Capacity of timber roof trusses considering statistical system effects: Fid-Bau Portal

Capacity of timber roof trusses considering statistical system effects

Hansson, M. / Thelandersson, S.

Für Holzkonstruktionen wie Dachstühle haben Systemeffekte aufgrund von Festigkeitsvariationen innerhalb der Konstruktionsglieder einen erheblichen Einfluss auf die Verlässlichkeit. Der Systemeffekt entsteht aus der geringen Wahrscheinlichkeit, dass schwächere Bereiche des Bauholzes mit den am stärksten belasteten Abschnitten der Konstruktion zusammenfallen. In dieser Arbeit werden die Festigkeitsvariationen innerhalb und zwischen den Gliedern mit einem statistischen Modell, das zuvor anhand experimenteller Daten von skandinavischem Fichtenholz kalibriert worden war beschrieben. Es wird eine Methode vorgestellt, um Knickeffekte zu berücksichtigen bei der Berechnung der Wechselwirkung zwischen axialer Belastung und Biegung in allen Abschnitten der Dachstuhlglieder. Die Wechselwirkung wird ausgedrückt in Form eines kombinierten Spannungsindex (CSI) der so definiert ist, dass der CSI bei Bruchbedingungen gleich eins ist (CSI=1). Für eine gegebene Konstruktion mit bekannter Belastung kann der CSI durch Monte-Carlo-Rechnung auf der Grundlage des statistischen Modells bestimmt werden. Die Variabilität innerhalb der Glieder ergibt damit ein erhöhtes Festigkeitspotential von 12 % für nordische Fichte und von 24 % für Pinus radiata. Die Konstruktionsregeln, die hinsichtlich der Systemeffekte in Dachkonstruktionen für den Eurocode vorgeschlagen wurden, führen zu Ergebnissen, die im Vergleich mit den hier vorgestellten Ergebnissen, leicht auf der sicheren Seite liegen.