Berechnungsvoraussetzungen: Holzverbinder - Grundlagen zur Anwendung und Berechnung von Holzverbindern

Berechnungsvoraussetzungen: Holzverbinder

Bemessungswert des Widerstandes ( Rd )

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Nach Auswahl eines geeigneten Verbinders ist es notwendig den Nachweis zu führen, dass der Bemessungswert des Widerstandes mindestens so groß ist wie der entsprechende Bemessungswert der Einwirkung.

Die Bemessungswerte des Widerstands ( Rd ) errechnen sich aus den entsprechenden charakteristischen Werten der Tragfähigkeit Rk (die in den ETAs, unseren Unterlagen und auf unserer Homepage aufgezeigt sind) unter Berücksichtigung der beiden Werte kmod und γm.

Die charakteristischen Werte des Tragfähigkeit ( Rk ) sind in kN (Kilonewton) angegeben, geometrische Angaben in mm. Abweichungen hiervon sind besonders hervorgehoben.

Die Beiwerte kmod können aus der Tabelle unten entnommen werden (Auszug aus EC5 Tabelle 3.1). Diese berücksichtigen die Dauer, wie lange ein Bauteil belastet wird (Lasteinwirkungsdauer) sowie die vorhandenen Umgebungsbedingungen (Nutzungsklasse), in denen das Bauteil verbaut wird.

kmod – Werte gemäß EN 1995-1-1
Werkstoff Nutzungsklasse Lastdauer
ständig lang mittel kurz sehr kurz
Vollholz 1 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1
2 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1
3 0.5 0.55 0.65 0.7 0.9

Klassen der Lasteinwirkungsdauer

Die Lasteinwirkungsdauer ist in fünf Klassen eingeteilt, in denen das spezielle zeitabhängige Verhalten von Holz unter Last berücksichtigt ist. In der folgenden Tabelle sind die Klassen definiert und Beispiele angegeben.

Klasse der Lasteinwirkungsdauer Gesamte Lastdauer während der Lebenszeit des Gebäudes Beispiele
Ständig Länger als 10 Jahre Eigengewicht
Lang 6 Monate bis 10 Jahre Lagerräume
Mittel 1 Woche bis 6 Monate Büro- und Wohnräume
Kurz Kürzer als eine Woche Treppen, Balkone
Sehr kurz   Anpralllasten

Der Teilsicherheitsbeiwert γm für Holz ist bei der Bemessung unserer Verbinder auch in Fällen in denen andere Werkstoffe für die Bemessung maßgebend sind anzusetzen. Die von uns angegebenen charakteristischen Tragfähigkeiten sind an diesen γm-Wert angepasst. Die Teilsicherheiten sind in den nationalen Anhängen zum EC5 geregelt.

In Deutschland gilt: γm = 1,3.  In anderen Ländern sind die jeweiligen Angaben im nationalen Anhang zum EC5 maßgebend.

Holzfestigkeitsklassen

Die von uns angegebenen charakteristischen Werte der Tragfähigkeit gelten für die Holzfestigkeitsklasse C24.

  • Beim Einsatz höherer Holzfestigkeiten können dieselben Tragwerte wie für C24 angesetzt werden. Bei einigen Produkten lassen sich höhere Werte ermitteln. Näheres hierzu ist in den jeweiligen Zulassungen enthalten.
  • Kommen geringere Holzfestigkeiten zum Einsatz, müssen die Tragfähigkeiten durch den Korrekturfaktor Kdens abgemindert werden.
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Hierin sind

  • 350: charakteristischer Wert der Rohdichte für die Holzfestigkeitsklasse C24 in kg/m³ gemäß EN338.
  • ρk: charakteristischer Wert der Rohdichte für die verwendete niedrigere Holzfestigkeitsklasse in kg/m³.

Überlagerung bei mehrachsiger Lastbeanspruchung

Falls mehr als eine Lastrichtung gleichzeitig auf den Verbinder einwirkt, muss für die Kombination in der Regel ein zusätzlicher Nachweis erfolgen. Der Nachweis dafür erfolgt nach den Bemessungsformeln, die beim jeweiligen Produkt angegeben sind.

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  • Charge ascendante = abhebende Last
  • Charge descendante = nach unten gerichtete Last
  • Charge laterale = horizontale Last
  • Charge de traction = Zugbeanspruchung
  • eJ, F est ……… = eJ,F ist die Höhe des horizontalen Lastangriffes oberhalb des Schwerpunktes der Nagelanschlussfläche im Hauptträger
  • e1, pointe est ……… = e1 ist der Abstand der Nagelreihe im Nebenträger zur Anschlussfläche des Hauptträgers

Feuerwiderstand von Balkenschuhen gemäß Eurocode

Simpson Strong-Tie hat Feuerwiderstandprüfungen gemäß EN 13501-2 und ETAG 015 für die Balkenschuhtypen GLE und GSE in 4mm durchführen lassen. Hierbei wurden Kammnägel CNA4,0x75 verwendet. Auf dieser Basis sind Tragwerte für eine 30-minütige Brandbeanspruchung veröffentlicht. 

Für die Brandbemessung sind vom EC5 abweichende Werte für kmod , γM, γG, γQ, usw. einzusetzen.

Rechenbeispiel für einen Nachweis einer 30-minütigen Brandbeanspruchung

Nachweis:

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Annahmen:

  • Einfeldträger in Wohngebäude
  • Holzfestigkeitsklasse C24
  • Ständige Lasten G = 1,4 kN/m²; Verkehrslasten Q = 2,0 kN/m²
  • Abmessungen b/h =100/260mm; Stützweite l = 4,8 m; Achsmaß e = 50cm

Ermittlung der Einwirkung:

Ed = (1,35G + 1,5Q) x e x l/2 = (1,35 x 1,4 + 1,5 x 2,0 ) x 0,5 x 4,8/2 = 5,87kN

Ed,fi = Ed x ηfi = 5,87 x 0,6 = 3,53 kN

Ermittlung des Widerstandes:

Im Brandfall darf eine Sicherheit von γM,fi = 1,0 angesetzt werden

Rd,fi = Rk,fi / ηM,fi = 3,55 / 1,0 = 3,55 kN

Nachweis:

Ed,fi  / Rd,fi = 3,53 / 3,55 = 0,99 < 1,0