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Fachgebiet BaukonstruktionenFachgebiet BaukonstruktionenHolzHolz-- und Mauerwerksbauund Mauerwerksbau

Neue Regelungen undInnovationen im Holzbau- Chancen für die Praxis

Univ.-Prof. a.D. C. Scheer Einführung in die Bemessung nach neuer DIN 105203.12.2005

Einführung in die Bemessung nach neuer DIN 1052

Univ.- Prof. a. D. Claus Scheer,Technische Universität Berlin.



Univ.-Prof. a.D. C. Scheer 1Einführung in die Bemessung nach neuer DIN 105203.12.2005

0

25

50

75

100

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200

225

250

275

1960 1970 1980 1990 2000 2010

Entwicklung der DIN 1052

Erscheinungsjahr

Seite

nanz

ahl

196932 Seiten

198873 Seiten

2004235 Seiten

frühere Ausgaben: 7/33, 5/38, 10/40,

10/47, 8/65




5. Grundlagen für Entwurf und Bemessung

1.-4. allgemeine Angaben

6. Dauerhaftigkeit

7. Holzwerkstoffe

8. Ermittlung der Schnittgrößen und Verformungen

Überblick - DIN 1052




10. Grenzzustände der Tragfähigkeit

9. Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit

11.-15. Verbindungen

16. Kennzeichnungen

Anhänge

Überblick - DIN 1052




Änderungen / Neuerungen

DIN 1052, alt DIN 1052, neu(April 1988) (August 2004)

Anpassung an die europäische Normung

semiprobabilistisches Sicherheitskonzept

Aktualisierung von Holz und Holzwerkstoffen

neue Erkenntnisse aus Praxis und Forschung

Terminologie




TerminologieErmittlung der Beanspruchungen:

Charakteristische Werte der Einwirkungen Ek

Teilsicherheitsbeiwerte γF und Kombinationsbeiwerte ψ0

Bemessungswerte der Einwirkungen Ed

Bemessungswerte der Beanspruchungen (σd, Fd)




Terminologie

Charakteristische Werte der Tragwiderstände (fk, Rk)

Modifikationsbeiwerte kmod und Teilsicherheitsbeiwerte γM

Bemessungswerte der Tragwiderstände (fd, Rd)

Ermittlung der Tragwiderstände:




c Druck (compression)t Zug (tension)

m Biegung (moment)Biegespannungsnachweis: 0,1f d,m

d,m ≤σ

Druckspannungsnachweis: 0,1f d,90,c

d,90,c ≤σ

Terminologie

0,1f d,0,t

d,0,t ≤σ

Zugspannungsnachweis:

d Bemessungswert(design value)

0 / 90 Beanspruchungsrichtungin Bezug auf dieFaserrichtung










Terminologie




„neu“semiprobabilistischesSicherheitskonzept

Nachweise mit Teilsicherheitsbeiwerten

Beispiel:Ed ≤ Xd

Sicherheitskonzepte (allgemein)

„alt“deterministisches

Sicherheitskonzept

Nachweise mit globalen Sicherheitsbeiwerten

Beispiel:σ ≤ zul σ




Größe der Beanspruchung bzw. des Widerstandes

Häu

figke

it

95%-Quantile

5%-Quantile

Nennsicherheit

zentrale Sicherheit

WiderstandEinwirkung

Sicherheit (allgemein)

Quantilwert: (Wahrscheinlichkeitsrechnung; Gauss) Das p%-Quantil ist der Wert, der mit der Wahrscheinlichkeit p unterschritten wird. Der Quantilwert bezieht sich immer auf die Grundgesamtheit.




Sicherheit (probabilistisch)

Größe der Beanspruchung bzw. des Widerstandes

Häu

figke

it

Widerstandsseite

WiderstandEinwirkung

Einwirkungsseite




Nachweis der Tragfähigkeit

Ed Bemessungswert der Einwirkungen

dd XE ≤

Xd Bemessungswert des Widerstandes




Einwirkungen nach DIN 1055-100

∑∑≥≥

⋅⋅⊕⋅⊕⋅=2

,,,01,1,,1

,i

ikiQikQjkj

jGd QQGE γψγγ

Nachweis im Grenzzustand der TragfähigkeitKombination für die ständige und vorübergehende Bemessungssituation

• Ed Bemessungswert der Einwirkungen

• Gk,j Charakteristischer Wert der ständigen Einwirkungen

• Qk,i Charaktersitischer Wert der veränderlichen Einwirkungen

• γG,j , γQ,i Teilsicherheitsbeiwerte

• ψ0,i Kombinationsbeiwert




∑∑≥≥

⋅⋅⊕⋅⊕⋅=2

,,,01,1,,1

,i

ikiQikQjkj

jGd QQGE γψγγ

Einwirkungen nach DIN 1055-100Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit

Kombination für die ständige und vorübergehende Bemessungssituation




Bemessungswert des Widerstandes

M

kmodd

XkXγ⋅

=

Teilsicherheitsbeiwerte γM für Baustoffe in ständigen undvorübergehenden Bemessungssituationen

Bemessungssituation Baustoff γM

Holz und Holzwerkstoffe 1,3Grenzzustände derTragfähigkeit

Stahl in VerbindungenNachweis gegen die StreckgrenzeNachweis gegen die Zugfestigkeit

1,11,25

Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit 1,0

Rechenwerte für die Modifikationsbeiwerte kmod fürVollholz und Brettschichtholz

NutzungsklasseKlasse der Lasteinwirkungsdauer1 2 3

ständig 0,60 0,60 0,50lang 0,70 0,70 0,55mittel 0,80 0,80 0,65kurz 0,90 0,90 0,70

sehr kurz 1,10 1,10 0,90

1,3Holz und Holzwerkstoffe

0,70lang




Festigkeitsklasse C16 C24 C30 C35 C40Festigkeitskennwerte in N/mm²

Biegung ak,mf 16 24 30 35 40

Zug parallel ak,0,tf 10 14 18 21 24

Zug rechtwinklig k,90,tf 0,4

Druck parallel ak,0,cf 17 21 23 25 26

Druck rechtwinklig k,90,cf 2,2 2,5 2,7 2,8 2,9

Schub und Torsion ck,vf 2,7

Steifigkeitskennwerte in N/mm²Elastizitätsmodul

parallel b,amean,0E

rechtwinklig bmean,90E

8000

270

11000

370

12000

400

13000

430

14000

470

Schubmodul c,bmeanG 500 690 750 810 880

Rohdichtekennwerte in kg/m³Rohdichte kρ 310 350 380 400 420

charakteristischer Wert der Baustoffeigenschaft

M

kmodd

XkXγ⋅

=a

k,mf

ak,0,tf

k,90,tfa

k,0,cf

k,90,cfc

k,vf

24

14

21

2,5

0,4

2,7




Biegebemessung (Vergleich)

DIN 1052-alt DIN 1052-neupgq +=

8²lqM ⋅

=

WMσvorh B =

0,1zul

vorhB

B ≤σσ

γ=σ

fFestigkeitzul

kQkGd pgq ⋅γ+⋅γ=

8²lqM d

d⋅

=

WMd

d,m =σ

0,1f d,m

d,m ≤σ

k,mM

modd,m fkf ⋅

γ=




Was bedeutet das?LF Eigengewicht + Schnee LF Eigengewicht

kkd s5.1g35.1q ⋅+⋅=

k,md,m f3.19.0f ⋅=

0,1f d,m

d,m ≤σ

9.0s5.1g35.1

kq kk

mod

d ⋅+⋅=

0,1f d,m

d,m ≤σ

6.0g35.1

kq k

mod

d ⋅=

k,md,m f3.16.0f ⋅=

kd g35.1q ⋅=




Einwirkungskombinationen nach DIN 1055 - 100

• Seltene (charakteristische) Kombination

• Häufige Kombination

• Quasi-ständige Kombination

E d = ∑ Gk,j ⊕ Pk ⊕ Q k,1 ⊕ ∑ ψ0,i · Q k,ij ≥ 1 i > 1

E d = ∑ Gk,j ⊕ Pk ⊕ ψ1,1 · Q k,1 ⊕ ∑ ψ2,i · Q k,ij ≥ 1 i > 1

E d = ∑ Gk,j ⊕ Pk ⊕ ∑ ψ2,i · Q k,ij ≥ 1 i ≥ 1

X

X

X

Nachweis der Gebrauchstauglichkeit




Nach DIN 1052 werden Grenzwerte für die seltene (charakteristische) Bemessungssituationsowie die quasi-ständige Bemessungssituation

empfohlen

seltene (charakteristische) Bemessungssituation:Vermeidung von Schäden an Trennwänden, etc.

quasi-ständige Bemessungssituation:Gewährleistung der Benutzbarkeit und Erscheinung

Nachweis der Gebrauchstauglichkeit










Terminologie




Vollholzprodukte nach DIN 1052

Vollholz / Konstruktionsvollholz (KVH, MH)

Brettschichtholz (homogen/kombiniert)

Balkenschichtholz (Duo- und Triobalken)

Holz-Verbund-Bauteile

Vollholz und geklebte Vollholzprodukte




Vollholz

Festigkeitsklasse DIN 1052:2004-08

GüteklasseDIN 4074-2:1958-12

C16C24C30C35C40

SortierklasseDIN 4074-1:2003-06

IIIIII

S7 / C16MS10 / C24MS13 / C30M

C35MC40M

Verfügbarkeit:Verfügbarkeit: C35 max. b/h = 12/24 cmC40 max. h = 5 cm




Homogenes Brettschichtholz

Festigkeitsklasse DIN 1052:2004-08

GüteklasseDIN 4074-2:1958-12

GL24h

GL28h

GL32h

GL36h

SortierklasseDIN 4074-1:2003-06

II

I

S10 / C24M

S13 / C30M

C35M

C40M




Biegebeanspruchung der Lamellen bei homogenem Brettschichtholz

h ≤ 600 mm

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 1,1;

h600mink

14,0

h

Flachkant-Beanspruchung

Hochkant-Beanspruchung

2,1kl =

k • f

m,k

[N/m

m2 ]

Festigkeitsklassen0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

GL 24 GL 28 GL 32 GL 36

C24

GL2

4h

C30

GL2

8h

C35

GL3

2h

C40

GL3

6h




Holzwerkstoffe nach DIN 1052Furnierschichtholz

Brettsperrholz

Sperrholz

OSB-Platten

Kunstharzgeb. Spanplatten

Zementgeb. Spanplatten

Faserplatten

Gipskartonplatten










Terminologie




DIN 1052, alt DIN 1052, neu

0,1f

kff d,z,m

d,z,mred

d,y,m

d,y,m2

d,0,c

d,0,c ≤σ⋅+

σ+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ σ

0,1ff

kf d,z,m

d,z,m

d,y,m

d,y,mred

2

d,0,c

d,0,c ≤σ

+σ⋅+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ σ

0,1zulzulzul B

z,B

B

y,B

||D

||D ≤σ

σ+

σσ

+σ

σ

Doppelbiegung und Druck

0zulf B

z,B

d,z,m

d,z,m =σ

σ=

σmit




0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

||D

||D

zul σσ

d,y,m

d,y,m

fσ

d,0,c

d,0,c

fσ

B

y,B

zul σσ


0,5

0,5

0,71

Doppelbiegung und Druck




Bsp.: StabdübeltragfähigkeitDIN 1052, alt DIN 1052, neu

dfM2122R k,1,hk,yk ⋅⋅⋅⋅

β+β⋅

⋅=⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

⋅⋅⋅σ

= 2St

StlSt dB

dazulminNzul

6,2k,uk,y df3,0M ⋅⋅=

k,1,h6,3

k,uk fdf6,02R ⋅⋅⋅⋅=

k,1,h

k,2,h

ff

=β 1=βmit:





k,1,h6,3

k,uk fdf6,02R ⋅⋅⋅⋅=

Bsp.: Stabdübeltragfähigkeit

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

⋅⋅⋅σ

= 2St

StlSt dB

dazulminNzul

( ) kk,h d01,01082,0f ρ⋅⋅−⋅=

( )d01,01df05,02R k6,3

k,uk ⋅−⋅ρ⋅⋅⋅⋅=

( )( ) α+α⋅⋅+

ρ⋅⋅−⋅= 22

kk,h cossind015,035,1

d01,01082,0fmit:

0=α°

α−=η

3601st




⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

⋅⋅⋅σ

= 2St

StlSt dB

dazulminNzul


( )d01,01df05,02R k6,3

k,uk ⋅−⋅ρ⋅⋅⋅⋅=

( )d01,01df05,064,1R k6,3

k,ud ⋅−⋅ρ⋅⋅⋅⋅=


kM

modd RkR ⋅

γ= kd R

1,19,0R ⋅=




1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,k

2,k

ρρ

1,k

2,k

RR

DIN 1052, neu

00,1ff

1,k,u

2,k,u =

19,1ff

1,k,u

2,k,u =

42,1ff

1,k,u

2,k,u =

„S235 S355“ und „C24 C30“

1,24





Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken -Allgemeine Bemessungsregeln und Bemessungsregeln für den Hochbau

Die neue DIN 1052

auf Grundlage des semiprobabilistischen Sicherheitskonzepts

ist gewöhnungsbedürftig

Werkstoffkennwerte für eine größere Vielfalt von Holz und Holzwerkstoffenverallgemeinerte und vereinheitlichte Bemessungsregeln für die bisherigen Nachweiseumfangreiche neue Bemessungsregeln

beinhaltet jedoch



Univ.-Prof. a.D. C. Scheer Einführung in die Bemessung nach neuer DIN 105203.12.2005

Grundlagen der Bemessung nach DIN 1052 - neu

Univ.- Prof. a. D. Claus Scheer,Technische Universität Berlin.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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