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Semiprobabilistisches Sicherheitskonzept: Unterschied zwischen den Versionen
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Semiprobabilistisches Sicherheitskonzept (Quelltext anzeigen)
Version vom 29. November 2010, 11:58 Uhr
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Der Holzbau hat sich durch die verschiedenen Baukulturen der Völker, den unterschiedlichen regionalen Holzarten und nicht zuletzt von den getrennt durchgeführten Holzforschungen und den damit verbundenen Erfahrungen, regional in sehr unterschiedlichen Bauweisen weiterentwickelt <ref name="Q_22" />. Durch die Europäisierung und dem damit einhergehenden Wunsch Handelshemmnisse abzubauen, wurde ab den 70er-Jahren mit der Harmonisierung nationaler Regelungen begonnen <ref name="Q_22" />. Mit der Normenserie [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 und [[EN 1995]]-1-2:2006 stehen dem Holzbau heute Dokumente zur Verfügung, die durch gesichertes Fachwissen eine auf europäischer Ebene einheitliche Bemessung von Holzbauten ermöglichen <ref name="Q_22" />. Damit den regionalen Bedürfnissen und Anforderungen der Länder nachgekommen werden kann, erfolgte eine Erweiterung der Grundlagendokumente der Eurocodes durch nationale Anhänge. Für die Anwendung des Eurocode 5 [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 sind gewisse Vorkenntnisse nötig, damit ein sicherer Umgang mit den semi-probabilistischen Bemessungskonzepten erfolgen kann. | Der Holzbau hat sich durch die verschiedenen Baukulturen der Völker, den unterschiedlichen regionalen Holzarten und nicht zuletzt von den getrennt durchgeführten Holzforschungen und den damit verbundenen Erfahrungen, regional in sehr unterschiedlichen Bauweisen weiterentwickelt <ref name="Q_22" />. Durch die Europäisierung und dem damit einhergehenden Wunsch Handelshemmnisse abzubauen, wurde ab den 70er-Jahren mit der Harmonisierung nationaler Regelungen begonnen <ref name="Q_22" />. Mit der Normenserie [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 und [[EN 1995]]-1-2:2006 stehen dem Holzbau heute Dokumente zur Verfügung, die durch gesichertes Fachwissen eine auf europäischer Ebene einheitliche Bemessung von Holzbauten ermöglichen <ref name="Q_22" />. Damit den regionalen Bedürfnissen und Anforderungen der Länder nachgekommen werden kann, erfolgte eine Erweiterung der Grundlagendokumente der Eurocodes durch nationale Anhänge. Für die Anwendung des Eurocode 5 [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 sind gewisse Vorkenntnisse nötig, damit ein sicherer Umgang mit den semi-probabilistischen Bemessungskonzepten erfolgen kann. | ||
In Deutschland findet durch die [[DIN 1052]]:2008 dasselbe Sicherheitskonzept Anwendung, weshalb es unter anderem noch zu keiner vollständigen Umstellung auf den Eurocode 5 gekommen ist. Da mit der [[DIN 1052]]:2008 ein sehr gutes Normenwerk zur Verfügung steht, werden auch in anderen Ländern sehr häufig noch Bemessungsregeln daraus verwendet. Mit der Zeit wird es allerdings auch hierzu einer Angleichung kommen müssen. | In Deutschland findet durch die [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" /> dasselbe Sicherheitskonzept Anwendung, weshalb es unter anderem noch zu keiner vollständigen Umstellung auf den Eurocode 5 gekommen ist. Da mit der [[DIN 1052]]:2008 ein sehr gutes Normenwerk zur Verfügung steht, werden auch in anderen Ländern sehr häufig noch Bemessungsregeln daraus verwendet. Mit der Zeit wird es allerdings auch hierzu einer Angleichung kommen müssen. | ||
Der [[SHERPA Holzverbinder|SHERPA<sup>®</sup>-Verbinder]] mit der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-9.1-558 vom [[Deutsches Institut für Bautechnik|Deutschen Institut für Bautechnik]] (DIBt) unterliegt den Regeln der [[DIN 1052]]:2008. In den folgenden Punkten werden die Methoden der Berechnung von Holzbauwerken nach den semi-probabilistischen Sicherheitskonzeptender beiden Regelwerke [[DIN 1052]]:2008 und der [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 vorgestellt. Durch den Sitz der Vinzenz Harrer GmbH in Frohnleiten bei Graz, werden in bestimmten Punkten auch Angaben aus dem nationalen Anhang für Österreich [[ÖNORM B 1995]]-1-1:2009 gemacht. Im Anschluss daran werden die Nachweise für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit der [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 und der [[DIN 1052]]:2008 vorgestellt und auch miteinander verglichen. | Der [[SHERPA Holzverbinder|SHERPA<sup>®</sup>-Verbinder]] mit der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-9.1-558 vom [[Deutsches Institut für Bautechnik|Deutschen Institut für Bautechnik]] (DIBt) unterliegt den Regeln der [[DIN 1052]]:2008. In den folgenden Punkten werden die Methoden der Berechnung von Holzbauwerken nach den semi-probabilistischen Sicherheitskonzeptender beiden Regelwerke [[DIN 1052]]:2008 und der [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 vorgestellt. Durch den Sitz der Vinzenz Harrer GmbH in Frohnleiten bei Graz, werden in bestimmten Punkten auch Angaben aus dem nationalen Anhang für Österreich [[ÖNORM B 1995]]-1-1:2009 <ref group="N" name="OENORM B 1995 3" /> gemacht. Im Anschluss daran werden die Nachweise für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit der [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 und der [[DIN 1052]]:2008 vorgestellt und auch miteinander verglichen. | ||
Die gezeigten Rechenmodelle beinhalten nur einen kleinen Teil der beiden genannten Regelwerke und dürfen somit keinesfalls als Ersatz der jeweils gültigen Normendokumente verstanden werden. | Die gezeigten Rechenmodelle beinhalten nur einen kleinen Teil der beiden genannten Regelwerke und dürfen somit keinesfalls als Ersatz der jeweils gültigen Normendokumente verstanden werden. | ||
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===Grundsätzliches zur Bemessung nach Grenzzuständen=== | ===Grundsätzliches zur Bemessung nach Grenzzuständen=== | ||
====Allgemeines==== | ====Allgemeines==== | ||
Die auf dem semi-probabilistischem Sicherheitskonzept basierende Normenfamilie der Eurocodes und einzelner nationaler Normen, wie zum Beispiel [[DIN 1052]]:2008, definieren über Grenzzustände die konstruktive Zuverlässigkeit der Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit von Tragwerken. Werden die Grenzzustände überschritten, können die an ein Tragwerk gestellten Anforderungen nicht mehr gesichert erfüllt werden. | Die auf dem semi-probabilistischem Sicherheitskonzept basierende Normenfamilie der Eurocodes und einzelner nationaler Normen, wie zum Beispiel [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" />, definieren über Grenzzustände die konstruktive Zuverlässigkeit der Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit von Tragwerken. Werden die Grenzzustände überschritten, können die an ein Tragwerk gestellten Anforderungen nicht mehr gesichert erfüllt werden. | ||
====Grenzzustände der Tragfähigkeit (engl.: Ultimate Limit State (ULS)) <ref name="Q_22" />==== | ====Grenzzustände der Tragfähigkeit (engl.: Ultimate Limit State (ULS)) <ref name="Q_22" />==== | ||
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Da das Aufstellen der Lastkombinationen mit einem relativ großen Rechenaufwand verbunden ist, werden in der [[DIN 1052]]:2008 | Da das Aufstellen der Lastkombinationen mit einem relativ großen Rechenaufwand verbunden ist, werden in der [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" /> vereinfachte Regeln gemäß Gleichung (1.2) für die Anwendungen im Hochbau1 angegeben. | ||
{{FmAm| <math> \mathsf {E_{d} = max \begin{Bmatrix} \sum_{j\ge1} & \gamma_{G,j} \cdot G_{k,j} &\oplus\ 1{,}50 \cdot Q_{k,1} \qquad \quad \\ \sum_{j\ge1} & \gamma_{G,j} \cdot G_{k,j} &\oplus\ 1{,}35 \cdot \sum_{i\ge1}\ Q_{k,i}\ \end{Bmatrix} } </math> |(1.2)}} | {{FmAm| <math> \mathsf {E_{d} = max \begin{Bmatrix} \sum_{j\ge1} & \gamma_{G,j} \cdot G_{k,j} &\oplus\ 1{,}50 \cdot Q_{k,1} \qquad \quad \\ \sum_{j\ge1} & \gamma_{G,j} \cdot G_{k,j} &\oplus\ 1{,}35 \cdot \sum_{i\ge1}\ Q_{k,i}\ \end{Bmatrix} } </math> |(1.2)}} | ||
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| sehr kurz || kürzer als 1 Minute || außergewöhnliche Lasten, Anpralllasten,<br /> Erdbebenlasten | | sehr kurz || kürzer als 1 Minute || außergewöhnliche Lasten, Anpralllasten,<br /> Erdbebenlasten | ||
|} | |} | ||
'''Tab. 1.3:''' Zuordnung von Tragwerken in KLED nach [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 und [[ÖNORM B 1995]]-1-1:2010 | '''Tab. 1.3:''' Zuordnung von Tragwerken in KLED nach [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 und [[ÖNORM B 1995]]-1-1:2010 <ref group="N" name="OENORM B 1995 3" /> | ||
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'''Tab. 1.5:''' Zuordnung von Tragwerken in Nutzungsklassen nach [[ÖNORM B 1995]]-1-1 und [[DIN 1052]]:2008 | '''Tab. 1.5:''' Zuordnung von Tragwerken in Nutzungsklassen nach [[ÖNORM B 1995]]-1-1 <ref group="N" name="OENORM B 1995 3" /> und [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" /> | ||
Zur Verminderung von Schwindrissen und Maßänderungen sollten die verwendeten Holzbauteile für die Nutzungsklassen 1 und 2 mit einer Einbaufeuchte u ≤ 20 %, und für die Nutzungsklasse 3 mit u ≤ 25 % begrenzt werden (lt. [[DIN 1052]]:2008). | Zur Verminderung von Schwindrissen und Maßänderungen sollten die verwendeten Holzbauteile für die Nutzungsklassen 1 und 2 mit einer Einbaufeuchte u ≤ 20 %, und für die Nutzungsklasse 3 mit u ≤ 25 % begrenzt werden (lt. [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" /> ). | ||
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===Baustoffeigenschaften=== | ===Baustoffeigenschaften=== | ||
==== Modifikationsbeiwerte der Festigkeiten zur Berücksichtigung der Nutzungsklasse und Lasteinwirkungsdauer ==== | ==== Modifikationsbeiwerte der Festigkeiten zur Berücksichtigung der Nutzungsklasse und Lasteinwirkungsdauer ==== | ||
Anmerkungen aus [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 und [[DIN 1052]]:2008 : <br /> | Anmerkungen aus [[EN 1995]]-1-1:2004/A1:2008 und [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" /> : <br /> | ||
Setzt sich eine Lastkombination aus unterschiedlichen Lasteinwirkungsdauern zusammen, ist in der Regel der Wert für '''k'''<sub>mod</sub> mit der kürzeren Dauer zu verwenden. | Setzt sich eine Lastkombination aus unterschiedlichen Lasteinwirkungsdauern zusammen, ist in der Regel der Wert für '''k'''<sub>mod</sub> mit der kürzeren Dauer zu verwenden. | ||
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'''Tab. 1.11:''' Empfohlener Verformungsbeiwert '''k'''<sub>def</sub> nach [[DIN 1052]]:2008 | '''Tab. 1.11:''' Empfohlener Verformungsbeiwert '''k'''<sub>def</sub> nach [[DIN 1052]]:2008 | ||
Anmerkung zu [[DIN 1052]]:2008<br /> | Anmerkung zu [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" /> <br /> | ||
Ist der ständige Lastanteil > 70 % der Gesamtlast soll die Steifigkeit druckbeanspruchter Bauteile um den Faktor 1 / (1+'''k'''<sub>def</sub>) abgemindert werden. Bei Tragwerken aus Bauteilen mit unterschiedlichen zeitabhängigen Verformungsverhalten sollen die Steifigkeiten der einzelnen Bauteile um den Faktor 1 / (1+k<sub>def</sub>) abgemindert werden. | Ist der ständige Lastanteil > 70 % der Gesamtlast soll die Steifigkeit druckbeanspruchter Bauteile um den Faktor 1 / (1+'''k'''<sub>def</sub>) abgemindert werden. Bei Tragwerken aus Bauteilen mit unterschiedlichen zeitabhängigen Verformungsverhalten sollen die Steifigkeiten der einzelnen Bauteile um den Faktor 1 / (1+k<sub>def</sub>) abgemindert werden. | ||
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Nachweis nach [[DIN 1052]]:2008 | Nachweis nach [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" /> | ||
{{FmAm| <math> \mathsf { \frac {\sigma_{c,0,d}} {k_{c,\alpha} \dot f_{c,\alpha,d}} \le\ 1} </math> |(1.19)}} | {{FmAm| <math> \mathsf { \frac {\sigma_{c,0,d}} {k_{c,\alpha} \dot f_{c,\alpha,d}} \le\ 1} </math> |(1.19)}} | ||
{{FmAm| <math> \mathsf {k_{c,\alpha} = 1 + \left( k_{c,90} - 1 \right) \cdot \sin \alpha } </math> |(1.20)}} | {{FmAm| <math> \mathsf {k_{c,\alpha} = 1 + \left( k_{c,90} - 1 \right) \cdot \sin \alpha } </math> |(1.20)}} | ||
| Zeile 1.154: | Zeile 1.154: | ||
| colspan="4" style="font-size:80%;"| <sup>a)</sup> In der [[ÖNORM B 1995]]-1-1 werden die Grenzwerte mit l/250 bzw. l<sub>k</sub>/125 angegeben. | | colspan="4" style="font-size:80%;"| <sup>a)</sup> In der [[ÖNORM B 1995]]-1-1 werden die Grenzwerte mit l/250 bzw. l<sub>k</sub>/125 angegeben. | ||
|} | |} | ||
'''Tab. 1.15:''' Empfohlene Grenzwerte von Durchbiegungen nach [[ÖNORM B 1995]]-1-1:2010 <ref group="N" name="OENORM B | '''Tab. 1.15:''' Empfohlene Grenzwerte von Durchbiegungen nach [[ÖNORM B 1995]]-1-1:2010 <ref group="N" name="OENORM B 1995 3" /> und [[DIN 1052]]:2008 <ref group="N" name="DIN 1052 6" /> | ||
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''Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken – Allgemeine Bemessungsregeln und Bemessungsregeln für den Hochbau'', ''DIN [[Deutsches Institut für Normung]] e. V.'', Berlin, 2008</ref> | ''Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken – Allgemeine Bemessungsregeln und Bemessungsregeln für den Hochbau'', ''DIN [[Deutsches Institut für Normung]] e. V.'', Berlin, 2008</ref> | ||
</references> | </references> | ||
<!--<ref group="N" name="OENORM EN 1990" />--> | <!--<ref group="N" name="OENORM EN 1990" />--> | ||
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