Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Ein Beitrag zur Bemessung von Rippenplatten aus MERK-Dickholz
Im Holzbau werden aus Wirtschaftlichkeitsgründen zunehmend großformatige, flächige Holzbauteile eingesetzt wie das aus mindestens drei Lagen gekreuzt verleimter Bretter hergestellte Merk-Dickholz und ähnliche Brettsperrhölzer. In speziellen Vakuumpressen können Tragwerke mit Abmessungen bis zu 4,80 m x 30 m gefertigt werden. Interessant bei solchen, wegen der eingefrästen Entspannungsnuten auch Rippenplatten genannten Werkstoffen ist die Spannungs- und Steifigkeitsermittlung. Unter anderem gilt es, die Biegesteifigkeit und die Schubweichheit über die Höhe zu berücksichtigen. Auf der Grundlage umfangreicher numerischer Simulationsrechnungen (über 100 Plattenbalken mit verschiedenen Geometrieparametern wurden untersucht) wurde ein empirisches Bemessungsverfahren entwickelt, das die praktische Nachweisführung deutlich vereinfacht. Das Finite-Elemente-Verfahren lief mit dem Programm ANSYS. Aufgrund vorher gewonnener Erkenntnisse erfolgte die Berechnung nur für die Tragwirkung in Längsrichtung, beschränkte sich also auf das Zusammenwirken von Steg und Platte als Plattenbalken. Dabei wurden 3-, 5-, 7- und 9-schichtige Rippenplatten mit der meist verwendeten Dicke von 27 mm untersucht, wobei die Parameter Spannweite, Breite, Steghöhe und Stegbreite variiert wurden. Zur Modellierung diente ein dreidimensionales Mikromodell mit Volumenelementen. Die Untersuchungen zeigten, dass aufgrund der Plattendicke die Biegesteifigkeit hoch ist. Zusammen mit dem resultierenden geringen Schubmodul in xy-Ebene führt dies zu Zugspannungen an der Plattenunterseite schon nahe am Steg. Es entstehen hohe Schubspannungen und in Auflagernähe Normalspannungen in den Querlagen. Dieser kombinierte Spannungszustand wird bei der Überlagerung mit den Spannungen aus der Durchlaufwirkung der Platte noch verstärkt und dafür exisitiert im Holzbau noch kein allgemein anerkanntes Nachweisverfahren. Mit Hilfe der durch die FE-Berechnungen gewonnenen Regressionskurven lassen sich die gegenseitigen Spannungseinflüsse sehr transparent und einfach handhabbar darstellen.
Ein Beitrag zur Bemessung von Rippenplatten aus MERK-Dickholz
Im Holzbau werden aus Wirtschaftlichkeitsgründen zunehmend großformatige, flächige Holzbauteile eingesetzt wie das aus mindestens drei Lagen gekreuzt verleimter Bretter hergestellte Merk-Dickholz und ähnliche Brettsperrhölzer. In speziellen Vakuumpressen können Tragwerke mit Abmessungen bis zu 4,80 m x 30 m gefertigt werden. Interessant bei solchen, wegen der eingefrästen Entspannungsnuten auch Rippenplatten genannten Werkstoffen ist die Spannungs- und Steifigkeitsermittlung. Unter anderem gilt es, die Biegesteifigkeit und die Schubweichheit über die Höhe zu berücksichtigen. Auf der Grundlage umfangreicher numerischer Simulationsrechnungen (über 100 Plattenbalken mit verschiedenen Geometrieparametern wurden untersucht) wurde ein empirisches Bemessungsverfahren entwickelt, das die praktische Nachweisführung deutlich vereinfacht. Das Finite-Elemente-Verfahren lief mit dem Programm ANSYS. Aufgrund vorher gewonnener Erkenntnisse erfolgte die Berechnung nur für die Tragwirkung in Längsrichtung, beschränkte sich also auf das Zusammenwirken von Steg und Platte als Plattenbalken. Dabei wurden 3-, 5-, 7- und 9-schichtige Rippenplatten mit der meist verwendeten Dicke von 27 mm untersucht, wobei die Parameter Spannweite, Breite, Steghöhe und Stegbreite variiert wurden. Zur Modellierung diente ein dreidimensionales Mikromodell mit Volumenelementen. Die Untersuchungen zeigten, dass aufgrund der Plattendicke die Biegesteifigkeit hoch ist. Zusammen mit dem resultierenden geringen Schubmodul in xy-Ebene führt dies zu Zugspannungen an der Plattenunterseite schon nahe am Steg. Es entstehen hohe Schubspannungen und in Auflagernähe Normalspannungen in den Querlagen. Dieser kombinierte Spannungszustand wird bei der Überlagerung mit den Spannungen aus der Durchlaufwirkung der Platte noch verstärkt und dafür exisitiert im Holzbau noch kein allgemein anerkanntes Nachweisverfahren. Mit Hilfe der durch die FE-Berechnungen gewonnenen Regressionskurven lassen sich die gegenseitigen Spannungseinflüsse sehr transparent und einfach handhabbar darstellen.
Ein Beitrag zur Bemessung von Rippenplatten aus MERK-Dickholz
A contribution to the design of ribbed floor elements using MERK-Dickholz
Gundelwein, H. (Autor:in) / Grosse, M. (Autor:in) / Rautenstrauch, K. (Autor:in)
Bautechnik ; 79 ; 737-743
2002
7 Seiten, 15 Bilder, 17 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Fachthemen - Ein Beitrag zur Bemessung von Rippenplatten aus MERK-Dickholz(R)
| Online Contents | 2002
Verschraubte BSH-BSP-Rippenplatten – Versuch und Praxis
| TIBKAT | 2023