Beschreibung des Moduls
Deckenscheibe - Holz
Mit dem Programm Deckenscheibe Holzbau sind Sie in der Lage, Holzbalkendecken und Dächer gem. Eurocode 5 als Scheibe nachzuweisen und zu bemessen. Es können die Koordinaten für die Wandscheiben aus dem Programm ‘Verteilung von H-Lasten auf Wandscheiben’ importiert werden.
System, Nachweise
System
Folgende Nachweise werden geführt:
- Nachweis der Scheibenbeanspruchung
- Nachweis der Randgurte (Anteil Biegung nur, wenn Moment vorhanden)
- Nachweis der Randrippen (Anteil Biegung nur, wenn Moment vorhanden)
- Nachweis der Beplankung auf Biegung
- Nachweis der Halterung der Randgurte / Randrippen gegen Kippen / Knicken
- Nachweis der Scheibendurchbiegung
Systemeingabe
Das Programm ist 6 Eingabebereiche gegliedert:
1. Wände definieren (Geometrie)
Die Eingabe des Gebäudegrundrisses mit den Wänden und den Materialien erfolgt tabellarisch über Koordinaten. Während der Eingabe kann diese jederzeit in einer Grafik kontrolliert werden.
2. Abmessungen/ Material für Rippen u. Gurte eingeben
Die Querschnitte der Randrippen / Gurte und der Innenrippen werden getrennt eingegeben und der entsprechenden Nutzungsklasse zugeordnet. Dananch wird die Richtung der Rippen und der Beplankung festgelegt:
3. Beplankung deklarieren
Sie können wählen, ob die Beplankung ein- oder zweiseitig ausgeführt werden soll. Für jede Seite kann ein unterschiedliches Material definiert werden. Folgende Materialien stehen zur Wahl:
- OSB/3
- OSB/4
- Gipskartonplatte GKB
- Gipskartonplatte GKBI
- Gipskartonplatte GKF
- Gipskartonplatte GKFI
- Fermacell Gipsfaserplatte
- Spanplatte P4
- Spanplatte P5
- Spanplatte P6
- Spanplatte P7
- Kronoply F****
Es können auch eigene Materialien definiert und in einer Datenbank gespeichert werden. Screenshot hierzu.
Das Programm prüft die Bedingungen für freie Ränder und gibt entsprechende Hinweise, falls diese nicht eingehalten sind. Freie Ränder sind nur rechtwinklig zu den Innenrippen zulässig. Außerdem sind die Platten auch auf den Rippen, auf denen die Platten gestoßen sind, mit Verbindungsmitteln im Abstand av zu befestigen. Die Platten sind weiterhin um mindestens einen Rippenabstand ar versetzt anzuordnen.
4. Verbindungsmittel deklarieren
Für jede Seite der Beplankung sind entsprechende Verbindungsmittel zu wählen. In einer Infotabelle werden die in der Praxis üblicherweise verwendeten Arten und Dimensionen aufgelistet. Das Programm führt bei der Wahl umfangreiche Plausibilitätskontrollen durch, so dass der Anwender sicher die passende Verbindung zur gewählten Beplankung findet. Folgende Verbindungsmittel stehen zur Wahl:
- Nägel (inkl. Auswahlliste)
- Sondernägel
- Klammern,
- Schrauben DIN 7997
- Schrauben mit Zulassung
- Schnellbauschrauben DIN 18182-2
- Nägel DIN 18182-2
- Klammern DIN 18182-2
5. Belastung eingeben
Folgende Belastungen werden berücksichtigt:
- Winddruck in x- / y-Richtung,
- Windsog in x- / y-Richtung,
- M,d in Randrippen,
- M,d in Verteiler
- Flächenlast g + q
Bei der Eingabe der Lasten können Sie, wie gewohnt, auf die umfangreiche Datenbank zugreifen, die es Ihnen erlaubt, die Windzone durch Eingabe des Ortsnamens oder der Postleitzahl zu ermitteln. Nach Eingabe der Lasteinzugsbreite und -höhe wird die resultierende Last automatisch ermittelt. Als Grundlage für eine automatische Generierung der Lasten und der einzelnen Lastfälle wird die Geometrie des Gebäudes herangezogen. Zusätzliche Lasten können ebenfalls eingegeben werden. Eine Kontrollgrafik zeigt das Lastbild der Eingaben.
6. Bemessungs-/ Berechnungsoptionen festlegen
Für die Verbindungsmittel stehen zwei Berechnungsverfahren zur Verfügung:
- Vereinfacht nach DIN 1052 (2008), 12.2 bis 12.8
- Genau nach DIN 1052 (2008), Anhang G.2.2
Bei der Verwendung von Klammern kann der Winkel zwischen Klammerrücken und Faserrichtung des Holzes mit größer/ gleich 30° angegeben werden oder alternativ als kleiner 30° deklariert werden.
Gem. DIN 1052(2008 10.6(4) kann eine Erhöhung der Tragfähigkeit der Verbindungsmittel RD um 20% für allseitig schubsteife Verbindungen angesetzt werden (wird bei freien Plattenrändern ignoriert).
Optional kann eine Erhöhung RD mit deltaRd infolge des Einhängeeffektes angesetzt werden.
Randbedingungen
Es gelten folgende Randbedingungen / Berechnungsgrundlagen:
Freie Ränder der Beplankung sind nur rechtwinklig zu den Innenrippen zulässig. Außerdem sind die Platten der Beplankung auch auf den Rippen, auf denen die Platten nicht gestoßen sind, mit Verbindungsmitteln im Abstand av zu befestigen. Die Platten sind weiterhin mit mindestens einem Rippenabstand ar versetzt anzuordnen. Die weiteren Bedingungen werden vom Programm geprüft. Sind diese Bedingungen nicht eingehalten, wird ein entsprechender Hinweis gegeben.
Einzelne Öffnungen in der Beplankung dürfen bei der Berechnung der Beanspruchungen vernachlässigt werden, wenn sie kleiner als 200 x 200 mm sind. Ein kreisrundes Loch darf im Durchmesser nicht größer sein als 280 mm. Die Summe der Länge bzw. Höhe von mehreren Öffnungen muss kleiner sein, als 10% der Tafellänge bzw. -höhe. Sind größere Öffnungen vorhanden, so muss deren Auswirkung nachgewiesen werden.
Wenn Tafeln aus mehreren einzelnen Elementen zusammengesetzt werden, dann müssen die Elemente so verbunden werden, dass der Schubfluss sv,0,d der angrenzenden Plattenränder von Element zu Element übertragen werden kann.
Das Programm prüft, ob die Randrippen / Gurte gemäß DIN 1052 (2008) in der Tafelebene gegen Kippen und Knicken gesichert sind und gibt einen entsprechenden Hinweis, falls dies nicht der Fall ist.
Die Längskraft in den Randrippen (Verteiler) aus der Querkraft der Scheibe wird nur in Ansatz gebracht, wenn die Randrippen am Plattenrand liegen oder die Rippen parallel zur Belastungsrichtung liegen.
Die Randrippen / Verteiler werden für die Kombination aus Längsdruckkraft und Biegung nachgewiesen (Biegung nur, wenn vom Nutzer ein entsprechendes Moment eingegeben wurde). Streng genommen kann die Längskraft auch eine Zugkraft sein, dann ist die Ausnutzung in der Kombi- nation mit Biegung kleiner als bei Druck und Biegung, der Nachweis liegt jedoch auf der sicheren Seite.
Die Gurte werden jeweils für Längsdruckkraft und Biegung sowie für Längszugkraft und Biegung nachgewiesen (Biegung nur, wenn vom Nutzer ein Biegemoment eingegeben wurde).
Die obere Beplankung wird bei Eingabe von entsprechenden Flächenlasten zusätzlich auf Biegung nachgewiesen. Dabei wird in Abhängigkeit von der Plattenbreite / Plattenhöhe und dem Abstand der Rippen ein entsprechendes statisches System angesetzt.
Wenn zusätzliche Einzellasten vorhanden sind, dann ermittelt das Programm für den Nachweis des Scheibenschubes automatisch die effektive Scheibenhöhe h,eff. Dies erfolgt auch dann, wenn der Nutzer bei den Bemessungsoptionen die Option für den Nachweis aus Kombination von sv,0,d und sv,90,d ausgewählt hat. Der Nachweis liegt dann auf der sicheren Seite.
Das Programm ermittelt automatisch die Versatzmomente aus dem exzentrischen Lastangriff mit der Exzentrizität, welche sich aus der Differenz des Massenschwerpunkts der Wände und dem Lastschwerpunkt ergibt. Die Versatzmomente werden ausgegeben. Es wird dabei davon ausgegangen, dass diese Momente durch die jeweils senkrecht zur Belastungsrichtung stehenden Wände aufgenommen werden können.
Das Programm ermittelt die effekive Scheibenhöhe h,eff automatisch in Abhängigkeit von der Verlegerichtung der Platten und Rippen.
Die Erhöhung der Tragfähigkeit der Verbindungsmittel Rd um 20% für allseitig schubsteife Verbindung nach DIN 1052(2008) 10.6 (4) wird bei freien Plattenrändern nicht vorgenommen, auch wenn diese Erhöhung vom Nutzer definiert wurde.
Das Programm überführt die Deckenscheibe jeweils in x - und y-Richtung in ein Stabwerkssystem wobei die Wände als elastische Auflager mit den Federn angesetzt werden, welche sich aus der jeweiligen Wandlänge ergibt. Die Deckenscheibe selbst wird dabei als Stab mit quasi unendlicher Steifigkeit angesetzt. Das Verfahren liefert dann in etwa die gleichen Werte wie das Verfahren nach STEINMETZ. Allerdings werden mit dem im Programm verwendeten Verfahren bei großen Auskragungen der Deckenscheibe genauere Werte ermittelt.
Weitere Screenshots: Bild klicken.
nach EC5 (NA Deutschland):
Beispielausdruck Deckenscheibe - Holz |
nach DIN 1052 (alt):
Beispielausdruck Deckenscheibe - Holz |
Das Programm Deckenscheibe - Holzbau wird regelmäßig weiterentwickelt. Folgende Tabelle zeigt den aktuellen Entwicklungsstand:
15/12.1
• Abminderung NKL 2/3 bei 70% Anteil g nicht bei nur g (Auslegung NABau)
• Korrektur bei Einzellasten für Wind in x-Richtung
15/10.1
• Ergänzung Option zur Richtung der Späne der Deckschicht bei OSB (Plattenbiegung)
15/09.1
• nun auch Erdbebenlasten erfassbar
• nun für Randgurte Querschnitt/Material einzeln wählbar
15/02.1
• ÖNORM B 1995-1-1 Stand 11/2014 umgesetzt (vereinfachtes Verfahren nun wie in D)
14/02.1
• Lastgrafiken nun wahlweise größer ausdruckbar
14/01.1
• Korrektur bei Ansatz von h,eff bei ungleichen Abmessungen (nun ggf. günstiger)
13/07.1
• Korrektur Fehlermeldung, wenn Beplankung auf Biegung nicht ausreicht
13/02.1
• Änderungen nach DIN EN 1995-1-1/NA/A1 eingearbeitet
• nun auch Auswahl eines freien Nagels als VM möglich
• Winddruck q kann nun manuell vorgegeben werden, wenn EC ohne NA gewählt
12/10.1
• (EC): nun nutzerdefinierter Ansatz der Spannweite/Stützweite möglich (wg. h,eff)
• nun Angabe der nicht eingehaltenen Parameter bei freien Rändern
12/08.1
• (EC): Korrektur beim Nachweis der Lasteinleitung wenn nur Einzellasten vorhanden (günstiger)
12/07.1
• nun Ausgabe einer Liste mit nicht erfüllten Nachweisen
12/04.1
Umstellung / Ergänzung auf Eurocode
11/12.1
• Wandlasten können nun wahlweise gedruckt werden oder nicht
• bei Ausdruck der Wandlasten wird nun ein Hinweis mit angegeben
11/04.1
• nun freies Material für Beplankung möglich (mit Datenbank)
10/12.1
• nun auch Überprüfung der Beplankungsdicke in Abhängigkeit vom Durchmesser VM
10/11.1
Das Programm wurde neu entwickelt und in das Gesamtpaket integriert.
Änderungen / Erweiterungen vor 2010 werden hier nicht aufgelistet. Für Informationen über Versionen 09/11.1 und älter klicken Sie bitte hier.