Dlubal RX-HOLZ Rahmen - Einführungsbeispiel zur Bemessung eines Hallenrahmens

In Deutschland regelt die DIN EN 1991-1-3 mit dem nationalen Anhang DIN EN 1991-1-3/NA die Schneelasten. Das Normpaket gilt für Hoch- und Ingenieurbauwerke in einer Höhe bis 1.500 m über Meeresniveau.

In diesem Beitrag wird die Berechnung einer Holztafelwand mit dem Dickentyp Balkenscheibe einer Handrechnung gegenübergestellt.

Mit dem Add-On Holzbemessung ist eine Bemessung von Holzstützen nach der ASD-Methode der amerikanischen Norm 2018 NDS möglich. Die genaue Berechnung der Druckbeanspruchbarkeit und der Anpassungsfaktoren von Holzstäben ist wichtig für Sicherheitsüberlegungen und Bemessungen. Im folgenden Artikel wird die maximale kritische Knickfestigkeit, die mit dem Add-On Holzbemessung berechnet wurde, anhand von schrittweisen analytischen Gleichungen gemäß der Norm NDS 2018 nachgewiesen, einschließlich der Anpassungsfaktoren für den Druck, des angepassten Druckbemessungswertes und der finalen Ausnutzung.

Im Programm Rahmen können folgende Einstellungen zur Berechnung vorgenommen werden:

• Durchzuführende Nachweise: Auswahl der Nachweise, die geführt werden sollen
• Festlegung, ob die Lagerkräfte und Verformungen ausgegeben werden sollen oder nicht
• Anpassung der empfohlenen Grenzwerte für die Verformungsnachweise
• Freie Festlegung der Parameter für die Durchführung der Brandschutznachweise nach dem vereinfachten Verfahren
• Erhöhung der Biegefestigkeiten bei Flachkant Biegebeanspruchungen

Separate Bemessungsfälle gestatten eine flexible Analyse für ausgewählte Einwirkungen sowie für die einzelnen Stabilitätsuntersuchungen. Die Art der durchzuführenden Nachweise kann in den Steuerungsparametern definiert werden.

Nach der erfolgreichen Bemessung werden die geführten Nachweise mit allen erforderlichen Zwischenwerten, nach unterschiedlichen Kriterien geordnet, klar strukturiert und übersichtlich aufbereitet ausgegeben. Da auch die Zwischenwerte im Detail ausgewiesen werden, sind alle Nachweise transparent. Den Ergebnisverlauf an jeder beliebigen x-Stelle des Trägers kann der Anwender sich in einem separaten Fenster anzeigen lassen. Hierbei können dann sowohl die Verformungen als auch die einzelnen Schnittgrößen dargestellt werden.

Die Nachweise mitsamt Bemessungsdetails und ausgewählte Ergebnisverläufe werden in ein Ausdruckprotokoll integriert, wodurch die nachvollziehbare und anschauliche Dokumentation gewährleistet ist. Es kann durch Grafiken, Erläuterungen, Skizzenscans etc. ergänzt werden. Ebenso kann der Anwender individuell festlegen, welche Daten aus der Berechnung im Ausdruck erscheinen sollen.

Zur Modellierung des Rahmens stehen verschiedene Variationsmöglichkeiten zur Auswahl. Die Geometrieeingabe wird durch grafische Darstellungen unterstützt. Änderungen werden automatisch aktualisiert. Die Eingabe der Grundmaße und der Geometrie erfolgt tabellarisch. Das Programm überprüft während der Eingabe ob die Voraussetzungen zur Erstellung des Trägers entsprechend der definierten Norm erfüllt sind. Die wichtigsten Geometrieparameter werden während der Eingabe aktualisiert und dargestellt. 

Als Material kann die gewünschte Holzgüte aus einer Bibliothek ausgewählt werden. Zur Verfügung stehen alle nach EN 1995-1-1 und dem ausgewählten Nationalen Anhang festgelegten Materialgüten für Brettschichtholz, Nadelholz und Laubholz. Weiterhin besteht für den Anwender die Möglichkeit, eine Festigkeitsklasse mit benutzerdefinierten Materialkennwerten zu generieren und somit den Umfang der Bibliothek zu erweitern. Für die Eingabe der ständigen Lasten (z. B. Dachaufbau) kann ebenfalls eine überaus umfangreiche, erweiterbare Materialbibliothek genutzt werden.

Als sehr komfortabel erweisen sich die integrierten Generierer zur Erzeugung der diversen Wind- und Schneelastfälle. Über die Informationsknöpfe wird die Wind- oder Schneezonenkarte des entsprechenden Landes dargestellt. Die zugehörige Zone kann dann automatisch mit Doppelklick übernommen werden. Die Lastfälle werden zur Kontrolle grafisch angezeigt. Manuelle Lastvorgaben sind aber ebenfalls möglich. Entsprechend der generierten Belastung, erzeugt das Programm im Hintergrund automatisch die Kombinationen für Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Brandschutz. Die generierten Kombinationen können betrachtet und ggf. benutzerspezifisch angepasst werden.