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Dipl.-Ing. (FH) Bastian Kuhn, M.Sc.

2019-05-22

Calcolo delle pareti di pannelli in legno | 1. Determinazione dello stato limite ultimo e della rigidezza

L'irrigidimento delle strutture in legno viene solitamente eseguito mediante pannelli di legno. Hierfür werden plattenartige Werkstoffe (Grobspanplatten, OSB) mit Stäben verbunden. In mehreren Beiträgen werden die Grundlagen dieser Bauweise und die Berechnung im Programm RFEM erläutert. In diesem ersten Beitrag wird die grundlegende Ermittlung der Steifigkeiten sowie die Berechnung erläutert.

Incorniciatura

Struttura in pannelli di legno

Die Ermittlung der Tragfähigkeit einer Holztafelwand erfolgt gemäß den Regelwerken wie zum Beispiel Eurocode 5 oder NDS 2018. In vielen Ländern hat sich die Schubfeldtheorie zur Bemessung durchgesetzt.

Wie eingangs erwähnt, ist die Bemessung der Holztafeln nicht das Hauptaugenmerk dieser Betrachtung. Sie wird daher im Folgenden nur kurz nach dem im Eurocode 5 geregelten Verfahren beschrieben. Ebenfalls wird es im Rahmen dieser Beiträge keine umfassenden Hinweise zu den geometrischen Regelungen oder Mindestabständen der Verbindungsmittel geben.

Eine Holztafelwand besteht aus folgenden Elementen:

Kopfrippe
gegebenenfalls Innenrippe
Rivestrimento
dispositivi di fissaggio
Randrippe
Fußrippe

Die Beplankung kann beidseitig oder einseitig erfolgen. Bei Außenwänden wird aus bauphysikalischen Gründen meist mit einer einseitigen Beplankung gerechnet.

Parete di costruzione del pannello di legno

Pannello a parete in legno

capacità portante

Üblicherweise erfolgt die Verbindung der Beplankung aus OSB mit den Rippen über Klammern.

Tragfähigkeit eines Verbindungsmittels:

Gleichung 1:
Fließmoment M_y,Rk = 150 ⋅ d³

Gleichung 2:
Lochleibungsfestigkeit f_h,1,k = 65 ⋅ d^-0,7 ⋅ t^0,1

;f_h,2,k = 0,082⋅ρ_k ⋅ d^-0,3

Gleichung 3:

Tragfähigkeit (NA.109 DIN EN 1995-1-1)

F_{v, Rk} = \sqrt{\frac{2 \times β}{1 + β}} \cdot \sqrt{2 \cdot M_{y, R k} \cdot f_{h, 1, k} \cdot d}

Formula 1

dove
d = Durchmesser Verbindungsmittel
t = Stärke Beplankung

Tragfähigkeit der Wand:

Gleichung 4:
Verhältnis Wandbreite

c_{i} = \{\begin{cases} 1 für b_{i} \geq b_{0} \\ \frac{b_{i}}{b_{0}} für b_{i} \geq b_{0} \end{cases}

Formula 2

Gleichung 5:
Capacità di carico

{m a t h r m F}_{m a t h r m v, m a t h r m R k} = f r a c {m a t h r m F}_{m a t h r m f, m a t h r m R k} c d o t {m a t h r m b}_{1} c d o t {m a t h r m c}_{1} {m a t h r m a}_{m a t h r m v}

Formula 3

dove
b_i = Gesamtbreite der Wand
h = Wandhöhe
b is

f r a c m a t h r m h 2

Formula 4

a_v = Abstand Verbindungsmittel

Weitere wichtige Nachweise sind zum Beispiel der Knicknachweis der Randrippen, Nachweis der Verankerung und der Beulnachweis der Beplankung.

spostamenti generalizzati

Analog zum Nachweis der Tragfähigkeit sind auch bei der Ermittlung der Steifigkeit zur Berechnung der Verformung die vier Elemente einer Holztafel relevant:

Nachgiebigkeit aus dem Verbindungsmittel
Nachgiebigkeit aus der Beplankung
Nachgiebigkeit der Rippen
Nachgiebigkeit der Verankerung

Gleichung 6:
Nachgiebigkeit des Verbindungsmittels (Klammer)

{m a t h r m u}_{m a t h r m k, m a t h r m i n s t} = l e f t (2 c d o t m a t h r m l 2; c d o t m a t h r m h r i g h t) c d o t f r a c {m a t h r m a}_{m a t h r m v} {m a t h r m k}_{m a t h r m s e r} c d o t m a t h r m l^{2} c d o t m a t h r m F

Formula 5

Gleichung 7:
Nachgiebigkeit der Beplankung

{m a t h r m u}_{m a t h r m G, m a t h r m i n s t} = f r a c m a t h r m F c d o t m a t h r m h d i s p l a y s t y l e f r a c 56 c d o t m a t h r m G c d o t m a t h r m A

Formula 6

Gleichung 8:
Nachgiebigkeit der Rippen

{m a t h r m u}_{m a t h r m E, m a t h r m i n s t} = f r a c 23 c d o t f r a c m a t h r m F c d o t m a t h r m h^{3} m a t h r m E c d o t m a t h r m A c d o t m a t h r m l^{2}

Formula 7

Conclusione

In diesem Beitrag wurde die Ermittlung der Tragfähigkeit sowie der Steifigkeit einer Holztafelwand aufgezeigt. In den folgenden Beiträgen zum Thema Holztafeln wird anhand dieser Grundlagen die Berücksichtigung dieser Steifigkeiten in einer zwei- beziehungsweise dreidimensionalen Berechnung erläutert.

Autore

Il signor Kuhn è responsabile dello sviluppo di prodotti per strutture in legno e fornisce supporto tecnico ai nostri clienti.

Link

Software per strutture in legno

Bibliografia

Colling, F. Aussteifung von Gebäuden in Holztafelbauart - Grundlagen, Beanspruchungen, Nachweise nach EUROCODE 5, 2. Auflage. Karlsruhe: Ingenieurbüro Holzbau, 2018

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