Odborný článek

Nachweis der Tragfähigkeit im Holzbau

Wie eingangs erwähnt, resultiert in der Regel aus der größten Beanspruchung auch die größte Auslastung der Bauteile. In den meisten europäischen sowie amerikanischen Normen ist die Festigkeit der Hölzer jedoch abhängig von der Lasteinwirkungsdauer und der Holzfeuchte. Daher kann es durchaus vorkommen, dass eine Lastkombination maßgebend wird, die betragsmäßig nicht die größte Beanspruchung liefert. Deswegen muss man darauf achten, die maßgebenden Lastkombinationen zu finden. In Bild 01 wird dies grafisch veranschaulicht.

Obr. 01 - Influence of the Load Duration on the Design Value of the Strength

Ed = Bemessungswert der Beanspruchung
Rd = Bemessungswert der Festigkeit
t = Einwirkungsdauer
g = Ständige Last
s = Schneelast
w = Windlast

Fall 1:
Maßgebende Lastkombination = g + s + w 
Begründung: Zatížení z g + s + w je nejblíže křivce Rd .

Fall 2:
Kombinace zatížení = g
Důvod: Zatížení z g je nejblíže křivce Rd .

Případ 3:
Kombinace zatížení = g + s
Důvod: Zatížení z g + s je nejblíže křivce Rd .

Případ 4:
Kombinace zatížení = g + s
Důvod: Zatížení od g + s překračuje křivku Kurve R d → E d > Rd .

Vliv doby trvání zatížení je uvažován v [1] s modifikačním koeficientem k mod . V [2] je tato situace řízena faktorem CD (ASD) a faktorem λ (LRFD). Švýcarská norma [3] jednoduše definuje vliv trvání zatížení na pevnost s faktorem η M a je tedy identická pro všechny činnosti; Obrázek 01 proto není v tomto případě platný.

Mezní stav konstrukce použitelnosti pro dřevěné konstrukce

Při provádění návrhu mezního stavu použitelnosti dochází k největším průhybům, jsou-li zohledněny všechny poměry průhybu nepříznivých účinků. Podle [1] musí být analyzovány následující deformace, například pro německou a rakouskou přílohu:

  • elastická počáteční deformace w inst
    sestávající z charakteristické kombinace
  • konečná deformace w fin
    sestávající z charakteristické počáteční deformace a poměrů dotvarování kvazi-permanentní kombinace
  • konečná deformace w fin, net
    sestávající z kvazi-trvalé počáteční deformace a poměrů dotvarování kvazi-trvalé kombinace. Vypočítává se také s charakteristickou počáteční deformací pro ostatní země, ale to je považováno za příliš „přísné“ podle německé a rakouské přílohy.

V [2] není výslovně vysvětleno, které zatěžovací stavy musí být použity pro určení zatížení zátěží pro provozuschopnost. Odvolává se na obecně uznávané stavební normy. V tomto případě lze pro určení kombinací řízení použít IBC (International Building Code) [4] (viz kapitola 1604.3). V [2] je vysvětleno pouze uvažování o tečení. Oproti ostatním evropským normám IBC posuzuje akce týkající se deformací odděleně. Mezní hodnoty vyplývají pouze z uloženého zatížení, sněhu nebo větru pro deformaci a při tečení z vlastní hmotnosti + zatížení.

Podle [3] musí být mimo jiné analyzovány následující mezní stavy:

  • vzácná konstrukční situace
    sestávající z charakteristické počáteční deformace a poměrů dotvarování kvazi-permanentní kombinace
  • častá návrhová situace
    sestávající z časté počáteční deformace a poměrů tečení kvazi-trvalé kombinace
  • kvazi-stálá návrhová situace
    sestávající z kvazi-trvalé počáteční deformace a poměrů dotvarování kvazi-trvalé kombinace

S ohledem na trvání zátěže, vlhkost dřeva a deformaci v RFEM a RSTAB

Aby se zohlednila doba zatížení, vlhkost dřeva a tečení, RFEM a RSTAB obsahují samostatné normy pro klasifikaci zatěžovacích stavů a jejich kombinací. "Dřevo" se přidává v příslušné normě.

Obr. 02 - Special Settings in Timber Construction in the General Data

Ve vlastnostech příslušné normy je možné nastavit specifická nastavení standardu, jako je například definice koeficientu tečení. Tím se vytvoří nezbytná nastavení pro vytvoření kombinace zatížení.

Obr. 03 - Selecting the Creeping Coefficient

Pro posouzení vlivu doby trvání zátěže během návrhu je definována příslušná doba trvání zátěže.

Obr. 04 - Load Duration Assignment for the Load Cases

Automaticky se přebírá v konstrukčních modulech (RF- / TIMBER Pro, RF- / TIMBER AWC, RF-LAMINATE atd.) A přiřazuje se jednotlivým kombinacím zatížení.

Obr. 05 - Load Duration Assignment for the Individual Load Combinations

Pak je zajištěno, že konstrukce mezního stavu únosnosti každé kombinace zátěže je vždy prováděna s nejkratší dobou zatížení obsažených zatěžovacích stavů.

Pro mezní stav použitelnosti jsou mezní hodnoty příslušné projektové situace přiřazeny v obecných údajích příslušného přídavného modulu. Pokud jsou kombinace zatížení generovány ručně, bez použití kombinace kombinací zatížení, musí být přiřazení provedeno také ručně.

Obr. 06 - Přiřazení situací návrhu pro stav limitu použitelnosti

Mezní hodnoty mohou být nastaveny v nastavení normy nebo v nastavení národní přílohy pro příslušnou konstrukční situaci.

Obr. 07 - Mezní hodnoty pro analýzu deformací

Literatura

[1]   Eurocode 5: Design of timber structures - Part 1-1: General - Common rules and rules for buildings; EN 1995-1-1:2010-12
[2]   National Design Specification (NDS) for Wood Construction 2018 Edition
[3]   SIA 265:2012: Holzbau. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich, 2012.
[4]   2018 International Building Code (IBC)

Odkazy

Kontakt

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RSTAB Hlavní program
RSTAB 8.xx

Hlavní program

Program pro statický výpočet a navrhování prutových a příhradových konstrukcí, provedení lineárních a nelineárních výpočtů vnitřních sil, deformací a podporových reakcí.

Cena za první licenci
2 550,00 USD
RFEM Dřevěné konstrukce
RF-TIMBER AWC 5.xx

Přídavný modul

Posouzení dřevěných prutů a sad prutů podle ANSI/AWC NDS

Cena za první licenci
1 120,00 USD
RSTAB Dřevěné konstrukce
TIMBER AWC 8.xx

Přídavný modul

Posouzení dřevěných prutů a sad prutů podle ANSI/AWC NDS

Cena za první licenci
1 120,00 USD
RFEM Dřevěné konstrukce
RF-TIMBER CSA 5.xx

Přídavný modul

Posouzení dřevěných prutů a sad prutů podle CSA 086-14

Cena za první licenci
1 120,00 USD
RSTAB Dřevěné konstrukce
TIMBER CSA 8.xx

Přídavný modul

Posouzení dřevěných prutů a sad prutů podle CSA 086-14

Cena za první licenci
1 120,00 USD
RFEM Dřevěné konstrukce
RF-TIMBER Pro 5.xx

Přídavný modul

Posouzení dřevěných prutů podle EC 5

Cena za první licenci
1 120,00 USD
RSTAB Dřevěné konstrukce
TIMBER Pro 8.xx

Přídavný modul

Posouzení dřevěných prutů a sad prutů podle Eurokódu 5, SIA 265 a/nebo DIN 1052

Cena za první licenci
1 120,00 USD
RFEM Přípoje
RF-JOINTS Timber - Timber to Timber 5.xx

Přídavný modul

Posouzení přímých dřevěných spojů podle Eurokódu 5

Cena za první licenci
360,00 USD
RSTAB Přípoje
JOINTS Timber - Timber to Timber 8.xx

Přídavný modul

Posouzení přímých dřevěných spojů podle Eurokódu 5

Cena za první licenci
360,00 USD
RFEM Přípoje
RF-JOINTS Timber - Steel to Timber 5.xx

Přídavný modul

Posouzení nepřímých dřevěných spojů podle Eurokódu 5

Cena za první licenci
850,00 USD
RSTAB Přípoje
JOINTS Timber - Steel to Timber 8.xx

Přídavný modul

Posouzení nepřímých dřevěných spojů podle Eurokódu 5

Cena za první licenci
850,00 USD
RFEM Ostatní
RF-LIMITS 5.xx

Přídavný modul

Porovnání výsledků s definovanými mezními hodnotami

Cena za první licenci
580,00 USD
RSTAB Ostatní
LIMITS 8.xx

Přídavný modul

Porovnání výsledků s definovanými mezními hodnotami

Cena za první licenci
580,00 USD
RFEM Ostatní
RF-LAMINATE 5.xx

Přídavný modul

Posouzení vícevrstvých ploch

Cena za první licenci
1 120,00 USD