Verbindungen

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Verbindungen
der Doppeltürme in Brück
T. Bergemann, R. Fiedler, J. Lehmann, M. Pestner
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Gliederung:
1. Nachweis eines Stützenstoßes (Original-Berechnungen)
2. Konstruktive Betrachtungen
3. Nachweis des Stützenstoßes nach DIN 1052:2008
4. Zustand der Stützenstöße
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1. Nachweis eines Stützenstoßes mit Rechteckdübeln
Stützenstoß im Knoten I-4
3
Allgemeiner Dübel
4
Ausführung des Stoßes nach Originalstatik
→ zu kleine Restquerschnitte mit eventuellen
Spannungsüberschreitungen
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Ausführung des Stoßes
laut 3. Nachtrag vom Dez. 1960
4x
2x
4x
48 x
14 x
Stützen (24/24)
Mittellaschen (24/30)
Außenlaschen (16/30)
Holzdübel (12,5 x 5 x 38)
Spannriegel (10 x 3 x 148) + Keile
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Welche Nachweise wurden geführt?
Zugkraft
•
•
•
•
•
IStütze
Nachweis über Passstoß
ILasche
•
a
Druckkraft
Kraft pro Dübel
Kraft im Spannriegel
Ermittlung des Dübelabstandes a
Spannungsnachweise des Spannriegels, der Laschen und der Stützen
Gegenüberstellung der Trägheitsmomente Stütze – Lasche
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N
Druckkraft
Max. Einwirkungen
nach Originalstatik
N = - 116360 kp (≙ 116 Tonnen)
N = + 87925 kp (≙ 88 t)
Stoßfläche
Druckspannung = Kraft / Fläche
Auslastung von 71 %!
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Zugkraft
N = + 87925 kp (Zugkraft)
S1
S1
H
S1 = 87925 kp · ¼ ≈ 22000 kp
H = 22000 kp / 6 = 3670 kp
H
→ 3,67 Tonnen pro Dübel
Vertikale Beanspruchung
der Dübel
→ Kippmoment
½ S1
S1
½ S1
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Zugkraft
Spannriegel
Was resultiert aus dem
Kippmoment?
MKipp
Aufnahme der Kräfte
durch Spannriegel und -keile
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Zugkraft
Spannriegel
1 x Spannriegel erhält ≈ 2,1 t
→ Auslastung von 10 %!
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2. Konstruktive Betrachtungen
 Nichts konkretes über Rechteckdübel in neuer Norm
 Deshalb Betrachtung der letzten Norm in der etwas zu
Rechteckdübeln verfasst war: DIN 1052 von 1988
 Hinzuziehen von Fachliteratur um die Norm zu bestätigen
Konstruktive Betrachtungen
nach Helmut Neuhaus,
Lehrbuch des
Ingenieurholzbaus:
- Verwendung von
Rechteckdübeln nur mit
bestimmten Holzsorten
- Zulässige Anzahl
hintereinanderliegender
Dübel
- Zulässiges Seitenverhältnis
wegen Kippgefahr und weitere
Alle konstruktiven Bedingungen sind erfüllt!
Einordnung der Hölzer in neue
Bezeichnungen nach rechts
stehender Tabelle
Vorhanden: Güteklasse I und II
d.h. nach neuer Norm Güteklasse I
entspricht der Festigkeitsklasse C
30 und Güteklasse II entspricht C
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3. Nachweis des Stützenstoßes nach DIN 1052:2008
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Nachweiskonzept nach DIN 1052:2008
Annahmen zum Material nach DIN 1052:
Material Stütze
Material Verbindungsmittel
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Annahmen zum
Materialwiderstand
nach DIN 1052
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Nachweiskonzept nach DIN 1052:2008
Welche Nachweise sind erforderlich:
unterzur
einer
Zugund
Schubleisten
unter
Schubbeanspruchung
Schubspannungen
im
Vorholz
der
Spannriegels
unter
einer
Zugspannung
Leibungsspannungen
der
angeschlossenen
• NW der
des
auf Anlaschungen
Druck
Stützenquerschnitts
rechtwinklig
unter
Faser
einer
aus
Spannkeilkontaktflächen
auf
Flächenpressung
Biegebelastung
Zugspannung
Stütze
Hölzer
Druckspannung
dem
Kippmoment
am
Seitenholz
Ausnutzung:
Ausnutzung:
80%
77%
78%
91%
62%
156%
164%
100%
NW des Spannriegels unter einer Zugspannung
Materialwert des Spannriegels
viel besser als Hartholz
Nachweiskonzept ungenau !
Korrekte Berechnung mit
tatsächlichen Widerstandswerten
wird wahrscheinlich Nachweis
erbringen !
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NW auf Druck rechtwinklig zur Faser aus dem Kippmoment
Querdruckbeiwert blieb
unberücksichtigt !
Effektive Druckfläche blieb
unberücksichtigt !
Modifizierter Nachweis kann
eventuell positiv erbracht
werden !
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ERGEBNIS:
Nach DIN 1052:2008 sind die
Nachweise dem Grunde nach
erfüllt!
Nutzungsänderung benötigt neue
Erfassung der Einwirkungen!
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4. Zustand der Stützenstöße
Schiefstellung / Verdrehung und Lücken
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Verdrehungsmechanik
 Rechteckholzdübel positionieren
 Nachspannen der Spannriegel
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Rausstehende / Eingedrückte VM
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Rausstehende / Eingedrückte VM
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Mögliche Ursachen
 Schwinden & Quellen des Holzes.
Schwinden:
Holz gibt Feuchtigkeit ab
Volumenabnahme
Quellen:
Holz nimmt Feuchtigkeit auf
Volumenzunahme
„ Holz arbeitet“
 konstruktiver Holzschutz
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