Artykuł o tematyce technicznej

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.

Rysunek 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: Ładowanie z g + s + w jest najbliższe krzywej Rd .

Fall 2:
Zarządzanie kombinacją obciążenia = g
Powód: Obciążenie od g jest najbliższe krzywej Rd .

Przypadek 3:
Zarządzanie kombinacją obciążeń = g + s
Powód: Obciążenie od g + s jest najbliższe krzywej Rd .

Przypadek 4:
Zarządzanie kombinacją obciążeń = g + s
Powód: Ładowanie froms g + s przekracza krzywą Kurve Rd → E d > Rd .

Wpływ czasu trwania obciążenia jest rozważany w [1] ze współczynnikiem modyfikacji k mod . W [2] , to sytuacja jest zarządzany przez współczynnik C D (ASD) i czynnik X (LRFD). Szwajcarska norma [3] po prostu definiuje wpływ czasu trwania obciążenia na siłę ze współczynnikiem η M, a zatem jest identyczna dla wszystkich działań; Rysunek 01 nie jest zatem ważny w tym przypadku.

Projekt limitu stanu użytkowego dla konstrukcji drewnianych

Przy projektowaniu stanu granicznego użytkowalności największe odchylenia występują, gdy uwzględniane są wszystkie współczynniki ugięcia niekorzystnych działań. Zgodnie z [1] następujące deformacje muszą zostać przeanalizowane, na przykład dla załącznika niemieckiego i austriackiego:

  • elastyczna początkowe odkształcenie w INST
    składający się z charakterystycznej kombinacji
  • ostateczne odkształcenie w płetwie
    składający się z charakterystycznej deformacji początkowej i współczynników pełzania kombinacji quasi-stałej
  • ostateczne odkształcenie w płetwie, siatka
    składający się z quasi-stałej deformacji początkowej i współczynników pełzania kombinacji quasi-stałej. Oblicza się go również z charakterystyczną deformacją początkową dla innych krajów, ale jest to uważane za zbyt „ścisłe” zgodnie z załącznikiem niemieckim i austriackim.

W [2] nie wyjaśniono jednoznacznie, które przypadki obciążeń muszą zostać wykorzystane do określenia obciążeń obciążenia dla użyteczności. Odnosi się do ogólnie przyjętych standardów inżynierii budowlanej. W takim przypadku IBC (Międzynarodowy kodeks budowlany) [4] może być użyty do określenia rządzącej kombinacji obciążeń (patrz rozdział 1604.3). Tylko rozważenie pełzania zostało wyjaśnione w [2] . W przeciwieństwie do innych norm europejskich, IBC rozważa działania w odniesieniu do deformacji oddzielnie. Wartości graniczne wynikają tylko z nałożonych obciążeń, śniegu lub wiatru dla deformacji oraz w przypadku pełzania z ciężaru własnego + obciążenia nałożonego.

Zgodnie z [3] następujące stany graniczne muszą być analizowane między innymi:

  • rzadka sytuacja projektowa
    składający się z charakterystycznej deformacji początkowej i współczynników pełzania kombinacji quasi-stałej
  • częsta sytuacja projektowa
    składający się z częstej deformacji początkowej i współczynników pełzania kombinacji quasi-stałej
  • quasi-stała sytuacja projektowa
    składający się z quasi-stałej deformacji początkowej i współczynników pełzania kombinacji quasi-stałej

Uwzględnienie czasu trwania obciążenia, wilgotności drewna i pełzania w RFEM i RSTAB

Aby uwzględnić czas trwania obciążenia, wilgotność drewna i pełzanie, RFEM i RSTAB zawierają oddzielne standardy do klasyfikacji przypadków obciążeń i ich kombinacji. „Drewno” dodaje się w odpowiednim standardzie.

Rysunek 02 - Special Settings in Timber Construction in the General Data

We właściwościach odpowiedniej normy możliwe jest ustawienie specyficznych dla standardu ustawień, takich jak definicja współczynnika pełzania. Niezbędne ustawienia są więc tworzone w celu utworzenia kombinacji obciążeń.

Rysunek 03 - Selecting the Creeping Coefficient

Aby uwzględnić wpływ czasu trwania obciążenia podczas projektowania, odpowiedni czas trwania obciążenia jest definiowany podczas tworzenia przypadku obciążenia.

Rysunek 04 - Load Duration Assignment for the Load Cases

Jest on automatycznie przejmowany w modułach projektowych (RF- / TIMBER Pro, RF- / TIMBER AWC, RF-LAMINATE itd.) I przypisywany do poszczególnych kombinacji obciążeń.

Rysunek 05 - Load Duration Assignment for the Individual Load Combinations

Następnie zapewnia się, że projekt stanu granicznego nośności dla każdej kombinacji obciążeń jest zawsze wykonywany przy najkrótszym czasie trwania obciążenia w przypadku przypadków obciążenia.

Dla stanu granicznego użytkowalności, wartości graniczne odpowiedniej sytuacji projektowej są przypisane do danych ogólnych odpowiedniego modułu dodatkowego. Jeśli kombinacje obciążeń są generowane ręcznie, bez użycia automatycznej kombinacji obciążeń, przypisanie musi być wykonane ręcznie.

Rysunek 06 - Przypisanie sytuacji projektowej dla stanu limitu użytkowalności

Wartości graniczne można dostosować w ustawieniach normy lub w ustawieniach załącznika krajowego dla odpowiedniej sytuacji projektowej.

Rysunek 07 - Wartości graniczne dla analizy deformacji

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)

Linki

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RFEM Konstrukcje drewniane
RF-TIMBER AWC 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów drewnianych i zbiorów prętów wg ANSI/AWC NDS (Norma amerykańska)

Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
RSTAB Konstrukcje drewniane
TIMBER AWC 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie drewnianych prętów i zbiorów prętów według ANSI/AWC NDS (Norma amerykańska)

Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
RFEM Konstrukcje drewniane
RF-TIMBER CSA 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów drewnianych i zbiorów prętów wg CSA 086-14 (Norma kanadyjska)

Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
RSTAB Konstrukcje drewniane
TIMBER CSA 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie drewnianych prętów i zbiorów prętów według CSA 086-14 (Norma kanadyjska)

Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
RFEM Konstrukcje drewniane
RF-TIMBER Pro 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie konstrukcji drewnianych według Eurokodu 5, SIA 265 i/lub DIN 1052

Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
RSTAB Konstrukcje drewniane
TIMBER Pro 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie konstrukcji drewnianych według Eurokodu 5, SIA 265 i/lub DIN 1052

Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
RFEM Połączenia
RF-JOINTS Timber - Timber to Timber 5.xx

Moduł dodatkowy

Obliczanie bezpośrednich połączeń drewnianych według Eurokod 5

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
RSTAB Połączenia
JOINTS Timber - Timber to Timber 8.xx

Moduł dodatkowy

Obliczanie bezpośrednich połączeń drewnianych według Eurokod 5

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
RFEM Połączenia
RF-JOINTS Timber - Steel to Timber 5.xx

Moduł dodatkowy

Projektowanie pośrednich połączeń drewnianych (śruby i płyty stalowe) według Eurokodu  5

Cena pierwszej licencji
850,00 USD
RSTAB Połączenia
JOINTS Timber - Steel to Timber 8.xx

Moduł dodatkowy

Projektowanie pośrednich połączeń drewnianych (śruby i płyty stalowe) według Eurokodu  5

Cena pierwszej licencji
850,00 USD
RFEM Inne
RF-LIMITS 5.xx

Moduł dodatkowy

Porównanie wyników z określonymi stanami granicznymi

Cena pierwszej licencji
580,00 USD
RSTAB Inne
LIMITS 8.xx

Moduł dodatkowy

Porównanie wyników z określonymi stanami granicznymi

Cena pierwszej licencji
580,00 USD
RFEM Inne
RF-LAMINATE 5.xx

Moduł dodatkowy

Analiza ugięć i obliczanie naprężenia powierzchni warstwowych

Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD