Gegenstand der Arbeit ist der Entwurf, die statische Berechnung und Bemessung einer Halle, deren Hauptragwerk durch Satteldachbinder mit veränderlicher Trägerhöhe aus Leimholz gebildet wird.
Grundlage der Rechnung ist die neue DIN 1052:2004-08.
Besonderer Schwerpunkt ist die detailierte Lastermittlung, einschließlich Windlast.
Die gesamte Rechnung wird ohne jedes Statik-Programm ausgeführt.
Es wird versucht, durch detaillierte und differenzierte Berechnungen die Abmaße der Hölzer so weit wie möglich zu minimieren.
Aufgabenstellung (Wortlaut):
Es ist eine Halle zu entwerfen. Haupttragwerk ist ein Satteldachbinder mit veränderlicher Trägerhöhe.
Neben der Bemessung der Binder sind auch die Dimensionen für Gerbergelenkpfetten, die Stabilisierung der Halle und die Stützen zu berechnen. Es sind Aussagen zu Wandausbildung, Anschlussdetails und Verbindungspunkten zu erarbeiten und zeichnerisch darzustellen.
Die wesentlichen Detailpunkte sind statisch nachzuweisen.
Teilaufgabe:
• Lastenermittlung
• Statische Nachweise
• Nachweise der Festigkeit nach DIN 1052:2004
• Nachweis der Gebrauchsfähigkeit
• Zeichnungen zur Konstruktion und Details (Verbindungen, Geländer, Anschlüsse, Auflager)
Baustoffe:
Brettschichtholz BSH; Brettschichtholzklasse BS 16 (entspricht nach DIN 1052:2004-08 BS-Holz GL 32h)
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Grundlagen
2 Ausgangsmaße
2.1 Gegebene Werte
2.2 Gebäudegeometrie
2.2.1 Pfetten
2.2.2 Leimholzbinder (Träger)
3 Positionsplan
4 Position 1 Gerberpfetten
4.1 Lastannahme
4.1.1 Ständige Einwirkungen – Eigenlasten (charakteristische Werte)
4.1.2 Veränderliche Einwirkungen – charakteristische Werte
4.1.2.1 Schnee
4.1.2.2 Wind
4.1.3 Bemessungswerte der Einwirkung Ed für die Gerberpfetten
4.2 Bemessungswerte der Beanspruchung
4.3 Position 1 Nachweise Gerberpfetten
4.3.1 Position 1.1 Normale Gerberpfette (innere Pfette) Nachweise
4.3.2 Position 1.2 Traufpfette Nachweise
4.3.3 Position 1.3 Firstpfette Nachweise
4.3.4 Zusammenfassung Pfettenmaße
4.3.5 Position 1.4 Nachweis der Gerbergelenke der Pfetten
4.3.6 Position 1.5 Sicherung der Pfetten
5 Position 2 Leimholzträger (Binder)
5.1 Statisches System
5.2 Lastannahme Träger (Binder)
5.2.1 Ständige Einwirkungen – Charakteristische Lasten
5.2.2 Veränderliche Einwirkungen – Eigenlasten (charakteristische Werte)
5.2.3 Bemessungswerte der Einwirkung Ed für die Träger
5.3 Bemessungswerte der Beanspruchung Träger (Festigkeiten)
5.4 Ermittlung der Biegespannung an den Stellen xap und x0
5.5 Position 2 Tragsicherheitsnachweise Hauptträger (Leimholzbinder)
5.6 Position 2 Stabilitätsnachweise Hauptträger (Binder)
5.7 Position 2 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit
6 Position 3 Gabellagerung der Träger
7 Position 4 Stützen
7.1 Belastung der Stützen
7.2 Tragsicherheitsnachweise Stützen
7.3 Gebrauchstauglichkeitsnachweis Stützen
8 Position 5 Gebäudeaussteifung
8.1 Position 5.1 Aussteifung Giebelwand
8.1.1 Nachweis der Tragfähigkeit auf Zug für die Anschlusstechnik und den Zugstahl
8.1.2 Nachweis der Stiele der Giebelwand gegen Knicken
8.1.2.1 Belastung der Stiele der Giebelwand
8.1.2.2 Nachweis gegen Knicken der Stiele der Giebelwand
8.2 Position 5.2 Aussteifung Dach und Gebäudekorpus
8.2.1 Lasten auf die Böcke
8.2.2 Nachweise der Böcke
8.3 Position 5.3 Aussteifung Traufwände
9 Zusammenfassung der nachgewiesenen Positionen
Zielsetzung und Themen
Die vorliegende Hausarbeit befasst sich mit dem Entwurf, der statischen Berechnung und der Bemessung einer Halle, deren Haupttragwerk durch Satteldachbinder mit veränderlicher Trägerhöhe aus Leimholz gebildet wird. Ziel ist die detaillierte rechnerische Nachweisführung gemäß DIN 1052:2004-08, wobei ein besonderer Fokus auf der Optimierung der Materialabmessungen durch präzise Berechnungen liegt.
- Statische Analyse und Bemessung von Gerbergelenkpfetten und Leimholzträgern
- Dimensionierung und Stabilitätsnachweise für die tragenden Stützen
- Konstruktive Ausarbeitung der Gebäudeaussteifung (Giebel- und Traufwände sowie Dachtragwerk)
- Nachweis der Gebrauchstauglichkeit durch Verformungsanalysen
- Detaillierte statische Nachweise der Verbindungspunkte und Anschlussdetails
Auszug aus dem Buch
1.1 Grundlagen
Grundlage dieser Arbeit ist die neue DIN 1052:2004-08. Dieser DIN liegt ein Verfahren der Bemessung nach Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit nach einem semiprobabilistischen Konzept zu Grunde. Semiprobabilistisch bedeutet, dass das Prinzip von Ursache und Wirkung annähernd, bzw. teilweise oder halb (semi) zur Anwendung kommt.
Sowohl Ursache (Einwirkung) als auch Widerstand und Festigkeit (Beanspruchung) werden als charakteristische Werte (Fußzeiger k) erfasst und dann, der speziellen Situation angemessen, zu Bemessungswerten verändert (Fußzeiger d). Dazu dienen Teilsicherheitsbeiwerte, Modifikationsbeiwerte und eine Vielzahl, zum Teil aus umfangreichen Rechnungen ermittelte, andere Beiwerte.
Wie auch nach der alten DIN werden immer noch Einwirkungen mit Widerständen ins Verhältnis gesetzt, also verglichen. Neu ist, dass bei der Ermittlung der Bemessungswerte die Einwirkungsseite und die Beanspruchungsseite klar getrennt wird. Eine veränderte Situation auf der Einwirkungsseite hat also keinen Einfluss mehr auf den Wert der Beanspruchung (Festigkeit). Der umständliche und langwierige vergleichende Rechenweg zur Ermittlung der relevanten Lastkombination wird in dieser Arbeit durch eine direkte Relevanzuntersuchung ersetzt und dadurch abgekürzt. Dabei wird die Differenz der Einwirkungswerte unterschiedlicher Lastkombinationen prozentual ausgedrückt und dann mit der prozentualen Differenz der jeweiligen Beiwerte (Faktoren) für die Beanspruchungsseite verglichen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Definiert die Aufgabenstellung zur Dimensionierung des Hallentragwerks inklusive der zu berechnenden Detailpunkte und Baustoffe.
2 Ausgangsmaße: Listet die geometrischen Vorgaben der Halle sowie die zu berücksichtigenden Lastannahmen auf.
3 Positionsplan: Bietet eine tabellarische Übersicht aller zu bemessenden Bauteilpositionen von Pfetten bis zur Gebäudeaussteifung.
4 Position 1 Gerberpfetten: Behandelt die Lastermittlung, Bemessung und den Nachweis für die verschiedenen Pfettentypen einschließlich der Gerbergelenke und Sicherungen gegen Abheben.
5 Position 2 Leimholzträger (Binder): Umfasst das statische System des Haupttragwerks sowie die detaillierten Tragsicherheits- und Stabilitätsnachweise für die Leimholzbinder.
6 Position 3 Gabellagerung der Träger: Beschreibt die statische Bemessung der Verbindung zwischen Träger und Stütze.
7 Position 4 Stützen: Behandelt die Belastungsermittlung, Tragsicherheitsnachweise und Gebrauchstauglichkeitsprüfungen für die Stützen.
8 Position 5 Gebäudeaussteifung: Widmet sich der konstruktiven Aussteifung von Giebelwänden, Dach und Traufwänden mittels Spannkreuzen und Druckrahmen.
9 Zusammenfassung der nachgewiesenen Positionen: Bietet eine tabellarische Zusammenfassung aller Bemessungsergebnisse und Abmessungen.
Schlüsselwörter
Holzbau, Leimholzbinder, DIN 1052, statische Berechnung, Hallenbau, Gerberpfetten, Gebäudeaussteifung, Schneelast, Windlast, Bemessung, Gebrauchstauglichkeit, Tragsicherheit, Knicknachweis, Spannkreuze, Stützenbemessung
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Ziel dieser Arbeit?
Das Ziel ist die vollständige statische Berechnung und Bemessung einer Halle, basierend auf einer definierten Aufgabenstellung und unter Anwendung der aktuellen DIN 1052:2004-08.
Welche Hauptbauteile werden untersucht?
Die Untersuchung erstreckt sich über Gerberpfetten, Hauptträger aus Leimholz, Stützen (Pendel- und eingespannte Stützen) sowie die komplette Gebäudeaussteifung.
Wie werden die Lasten ermittelt?
Die Lasten werden auf Basis der DIN 1055 ermittelt, wobei sowohl ständige Lasten wie Eigenlasten als auch veränderliche Einwirkungen wie Schnee und Wind detailliert berücksichtigt werden.
Welches Sicherheitskonzept liegt zugrunde?
Es wird ein semiprobabilistisches Konzept angewandt, bei dem Einwirkungen und Widerstände als charakteristische Werte erfasst und mittels Teilsicherheits- und Modifikationsbeiwerten in Bemessungswerte überführt werden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Berechnung und den Nachweis aller tragenden Bauteile, inklusive einer Optimierung der Auflagerlängen und der Nachweisführung der Gelenkpunkte.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine manuelle statische Berechnung ("Rechnung von Hand") durchgeführt, ohne den Einsatz spezialisierter Statik-Software, um die Nachweise detailliert und differenziert darzustellen.
Wie wird das Kippen der Träger verhindert?
Der Nachweis gegen Biegedrillkippen erfolgt durch die Kombination aus aussteifenden Böcken und einem Verband aus Zug- und Druckstäben an den Trägern.
Welche Besonderheit weisen die Leimholzträger auf?
Es handelt sich um Satteldachbinder mit veränderlicher Trägerhöhe, die aufgrund ihrer Geometrie spezifische Anforderungen an die Biegespannungsnachweise stellen.
Wozu dienen die "Böcke" in der Konstruktion?
Die Böcke fungieren als zentrale Elemente der Gebäudeaussteifung, die Windlasten aufnehmen und in die Abspannung bzw. das Fundament ableiten.
Welche Bedeutung hat der Vergleich zwischen Momenten- und Durchbiegungsausgleich?
Dieser Vergleich dient dazu, die Gelenkpunkte in den Pfetten so anzuordnen, dass entweder die Momente oder die Durchbiegungen optimal ausgeglichen werden, um die Materialausnutzung zu maximieren.
- Citation du texte
- Werner Söhner (Auteur), 2009, Entwurf und Bemessung einer Halle mit Leimholzbindern mit veränderlicher Trägerhöhe, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/143906
