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G r a t s p a r r e n - S t a h l
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Mit dem Programm Gratsparren-Stahl sind Sie in der Lage Gratsparren mit bis zu zehn Feldern und beidseitigem Kragarm nach DIN 18800 zu bemessen. Die Lastannahmen erfolgen nach der neuen DIN 1055 (2003).
Mit Hinblick auf die Anforderungen der DIN 1055-4 (Windlasten) wird als Dachform ein Walmdach angesetzt.
Sämtliche Lasten sind auf die neue DIN 1055 bezogen. So gilt für Schneelasten die DIN 1055-5(2005) und für Windlasten die DIN 1055-4 (2006).
Für Eigengewichtslasten und Nutzlasten ist die DIN 1055-3 (2003) maßgebend. Die Bemessung erfolgt für Biegung + Längskraft an der Stütze und im Feld. Zudem wird die Beschränkung der Durchbiegung überprüft.
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Folg ende Stahlarten können berücksichtigt werden :
- S235
- S355
- freies Material mit Angabe der Festigkeiten etc. durch Nutzer
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Folgende Lastfälle werden erfasst:
- Eigengewicht
- Schneelast
- Windlast
- sonstige Verkehrslast
- wahlweise Mannlast Qk
Die Lastfallüberlagerung erfolgt ausschließlich nach DIN 18800 und nicht nach DIN 1055-100 (Vereinfachung ohne Berücksichtigung der Psi,2-Werte)
Folgende Nachweise werden geführt :
- Nachweis der Spannungen (wahlweise e-e oder e-p)
- Nachweis der Durchbiegungen
- Nachweis Biegedrillknicken(wahlweise)
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Hinweis zu Windlasten:
Das Programm ermittelt eigenständig alle notwendigen cpe-Werte. Der Nutzer hat jedoch die Möglichkeit, für die Bemessung des Sparrens eine feste Größe für die Windlast wk anzugeben. Dann wird für die Bemessung keine Einteilung in Bereiche (F, G und H) vorgenommen. Man kann auch auswählen, ob im Bereich F, G und H die positiven oder negativen Werte für cpe angesetzt werden. Weiterhin kann man festlegen, ob der Bereich F oder der Bereich G von der Traufkante oder von der Hauskante aus angesetzt werden (nur interessant bei Dachüberstand).
Das Programm untersucht automatisch die Anströmrichtungen auf das Hauptdach und auf das Nebendach als separate Lastfälle (alternativ). Der Windstaudruck q kann nach Angabe der notwendigen Werte wie Höhe über Gelände, Windlastzone und ggfs. Geländekategorie vom Programm automatisch ermittelt werden.
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Hinweis zu Schneelasten:
Die Schneelast sk kann nach Angabe der notwendigen Werte wie Höhe über NN und Schneelastzone vom Programm automatisch ermittelt werden.
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Hinweise zur Bemessung:
Die Bemessung erfolgt nach DIN 18800. Hierbei werden die Lastfallkombinationen auch nach der vereinfachenden Regel der DIN 18800 und nicht nach DIN 1055-100 gebildet. Ein Nachweis für Biegedrillknicken wird vom Programm nicht automatisch geführt, kann aber wahlweise für eine vorgegebene Kipplänge c geführt werden.
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Nachweis elastisch – elastisch:
Beim Nachweis elastisch – elastisch werden die Spannungen im Träger mit elastischen Querschnittswerten und elastischen Schnittgrößen ermittelt. Dabei werden die folgenden Spannungen berechnet und nachgewiesen:
- Biegespannungen so, su
- Schubspannungen t(td = Vd / Aq, Aq = Schubfläche)
- Biegespannungen sV
Die Nachweis der Vergleichsspannung sV ist nur erforderlich, wenn gilt: sd / sRd > 0,5 und td / tRd > 0,5
Zur Berücksichtigung von örtlich zulässigen Plastizierungen darf die zulässige Vergleichsspannung sRd um 10% erhöht werden. Dies kann im Programm wahlweise berücksichtigt werden.
Bei Winkel – Profilen sollen nach DIN 18800 die Längsspannungen um 30% erhöht werden. Dies ist ebenfalls als Option im Programm wählbar.
Bei Doppel T – Profilen dürfen zur Berücksichtigung von Teilplastizierungen die Längsspannungen um den Faktor a*,pl,y bzw. a*,pl,z abgemindert werden. Diese Option ist im Programm wählbar.
Hinweis:
Eine Untersuchung, ob der Steganteil ausgeprägt ist, d.h. ob AGurt / ASteg <= 0,6 ist, wird vom Programm nicht geprüft. Die Ermittlung von t = Vd / Aq ( Aq = ASteg) liegt i.A. jedoch auf der sicheren Seite und wird daher auch allgemein anerkannt. Im Zweifelsfalle sollte die Schubspannung jedoch noch separat ermittelt und geprüft werden. Bei den Standardprofilen ist dies jedoch nicht notwendig.
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Nachweis elastisch – plastisch:
Beim Nachweis elastisch – plastisch werden beim Nachweis die elastisch ermittelten Schnittgrößen Md und Vd den plastischen Tragfähigkeiten M,pl bzw. V,pl gegenüber gestellt. Im Allgemeinen ergeben sich dadurch günstigere Bemessungsergebnisse, d.h. kleinere Profile. Beim Nachweis e-p wird eine Interaktion für die Schnittgrößen M und V geführt (DIN 18800 Teil1, Tabelle 16).
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Nachweis grenz(b/t):
Für Profile mit Doppel T – Querschnitt bzw. Quadrat- und Rechteckrohre wird ein Nachweis grenz(b/t) nach DIN 18800 Teil 1, Tabelle 12, Tabelle 13 und Tabelle 15 (e-p) geführt. Wenn der Nachweis grenz(b/t) >= vorh(b/t) erfüllt ist, dann braucht der Nachweis von ausreichender Beulsicherheit nach DIN 18800 Teil 3 nicht mehr geführt werden.
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Nachweis Biegedrillknicken (BDK):
Mit dem Programm können für Doppel T – Querschnitte für die Felder und Kragarme die Nachweise für Biegedrillknicken geführt werden. Für Quadrat- und Rechteckrohre sowie Rohre ist dieser Nachweis nicht zu führen. Für Doppel T – Profile, die um 90° gedreht sind, kann der Nachweis ebenfalls entfallen. Für die anderen Profilarten (U, L...) wird kein Nachweis geführt. Eventuell muss hier noch separat ein Nachweis geführt werden.
Das Programm prüft über die Bedingung zul.c >= vorh.c, ob für die angegebene Kipplänge c ein Nachweis für BDK erforderlich ist (c = Abstand der Halterungen des Druckgurtes). Wenn dieser Nachweis geführt werden muss, erfolgt die Berechnung nach DIN 18800 mit Mki,y,dund der Bedingung My,d / (kM*Mpl,y,d) <= 1. Es können gewalzte bzw. geschweißte Profile (n = 2,5 bzw. n = 2,0) erfasst werden. Für Trägerhöhen h <= 600 mm kann Mki,y,d wahlweise mit der vereinfachten Formel berechnet werden. Dies führt zu höheren Ausnutzungen (= sichere Seite). Die genaue Formel führt ggfs. zu kleineren Profilen.
Für die Berechnung von Mki,y,d ist der Lastangriff zp wichtig. Das Programm setzt dabei ungünstig den Lastangriff am Obergurt an.
Ebenfalls für die Berechnung von Mki,y,d benötigt man den Momentenbeiwertz. Dieser Wert muss vom Nutzer vorgegeben werden. Üblich sind folgende Werte:
- z = 1,12 (parabelförmige M – Linie)
- z = 1,35 (dreiecksförmige M – Linie)
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Screenshots:
Systemeingabe
Bemessungsparameter
Informationen zum System- und Lastbild
Eingabe der Grundlasten
Eingabe der Zusatzlasten (Einzellast an beliebiger Stelle)
Eingabe der Standortdaten (Ermittlung der Wind- und Schneelastzonen etc.)
Anzeige der Querschnittswerte des aktuell gewählten Profils
Eingabe eines neuen Profils in der persönlichen Datenbank (Profildatei bearbeiten)
Ergebnisse einsehen
Schnittgrößen einsehen
Grafiken für Schnittgrößen einsehen
Eingabewerte und Ergebnisse im RTF-Fenster einsehen / exportieren
Druckausgabe
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Beispielausdruck:
Beispielausdruck eines Zweifeld-Gratsparrens mit Kragarm unten aus HEA.
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