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Kurzinformationen

Empfehlungen für die Praxis

Hier finden Sie als Ingenieur Empfehlungen für Ihre Arbeit. Die Kurzinformationen wurden vom statisch-konstruktiven Ausschuss (Stako) der Landesvereinigung der Prüfingenieure für Baustatik in Baden-Württemberg verfasst.

Diese Mitteilungen basieren auf Erfahrungen der Prüfingenieure für Baustatik; sie sind in der Regel mit den Landesbehörden abgestimmt, sind jedoch keine verbindliche Festlegung

Spannungsnachweise bei Satteldachträgern aus Brettschichtholz

Nr. 142
Sachgebiet Holzbau
DIN DIN 1052
Datum 28.01.2010
 

Es besteht Veranlassung, auf Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Prüfung von Satteldachträgern aus Brettschichtholz hinzuweisen.

Abb. 1 a) und b) zeigen die beiden Trägerformen, deren Bemessung in DIN 1052:2008-12, Abs. 10.4, Bilder 25 und 24 geregelt ist. Aus wirtschaftlichen Erwägungen wird in der Regel kombiniertes Brettschichtholz verwendet, außerdem wird die dem Bild 24 der Norm entsprechende Trockenfuge von ausführenden Firmen oft nach oben gesetzt. Dabei wird häufig nicht beachtet, dass hier weitere geometrische Unstetigkeiten entstehen. Auch gibt es für diese Geometrie keine geregelten Nachweise. Unter Zuhilfenahme der Literatur könnte man sich – für Brettschichtholzträger mit Rechteckquerschnitt – die Bemessung jedoch wie folgt vorstellen:

Abb. 2 zeigt vergrößert die Trägerhälften von Abb. 1c aus kombiniertem Brettschichtholz, beispielhaft im Firstbereich GL32c. Diese wurden jeweils in drei Bereiche unterteilt:

Im Bereich I können die Nachweise für den trapezförmigen Pultdachträger wie bisher erfolgen. Allerdings ist bei einem inhomogenen, dann nicht mehr symmetrischen Trägeraufbau (Abb. 2 rechte Trägerhälfte) entweder die Verbundtheorie anzuwenden oder der Spannungsnachweis mit der geringeren Holzgüte zu führen.

Wenn am oberen, schräg angeschnittenen Rand die Biegefestigkeiten für kombiniertes Brettschichtholz GL32c ausgenutzt werden sollen, müssen an der Stelle (max M/W) im oberen Sechstel des Querschnitts die höherfesten Lamellen der Sortierklasse C35 angeordnet werden (Abb. 2 linke Trägerhälfte).

Im Übergangsbereich zwischen den dargestellten Schnitten mit ausgenutzten Randspannungen für GL32c und GL 24 (Schnitte C in Abb. 2) wird eine lineare Abnahme der C35-Lamellen als statisch unbedenklich angesehen.

Bei den hier beschriebenen (kombinierten) Trägerbauarten sind die Lamellenpläne zur Prüfung vorzulegen.

 

Im Auflagerbereich wird auf die Erfordernis eines Schubspannungsnachweises vor der Gabel infolge Querkraft und Torsionsmoment hingewiesen.

Im Bereich III (Nachweis als gekrümmter Träger konstanter Höhe mit ?=0 und h*ap=90,9 cm im vorliegenden Beispiel Abb. 1c) muss die Länge lIII bis zum First mindestens h*ap betragen (höher darf eine Trockenfuge nicht gesetzt werden).

Ferner erfolgt die Kippaussteifung der Binder i.d.R. durch Pfetten und Verbände in der Obergurtebene. Bei einer Trockenfuge (Abb. 1b und 1c) ist es daher erforderlich, dass die Verbindung des lose aufgesattelten Firstkeils mit dem kippgefährdeten Binder bemessen wird.

Im Bereich II bewirkt die geometrische Unstetigkeit im Schnitt B Umlenkkräfte, in dem Bereich zwischen den Schnitten B und C sind die Interaktion am angeschnittenen oberen Trägerrand sowie die Krümmung des Trägers und somit Querzugspannungen und erhöhte Biegerandspannungen unten zu beachten. Für diesen Bereich wird folgende Vorgehens¬weise vorgeschlagen:

1. Behandlung der Umlenkkräfte im Schnitt B näherungsweise wie im Firstquerschnitt eines Satteldachträgers mit gekrümmtem Untergurt und aufgeleimtem Firstkeil (DIN 1052, Bild 25). Als maßgebender Winkel ? kann hier entsprechend der Literatur die Hälfte des Differenzwinkels (? - ?), also des Knickwinkels am oberen Rand, angenommen werden. DIN-gemäß werden nachgewiesen

- die Querspannungen mit kP und kdis

(der Wert kdis sollte, auf der sicheren Seite liegend, mit 1,15 in Ansatz gebracht werden)

- die Längsspannungen am Biegezugrand mit kl

2. Am oberen schräg angeschnittenen Rand ist die Spannungsinteraktion an der maßgebenden Stelle ( max(M/W) ) mit Gleichung (77) der DIN 1052 nachzuweisen.

Vergleichsrechnungen zu den meisten der, zudem noch schlecht prüfbaren EDV-Programme ergaben, dass für einen Träger nach Abb. 1c oft die Nachweise im Bereich II maßgebend werden. Dies erfordert häufig Querzugverstärkungen in den Bereichen II und III.

Für nicht rechteckige Querschnitte sind gesonderte Nachweise zu führen.

 

Diese Kurzinformation stellt die mehrheitliche Meinung des Statisch Konstruktiven Ausschusses der VPI Baden-Württemberg zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dar.

Die Aktualität des Inhaltes, insbesondere der Normenbezüge, ist eigenverantwortlich zu beurteilen.

Quelle von Roth, W.; Butenschön, B.: Rechnerische Querzugspannungen von gekrümmten Brettschichtholzträgern. In: Bauen mit Holz (1990), Heft 8, S. 581 – 584 BLUMER, H. 1972/1979 Spannungsberechnungen an anisotropen Kreisbogenscheiben und Sattelträgern
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