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29. April 2021

Alternative zum Gamma-Verfahren: Nachgiebiger Verbundträger als Stabwerksmodell

Neben dem genormten Gamma-Verfahren lassen sich nachgiebig verbundene Träger auch als Stabwerksmodell abbilden.

Dieses hat gegenüber dem Gamma-Verfahren unter anderem folgende Vorteile:

  • Beliebige Lage und Abstand der Verbindungsmittel
  • Unabhängig von Auflageranzahl und Auflagerbedingung
  • Beliebige Belastung

Modellierung

Modelliert werden soll ein T-Querschnitt (Steg NH C24, Gurt LH D50). Dazu werden der Steg und der Gurt an möglichst vielen diskreten Punkten über gelenkige Kopplungsstäbe (Starrstäbe) verbunden, um identische Durchbiegungen der beiden Elemente zu erzielen. Als nächstes wird an den Stellen, an denen sich ein Verbindungsmittel befindet, ein Stab gesetzt. Diese werden biegesteif am Steg und am Gurt befestigt und bilden über eine definierte Biegesteifigkeit die Schubnachgiebigkeit des Verbindungsmittels ab. Auf Höhe der Verbundfuge wird ein Gelenk gesetzt.

Ermittlung der Biegesteifigkeit

Wie oben erwähnt, erfolgt nun die Ermittlung der Biegesteifigkeit der Steifigkeitsstäbe zur Berücksichtigung der Schubnachgiebigkeit des Verbindungsmittels. Dazu können die im Bild gezeigten Formeln verwendet werden, welche aus den statischen Ersatzsystemen resultieren. Im Bild oben erfolgte die Ermittlung der Biegesteifigkeit unter Vernachlässigung der Steg- und Gurtsteifigkeit. Im Bild unten, wird die Steg- und Gurtsteifigkeit mit berücksichtigt.

Der daraus resultierende Wert kann einfach im Stabtyp "Steifigkeiten" bearbeitet werden, ohne einen effektiven Querschnitt erstellen zu müssen. Die Ermittlung der Verschiebungsmoduln kann nach Tabelle 7.1 der EN 1995-1-1 erfolgen. Für eine Schraube d=6mm ergibt sich gemäß Tabelle 7.1 der EN 1995-1-1 ein Verschiebungsmodul von 3469 kN/m. Wird dieser Wert in die Gleichung aus Bild 02 eingesetzt (Vernachlässigung der Gurtsteifigkeit), ergibt sich eine effektive Biegesteifigkeit von 0,601 kN/m². Die Dehnsteifigkeit sowie Schubsteifigkeit können mit einem hohen Wert gegen „unendlich“ gesetzt werden.

Weitere Alternative (nur RFEM)

Eine weitere Möglichkeit nachgiebige Verbundträger mit Stäben zu berechnen ist die Verwendung von Linienfreigaben. Diese Option wird hier erläutert.


Autor

Herr Rehm engagiert sich in der Entwicklung im Bereich Holzbau und im Kundensupport.

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