Artigo técnico

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.

Figura 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: O carregamento de g + s + w é o mais próximo da curva R d .

Fall 2:
Combinação de carga governante = g
Razão: O carregamento de g é o mais próximo da curva R d .

Caso 3:
Combinação de carga governante = g + s
Razão: O carregamento de g + s é o mais próximo da curva R d .

Caso 4:
Combinação de carga governante = g + s
Razão: Carregamento de g + s excede a curva Kurve R d → E d > R d .

A influência da duração da carga é considerada em [1] com o coeficiente de modificação k mod . Em [2] , essa situação é gerenciada com o fator C D (ASD) e o fator λ (LRFD). O padrão suíço [3] simplesmente define a influência da duração da carga na força com o fator η M e é, portanto, idêntico para todas as ações; Figura 01, portanto, não é válida neste caso.

Design do Estado Limite de Facilidade de Manutenção para Estruturas de Madeira

Ao executar o projeto do estado limite de serviço, as maiores deflexões ocorrem se todas as proporções de deflexão das ações desfavoráveis forem consideradas. Segundo [1] as seguintes deformações devem ser analisadas, por exemplo, para o anexo alemão e austríaco:

  • deformação inicial elástica w inst
    consistindo na combinação característica
  • deformação final w fin
    consistindo na deformação inicial característica e nas taxas de fluência da combinação quase permanente
  • deformação final w fin, net
    consistindo na deformação inicial quase permanente e nas relações de fluência da combinação quase permanente. Também é calculado com a característica de deformação inicial para outros países, mas isso é considerado muito "estrito" de acordo com o anexo alemão e austríaco.

Em [2] , não é explicitamente explicado quais casos de carga devem ser usados para determinar as combinações de carga para a manutenção. Refere-se aos padrões de engenharia de construção geralmente aceitos. Neste caso, o IBC (International Building Code) [4] pode ser usado para determinar a combinação de carga governante (ver Capítulo 1604.3). Apenas considerando a fluência é explicado em [2] . Em contraste com outras normas europeias, o IBC considera as ações em relação às deformações separadamente. Os valores limite resultam apenas de cargas impostas, neve ou vento para a deformação e em caso de fluência a partir do peso próprio + carga imposta.

Segundo [3] os seguintes estados limites devem ser analisados entre outras coisas:

  • situação de design raro
    consistindo na deformação inicial característica e nas taxas de fluência da combinação quase permanente
  • situação de design frequente
    consistindo na deformação inicial frequente e nas taxas de fluência da combinação quase permanente
  • situação de projeto quase-permanente
    consistindo na deformação inicial quase permanente e nas taxas de fluência da combinação quase permanente

Considerando a duração da carga, a humidade da madeira e a fluência no RFEM e no RSTAB

Para ter em conta a duração da carga, a humidade da madeira e a fluência, o RFEM e o RSTAB contêm normas separadas para classificar os casos de carga e as suas combinações. "Wood" é adicionado no padrão relevante.

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

Nas propriedades do padrão relevante, é possível definir configurações específicas do padrão, como a definição do coeficiente de fluência. As configurações necessárias são feitas para criar a combinação de carga.

Figura 03 - Selecting the Creeping Coefficient

Para considerar a influência da duração da carga durante o projeto, a duração da carga relevante é definida ao criar o caso de carga.

Figura 04 - Load Duration Assignment for the Load Cases

É automaticamente assumido nos módulos de design (RF- / TIMBER Pro, RF- / TIMBER AWC, RF-LAMINATE e assim por diante) e atribuído às combinações de carga individuais.

Figura 05 - Load Duration Assignment for the Individual Load Combinations

É então assegurado que o desenho do estado limite último de cada combinação de carga é sempre executado com a menor duração de carga dos casos de carga contidos.

Para o estado limite de utilização, os valores limite da situação de projeto relevante são atribuídos nos dados gerais do módulo adicional correspondente. Se as combinações de carga forem geradas manualmente, sem usar a combinação de carga automática, a atribuição também deverá ser feita manualmente.

Figura 06 - Design de atribuição de situação para o estado limite de utilização

Os valores limite podem ser ajustados nas configurações da norma ou nas configurações do Anexo Nacional para a situação de projeto relevante.

Figura 07 - Valores-limite para a análise de deformação

Referência

[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)

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