Nachweis eines geschweißten Fachwerkbinders
Fachbeitrag
Dieser Fachbeitrag behandelt die Bauteil- und Querschnittsnachweise eines geschweißten Fachwerkbinders im Grenzzustand der Tragfähigkeit. Weiterhin wird auf den Verformungsnachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit eingegangen.
Das Modell basiert auf dem Beispiel 1.4 in der Fachliteratur [1]. Ein System mit Abmessungen sowie der Darstellung der verwendeten Querschnitte zeigt Bild 01.
Einwirkungen und Bemessungsschnittgrößen
Die charakteristischen Einwirkungen für dieses Teiltragwerk sind in [1] zusammengestellt und werden in entsprechende Lastfälle übernommen. Eine Lastgenerierung am 3D-Modell wäre für dieses Gebäude sicher realitätsnaher und zu bevorzugen. Die Kombinatorik der Bemessungssituationen GZT und GZG erfolgt automatisch in RFEM oder RSTAB.
Die Berechnung der Schnittgrößen und Verformungen in den Lastkombinationen erfolgt nach Theorie I. Ordnung. Es ergeben sich damit folgende Bemessungsschnittgrößen für den Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit (Bild 02).
Querschnittsklassifikation
Für die Ermittlung der Querschnittsklasse wird in RF-/STAHL EC3 ein erster Bemessungsfall angelegt für alle Stäbe und ohne Stabilitätsnachweise. Die Berechnung der Querschnittsklasse erfolgt x-stellenweise für die vorliegenden Schnittgrößen. Eine grafische Anzeige der sich ergebenden Querschnittsklasse ist über den Ergebnis-Navigator möglich (Bild 03). Alle Querschnitte sind in der QKL 1, somit ist ein plastischer Querschnittsnachweis nach Abschnitt 6.2.9 in [2] möglich.
Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
Es werden nun die Querschnitts- und Stabilitätsnachweise für die Füllstäbe sowie den Ober- und Untergurt geführt. Zum Nachweis der Füllstäbe (Stäbe 1 bis 16) wird in RF-/STAHL EC3 ein zweiter Bemessungsfall angelegt. Der Stabilitätsnachweis erfolgt nach Abschnitt 6.3.1 in [2]. Der Knicklängenbeiwert für die starke und schwache Achse wird dabei gemäß Absatz BB.1.3 (3) B in [2] mit 0,75 angesetzt. Ausnutzungen siehe Bild 04.
Zum Nachweis des Untergurtes wird in RF-/STAHL EC3 ein dritter Bemessungsfall angelegt. Da auch unter Windsog Zugkräfte im Untergurt vorliegen, werden lediglich Querschnittsnachweise erforderlich. Weiterhin muss nicht mit einem Netto-Querschnitt nachgewiesen werden, da die Füllstäbe angeschweißt werden und somit keine Löcher im Querschnitt vorliegen. Ausnutzungen siehe Bild 05.
Zum Nachweis des Obergurtes wird in RF-/STAHL EC3 ein vierter Bemessungsfall angelegt und der entsprechende Stabsatz ausgewählt. Im Gegensatz zu [1] wird hier zur besseren Abbildung der Randbedingungen der Nachweis nach dem Allgemeinen Verfahren nach Abschnitt 6.3.4 in [2] geführt. An den Auflagern wird eine Gabellagerung angenommen. An den Anschlusspunkten der Pfetten am oberen Flansch kann keine Gabellagerung vorausgesetzt werden. Es erfolgt der Ansatz einer seitlichen Stützung am oberen Flansch und einer Drehfeder, welche aus der Profilverformung des HE-B 240 resultiert. Ausnutzungen siehe Bild 06.
Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Zum Nachweis des Untergurtes wird in RF-/STAHL EC3 ein fünfter Bemessungsfall angelegt. In diesem erfolgt nur die Auswahl der Lastkombinationen im GZG. In [2] werden keine Angaben zu zulässigen Verformungen angegeben. Diese sind projektspezifisch mit dem Auftraggeber abzustimmen. Es wird sich daher am Grenzwert der Vornorm von L/200 orientiert. Ausnutzungen siehe Bild 07.
Bemessung Verbindungen
Auf die Bemessung der geschweißten Verbindungen der Gurtknoten sowie der Verbindung des Fachwerkbinders an die eingespannten Außenstützen wird in diesem Beitrag nicht eingegangen. Die Bemessung der Stirnplattenverbindung im Untergurt nach dem CIDECT-Verfahren und mittels FEM-Modells ist ausführlich im diesem Fachbeitrag erläutert.
Autor
Dipl.-Ing. (FH) Frank Sonntag, M.Sc.
Sales & Customer Support
Herr Sonntag koordiniert den Standort Leipzig und ist Ansprechpartner für vertriebliche Anfragen sowie im Kundensupport.
Schlüsselwörter
Fachwerk Binder Dachkonstruktion Stabilitätsnachweis
Literatur
Links
Schreiben Sie einen Kommentar...
Schreiben Sie einen Kommentar...
- Aufrufe 1572x
- Aktualisiert 27. August 2021
Kontakt
Haben Sie Fragen oder brauchen Sie einen Rat? Kontaktieren Sie uns über unseren kostenlosen E-Mail-, Chat- bzw. Forum-Support oder nutzen Sie die häufig gestellten Fragen (FAQs) rund um die Uhr.
Neu
Parametrisierung von Walzquerschnitten
Die meisten in RFEM und RSTAB vorhandenen Walzprofile können auch mit eigenen Parametern versehen werden.
- Wo finde ich in RFEM 6 und RSTAB 9 die Materialien zu den entsprechenden nationalen Anhängen?
- Wie wende ich die Windlast auf Stäbe offener Bauwerke an?
- Kann RF-/MAST Belastung auch ohne andere MAST Zusatzmodule verwendet werden?
- Im Zusatzmodul RF-/STAHL EC3 möchte ich einen Querschnitt nicht bemessen. Kann ich diesen Querschnitt schnell aus der Auswahl entfernen?
- Ich habe eine Dachkonstruktion, die auf einer Stahlsäule ruht, die zu den Fundamenten läuft. Die Stütze verläuft durch eine Außenwand, die die Zwischendecke trägt. Ein erheblicher Teil der Last vom Dach wird auf die Wand übertragen. Ich möchte, dass die Stahlstütze alle vertikalen Lasten vom Dach trägt. Wie kann ich das tun?
- Sind die gezeigten Modelle und Präsentationen vom Infotag 2018 frei verfügbar und können Sie mir diese bitte zusenden?
- Ich habe beim Import einer dxf-Datei in DUENQ eine Freigabe-Verletzung festgestellt. Was ist das Problem?
- Wie kann ich Membranspannungen in den Ergebnissen von RF -STAHL Flächen anzeigen?
- Was bedeutet die Überlagerung nach der CQC-Regel in der dynamischen Analyse?
- Wie erfolgt die automatische Bildung von c/t-Teilen?
Produkte zu diesem Thema
Basisprogramm
Das FEM-Programm RFEM ermöglicht die schnelle und einfache Modellierung und Berechnung von Tragkonstruktionen mit Stab-, Platten-, Scheiben-, Faltwerk-, Schalen- und Volumen-Elementen aus verschiedenen Materialien.
3.540,00 USD
Zusatzmodul
Bemessung von Stahlstäben nach EC 3
1.480,00 USD
Zusatzmodul
Tragfähigkeit geschweißter Hohlprofilverbindungen nach EN 1993-1-8:2005
760,00 USD
Basisprogramm
Das 3D-Statik-Programm RSTAB eignet sich für die Berechnung von Stabwerken aus Stahl, Beton, Holz, Aluminium oder anderen Materialien. Mit RSTAB definieren Sie einfach und schnell das Tragwerksmodell und berechnen dann die Schnittgrößen, Verformungen und Lagerreaktionen.
2.550,00 USD
Zusatzmodul
Tragfähigkeit geschweißter Hohlprofilverbindungen nach EN 1993-1-8:2005
760,00 USD
