es sich bei der Verbindung um eine einschnittige Blech-Holz-Verbindung. Die Tragfähigkeitsberechnung erfolgt auch hier auf der Grundlage des Verfahrens von Johansen. Der Ablauf der Berechnung erfolgt analog der Berechnung von Balkenschuhanschlüssen. Die Beschreibung der Vorgehensweise und die Tragfähigkeitsgleichungen können dem Abschnitt Nagelberechnung entnommen werden. Die in den obigen Gleichungen auftretenden Größen haben folgende Bedeutungen

Allgemeines Passverbinder bestehen aus zwei Aluminium-Formteilen mit Bohrungen. P. können in Einschubrichtung Kräfte vom U-förmigen Oberteil in das T-förmige, am Querträger befestigte Unterteil übertragen. Ein wichtiger Vorteil gegenüber anderen Verbindern ist, dass die Verbindung zerstörungsfrei gelöst werden kann. Das Unterteil kann in die Querträgerseite eingelassen werden. Dadurch wird ein komplett unsichtbarer Anschluss erreicht. Weiterhin haben Passverbinder gegenüber z.B. Balkenschuhen den Vorteil, dass sie auch an geneigten Trägern angebaut werden können. Die Befestigung des Oberteils erfolgt  mit Hilfe von SPAX-S-Vollgewindeschrauben. Das Unterteil des Verbinders wird mit Hilfe von Sondernägeln oder Sonderschrauben an der Seitenfläche des Hauptträgers oder an der Seitenfläche einer Stütze befestigt. Beide Formteile sind an ihren Kontaktflächen in Dickenrichtung schwalbenschwanzförmig abgeschrägt. Tragfähigkeitsberechnung für das Oberteil des Passverbinders Das Oberteil des Passverbinders besteht aus einer Aluminiumplatte mit schrägen, kegelförmig aufgeweiteten Bohrungen. Die Befestigung erfolgt mit SPAX-S-Vollgewindeschrauben, die durch die Bohrungen unter einem Winkel von 45° in das Hirnholz des Nebenträgers eingedreht werden. Der Lastabtrag aus dem Nebenträger erfolgt über Zugkräfte in den SPAX-Schrauben in das Oberteil des Passverbinders. Die auftretenden Zugkräfte müssen über die Tragfähigkeit auf Herausziehen der SPAX-Schraube Rax,k aufgenommen werden können. Diese Größe kann mit Hilfe folgender Gleichung berechnet werden. Der charakteristische Wert der Ausziehfestigkeit f1,k darf hierbei mit in Rechnung gestellt werden. Die Tragfähigkeit des Oberteils des Anschlusses ergibt sich unter Berücksichtigung der Anzahl der vorhandenen Schrauben zu Tragfähigkeitsberechnung für das Unterteil des Passverbinders Das Unterteil eines Passverbinders wird mit Hilfe von Sondernägeln oder Sonderschrauben an der Seitenfläche des Querträgers befestigt. Diese Verbindungsmittel sind für die Befestigung von Blechen an Holz besonders geeignet, da sie einen kegelförmig geformten Kopf-/Halsbereich besitzen. Dadurch werden sie passgenau in die Bohrungen im Blech eingetrieben und erhalten eine gewisse Einspannung im Blech. Im Sinne von EC 5 und DIN 1052:2008 handelt es sich bei dem Anschluss um eine einschnittige Stahlblech-Holz-Verbindung mit dickem Stahlblech. Die Berechnung der Tragfähigkeit eines einzelnen Sondernagels erfolgt wie im Kapitel Tragfähigkeitsberechnung für Sondernägel und Sonderschrauben bei Balkenschuhen beschrieben. Die Tragfähigkeit des Unterteils des Verbinders ergibt sich unter Berücksichtigung der Anzahl der vorhandenen Nägel zu Die Tragfähigkeit des Passverbinders ist der kleinste der für Oberteil und Unterteil errechneten Einzeltragfähigkeiten R1,d. Die in den vorstehend aufgeführten Gleichungen auftretenden Größen haben folgende Bedeutungen

Allgemeines Die Befestigung von Balkenschuhen und anderen Blechformteilen an Holzbalken und Stützen erfolgt mit Hilfe von Sondernägeln. Dies sind Nägel, die einen profilierten Schaft und einen kegelförmig geformten Kopf-/Halsbereich besitzen und unter den Namen Ankernägel, Kammnägel oder Rillennägel im Handel sind. Der profilierte Schaft verleiht den Nägeln einen Ausziehwiderstand Rax, der im Rahmen der Tragfähigkeitsberechnung angesetzt werden darf. Rax kann bei einigen Balkenschuhmodellen direkt zur Aufnahme von Zugkräften im Balkenschuhanschluss genutzt werden. Weiterhin darf der Ausziehwiderstand des Sondernagels bei der Berechnung des Abscherwiderstandes Rla erhöhend angesetzt werden. Tragfähigkeitsberechnung n. DIN EN 1995-1:2010-12 (EC 5) Die Tragfähigkeitsberechnung von Sondernägeln in Blechformteilen wie Balkenschuhen, Passverbindern und Balkenträgern erfolgt nach Absatz 8.2.3, Stahl-Holz-Verbindungen. Die drei hier unter Nummer 8.10 aufgeführten Gleichungen ermitteln die Nageltragfähigkeit für die Versagens- zustände Holzversagen, Versagen von Holz und Verbindungsmittel und Versagen des Verbindungsmittels. Die Gleichungen gelten für einen einschnittigen Stahlblech/Holzanschluss mit dickem Stahlblech und beruhen auf  dem Rechenverfahren von Johansen. Diese Vorgehensweise entspricht dem in Anhang G von DIN 1052:2008 aufgeführten Genauen Rechenverfahren. Es ist jedoch zu beachten, dass der EC 5 den Tragfähigkeitsanteil aus dem Einhängeeffekt etwas anders berücksichtigt! Außerdem hat die Gleichung für die Berechnung der Tragfähigkeit für das Versagen des Verbindungsmittels den Vorfaktor 2.3 statt 2. Die Bleche von Balkenschuhen haben Dicken von 1.5 bis 3.0 mm. Da die Dicke kleiner ist als der Durchmesser der verwendeten Nägel, muss das Blech nach EC5 8.2.3 (1) als dünnes Blech eingestuft werden. Gemäß der Einstufung dünnes Blech/dickes Blech muss die Auswahl der Gleichungen für die Berechnung der Nageltragfähigkeit erfolgen. Die Einstufung als dünnes Blech liefert geringere Tragfähigkeiten für die Nägel als bei der Einstufung als dickes Blech. Hier kommt nun der  nationale Anhang (NA) für Deutschland mit dem NCI Zu 8.3.1.4 (NA.6) zur Anwendung. Dort wird festgelegt, dass mindestens 2 mm dicke Stahlbleche, die mit profilierten Nägeln (Sondernägeln) der Tragfähigkeitsklasse 3 und mit einem Durchmesser von höchstens dem Doppelten der Stahlblechdicke angeschlossen sind, als dicke Stahlbleche eingestuft werden dürfen. Da die zur Befestigung von Balkenschuhen eingesetzten Nägel einen Durchmesser von 4 mm haben, trifft  diese Ausnahmeregelung für die Berechnung der Tragfähigkeit von Balkenschuhen zu. Für die Tragfähigkeitsberechnung  der Verbindung mit dicken Stahlblechen gelten die Gleichungen  gemäß EC 5 (8.10). Die erste der dort aufgeführten Gleichungen beschreibt das Versagen des Holzes. Das gleichzeitige Versagen von Holz und Verbindungsmittel wird durch die zweite Gleichung beschrieben. Das Versagen des Nagels schließlich wird mit der dritten dortigen Gleichung beschrieben. Der Wert Fv,Rk setzt sich aus zwei Anteilen zusammen. Der erste Summand stammt aus der Johansen-Theorie und der zweite Summand mit Fax,Rk enthält den Anteil aus dem Einhängeeffekt (Seiltheorie). Für die vorstehend aufgeführten Gleichungen für Fv,Rk wird nun unter Berücksichtigung von kmod und γM der Rechenwert der Nageltragfähigkeit ermittelt. Der kleinste der drei ermittelten Fv,Rd Werte ist für die Nageltragfähigkeit maßgebend. Die in den obigen Gleichungen auftretenden Größen haben folgende Bedeutungen:   Der Ausziehwiderstand Fax,Rk wird nach EC5 mit Hilfe der Gleichung 8.23a ermittelt. Tragfähigkeitsberechnung n. DIN 1052:2008, Abs. 12.2.3 Die Berechnung der Tragfähigkeit eines Sondernagels in einem Balkenschuhblech kann nach DIN 1052:2008, Abschnitt 12.2.3, erfolgen. Dieser  Abschnitt behandelt die Stahlblech-Holz-Verbindungen für stiftförmige Verbindungsmittel. Bei diesen Verbindungen wird im Berechnungsverfahren nach dünnen und dicken Stahlblechen unterschieden. Die Bleche von Balkenschuhen sind von den Abmessungen her zwar dünn (1.5 - 3.0 mm), da der kegelförmige Kopf der Sondernägel aber eine Einspannung des Nagels in das Blech gewährleistet, werden die Bleche nach DIN 1052 als dicke Bleche qualifiziert. Die Tragfähigkeit eines Sondernagels kann nach DIN 1052, Gl 197, wie folgt berechnet werden: Die zugehörige Mindestholzdicke treq beträgt Tragfähigkeitsberechnung n. DIN 1052:2008, Abs. 12.5.4 Alternativ zu Abs. 12.2.3 kann die Nageltragfähigkeit auch nach DIN 1052:2008, Abs. 12.5.4 Stahlblech-Holz-Nagelverbindungen, mit Hilfe der Gleichung 228 berechnet werden. Die zugehörige Mindestholzdicke treq beträgt dann Tragfähigkeitsberechnung n. DIN 1052:2008, Anhang G Eine weitere Möglichkeit zur Berechnung der Tragfähigkeit von Stahlblech-Holz-Verbindungen bieten die Tabellen G.5 und G.8 im Anhang zur DIN 1052:2008. Die hier aufgeführten Gleichungen beschreiben Versagenszustände für die Verbindung. D.h., es wird untersucht, ob Holzleibung, Verbindungsmittel oder beide versagen. Dieses Verfahren wird in der Literatur als Genaues Rechenverfahrenoder Verfahren nach Johansen bezeichnet. Die Befestigungslaschen des Balkenschuhs bilden zusammen mit dem Hauptträger eine einschnittige Stahlblech-Holz-Verbindung. Für die Tragfähigkeitsberechnung einer solchen Verbindung gelten die Gleichungen gemäß Tab. G.5. Die in DIN 1052:2008 unter Nummer G.13 geführte Gleichung beschreibt das Versagen des Holzes. Das gleichzeitige Versagen von Holz und Verbindungsmittel wird durch die Gleichung G.14 beschrieben. Das Versagen des Nagels schließlich wird mit Hilfe der Gleichung G.15 beschrieben. Der Anschluss eines Balkenschuhs an den Nebenträger eines Holzträgeranschlusses erfolgt über den U-förmigen Körper des Balkenschuhs, der zusammen mit dem Holzbalken zwei einschnittige Stahlblech-Holz- Verbindungen bildet. Die zugehörigen Berechnungsgleichungen sind in Tab. G.5 unter den Nummern G.13, G.14 und G.15 dargestellt. Für die vorstehend aufgeführten Gleichungen für Rk wird nun unter Berücksichtigung von kmod und γM der Rechenwert der Nageltragfähigkeit ermittelt. Der kleinste Wert für Rd ist für die Nageltragfähigkeit maßgebend. Erhöhung der Nageltragfähigkeit durch Berücksichtigung des Einhängeeffekts Die mit den oben beschriebenen Verfahren berechneten Tragfähigkeiten von Nägeln auf Abscheren dürfen wegen des bei der Lastabtragung auftretenden Einhängeeffektes um den Tragfähigkeitsanteil  ΔRk vergrößert werden. Nach DIN 1052 , Gl. 229, wird der Wert ΔRk wie folgt berechnet: Die Tragfähigkeit auf Herausziehen Rax,k darf also mit 25% ihres Wertes für die Berechnung der Tragfähigkeit des Nagels auf Abscheren angesetzt werden. Dieser Wert darf aber maximal so groß werden wie der halbe Wert der Tragfähigkeit auf Abscheren selbst. Der Einhängeeffekt darf nur dann berücksichtigt werden, wenn die Zulassung für das zu befestigende Blechformteil (Balkenschuh, Balkenträger oder Passverbinder) dies erlaubt. Die Tragfähigkeit auf Herausziehen Rax,k kann nach Gleichung 233 berechnet werden Die in den obigen Gleichungen auftretenden Größen haben folgende Bedeutungen: Beim Anschluss von Holzträgern mit Hilfe von Blechformteilen (Balkenschuhe, Balkenträger, Passverbinder) wird die Lagerkraft des Nebenträgers quer zur Faserrichtung des Hauptträgers eingeleitet. Dadurch wird im Hauptträger eine Querzugspannung erzeugt. Für Anschlüsse mit a/h > 0.7  kann der Nachweis der Querzugspannungen entfallen. D.h., wenn die Last aus dem Nebenträger  im oberen Bereich des Hauptträgers eingetragen wird, ist der Hauptträger nicht querzuggefährdet. Für Anschlüsse mit a/h ≤ 0.7 ist der Querzugnachweis nach DIN 1052 :2008, Abs. 11.1.5, Gln. (139-142) zu führen. Bei der Durchführung des Querzugnachweises ist gemäß Gleichung (139) folgende Bedingung einzuhalten: Der Bauteilwiderstand R90,d wird dabei mit Hilfe von Gleichung (140) ermittelt. Der Beiwert ks dient zur Berücksichtigung mehrerer nebeneinander angeordneter Verbindungsmittelreihen und wird nach Gleichung (141) berechnet. Der Beiwert kr  dient zur Berücksichtigung mehrerer übereinander angeordneter Verbindungsmittel und wird nach Gleichung (142) ermittelt.   Die in den obigen Gleichungen auftretenden Größen haben folgende Bedeutungen Für Balkenschuhanschlüsse muss ein Querzugnachweis geführt werden, wenn das Verhältnis aH/h ≤ 0.7 ist. Die Nachweisführung erfolgt  gemäß dem unter Absatz 11.1.5 DIN 1052 für Queranschlüsse angegebenen Berechnungsverfahren. Zusätzlich zu dem unter Allgemeiner Querzugnachweis aufgeführten Rechenablauf ist hier noch zu untersuchen, ob die Nagelgruppen in den Befestigungslaschen des Balkenschuhs so weit voneinander entfernt sind, dass jede Befestigungslasche als eine Verbindungsmittelgruppe zu sehen ist. DIN 1052:2008, 11.1.5 (6) legt hierzu fest: Beträgt der lichte Abstand lg in Faserrichtung zwischen mehreren nebeneinander angeordneten Verbindungs-mittelgruppen nicht mehr als 0.5·h, sind die Verbindungsmittel dieser Gruppen als eine Verbindungsmittelgruppe zu betrachten. Für die Berechnung der Querzugtragfähigkeit des Balkenschuhanschlusses hat dies den Vorteil, dass für die Breite des Nagelbildes der Wert ar angesetzt werden kann. Wenn der Abstand lg größer als 2·h ist, muss der Querzugnachweis mit zwei Verbindungsmittelgruppen geführt werden. Dann steht als Nagelbildbreite nur der Wert a1 zur Verfügung. Dies führt zu einer Verringerung der Querzugtragfähigkeit. Wenn der lichte Abstand in Faserrichtung größer als 0.5·h und kleiner als 2·h ist, muss der Bemessungswert der Tragfähigkeit R90,d mit dem Beiwert kg reduziert werden. Für die Klassifizierung des Abstands der Verbindungsmittelgruppen gibt es also drei Bereiche: Bereich 1 die Verbindungsmittel in den beiden Laschen des Balkenschuhs können als eine Verbindungsmittelgruppe betrachtet werden Bereich 2 Übergangsbereich, in dem die Querzugtragfähigkeit mit dem Faktor kg reduziert werden muss Bereich 3 die Laschen des Balkenschuhs sind so weit voneinander entfernt, dass die Verbindungsmittel als zwei Verbindungsmittelgruppen betrachtet werden müssen   Gemäß Gleichung (143), DIN 1052:2008 berechnet sich der Faktor kg zu Damit ergibt sich die Querzugtragfähigkeit für einen Balkenschuhanschluss im Bereich 3 zu Balkenschuhanschlüsse, deren Querzugausnutzung > 0.5 ist und deren lichter Abstand lA von einem Kragarmende weniger als die Trägerhöhe h beträgt, müssen verstärkt werden. Dies kann z.B. durch das Einschrauben von SPAX-Schrauben erfolgen.

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