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Verbindungstechnik

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Wiki: Normbegriffe für die Bemessung

Grenzzustände und Kombinationsregeln:

Ein Bauwerk muss für seine Nutzungsdauer die Anforderungen der Gebrauchstauglichkeit und in der Phase seiner Errichtung und Nutzung die Anforderungen der Tragfähigkeit mit geringer Versagenswahrscheinlichkeit erfüllen. Man unterscheidet für die Bemessung folgende Grenzzustände:

  • Grenzzustände der Tragfähigkeit und
  • Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit (z.B. Verformung und/oder Schwingung einer Decke)
Wie bereits angeführt, dürfen die maßgebenden Grenzzustände nicht überschritten werden. Dieser Nachweis ist mit den Bemessungswerten der Einwirkungen (Beanspruchung) und mit den Bemessungswerten des Tragwerkswiderstandes (Beanspruchbarkeit) an einem geeigneten statischen Bemessungsmodell zu führen.
 
Die Einwirkungen werden eingeteilt in:
  • Ständige Einwirkungen (G)
  • Einwirkungen aus Vorspannungen (P)
  • Veränderliche Einwirkungen (Q), wie zum Beispiel Nutz-, Wind- und Schneelasten
  • Außergewöhnliche Einwirkungen (A)
 
Die charakteristischen Werte für ständige Einwirkungen (Gk) und veränderliche Einwirkungen (Pk, Qk, Ak) sind aus {EC1} zu entnehmen.
Erst durch Multiplikation mit den zugehörigen Teilsicherheitsbeiwerten (gG und gQ) erhält man die Bemessungswerte der Einwirkungen (z.B. für Gd, Pd, Wd und Sd).
Gd =  gG x Gk
Qd =  gQ x Qk
 
Wie zu erkennen ist, werden Bemessungswerte mit einem tiefgestellten „d“ und charakteristische Werte mit einem tiefgestelltem „k“ gekennzeichnet.
 
In weiterer Folge sind die Nachweise mit Kombinationen von Bemessungswerten der Einwirkungen zu führen - z.B. für den Grenzzustand der Tragfähigkeit mit „ständiger oder vorübergehender Bemessungssituation“.
 
Ständige oder vorübergehende Bemessungssituation:
EdS gG,j  x  Gk,j  +  gP  x  P  +  gQ,1  x Qk,1  +  S gQ,i   x  y0,i   x  Qk,i
 
Für den Hochbau gilt:
gG,j = 1,35 (ungünstig) oder gG,j = 1,0 (günstig)
gQ,i = 1,5  
y0, y1 und y sind einwirkungsabhängige Kombinationsbeiwerte (siehe EC).
 
Für beide Grenzzustände müssen nun Bemessungssituationen berechnet werden und dem Tragwerkswiderstand gegenübergestellt werden.
 
Der Widerstand des Tragwerks gegen diese Lastkombinationen wird durch geometrische Größen (z.B. Querschnitt) und Werkstoffeigenschaften festgelegt. Die Werkstoffeigenschaften werden durch charakteristische Werte (Fraktilewerte) Xk festgelegt.

 

Der Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit beruht nun auf dem Vergleich von Beanspruchungen und Widerständen. Dieser Vergleich wird bei Holzbauteilen über Spannungen und bei Verbindungen über Kräfte geführt.

 

 

Allgemein gilt für einen Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit in Achsrichtung der Schraube:

Nachweise für Verbindungen mit Schrauben werden immer auf der Basis von Kräften geführt!

 

(Fax,Ed = Einwirkung und Fax,Rd = Widerstand)
 

Allgemein gilt für einen Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit auf Abscheren der Schraube:

Nachweise für Verbindungen mit Schrauben werden immer auf der Basis von Kräften geführt!
 
​(Fv,Ed = Einwirkung und Fv,Rd = Widerstand)
 
Anmerkung: Ob für eine Beanspruchung in Schaftrichtung oder für eine Beanspruchung auf Abscheren, in beiden Fällen wird der Bemessungswert der Tragfähigkeit aus dem jeweiligen charakteristischen Wert berechnet!
 

Nutzungsklassen:

 

Anmerkung zu den Nutzungsklassen: Die relative Luftfeuchte darf in den Nutzungsklassen 1 und 2 maximal für einige Wochen im Jahr die angegebenen Werte übersteigen!

 
Werte für kmod:

Folgende kmod-Werte gelten für Verbindungen in Vollholz bzw. Brettschichtholz:

 

Nutzungsklasse

Ständige Einwirkung

Lange Einwirkung

Mittlere Einwirkung

Kurze Einwirkung

Sehr kurze Einwirkung

1

0,60

0,70

0,80

0,90

1,10

2

0,60

0,70

0,80

0,90

1,10

3

0,50

0,55

0,65

0,70

0,90

 

 

Beispiele für die Zuordnung zu Klassen der Lasteinwirkungsdauer:

Klasse der Lasteinwirkungsdauer (KLED)

Beispiele für Lasteinwirkung

„ständig“

Eigengewicht

„lang“

Lagerstoffe

„mittel“

Nutzlasten, Schneelasten bei Geländehöhe des Bauwerkstandortes über NN größer 1000m

„kurz“

Schneelasten bei Geländehöhe des Bauwerkstandortes über NN bis zu 1000m, Windlasten, bewegte Lasten (Turngeräte)

„sehr kurz“

Außergewöhnliche Lasten, Anpralllasten, Erdbebenlasten

 
 

Umrechnungswerte für Berechnungen:

Für Spannungen und Flächenlasten:

Spannung

Flächenlast

N/mm²

N/m²

kN/m²

MN/m²

1 N/mm²

1

1000000

1000

1

1 N/m²

0,000001

1

0,001

0,000001

1 kN/m²

0,001

1000

1

0,001

1 MN/m²

1

1000000

1000

1

 

Weitere Variationen:

z.B.:     1 kPa    =     1 kN/m²

            1 MPa   =     1 N/mm²