Holm Altenbach, Johannes Altenbach, Konstantin Naumenko
Ebene Flächentragwerke
Grundlagen der Modellierung und Berechnung von Scheiben und Platten
2., Aufl.
2016, xix, 531 S., XIX, 531 S. 167 Abb. in Farbe. 240 mm, Hardcover
Springer

 

 

Ausgehend von einer Klassifikation der Modelle ebener Flächentragwerke und den Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie werden zunächst systematisch die Gleichungen für isotrope Scheiben und Platten abgeleitet. Dabei wird, wie auch nachfolgend, ein didaktisch einheitliches Konzept eingesetzt. Die Gleichungen werden in kartesischen Koordinaten, Polarkoordinaten und schiefwinkligen Koordinaten formuliert. Die Diskussion der Plattenmodelle nach Kirchhoff, Mindlin und von Karman zeigt die Möglichkeiten und Grenzen dieser Strukturmodelle. Für schubstarre und schubelastische Platten mit kleinen Durchbiegungen wird auch anisotropes Materialverhalten einbezogen, und es werden die Strukturgleichungen der klassischen Laminattheorie und der Schubdeformationstheorie erster Ordnung angegeben. Die Berücksichtigung vorgegebener Temperaturfelder erfolgt für alle Plattenmodelle im Rahmen der entkoppelten Thermoelastizität. Die nach Aufgabenklassen geordneten Beispiele können als Referenzlösungen zur Testung numerischer Verfahren genutzt werden. Die Aufnahme der so genannten Reduktionsverfahren von Wlassow und Kantorowitsch soll ihre Leistungsfähigkeit für die Ableitung einfacher und analytischer Näherungslösungen durch die Reduktion der Strukturgleichungen auf eindimensionale Formulierungen verdeutlichen.

Martin H. Kessel, Theo Schönhoff
Entwicklung eines Nachweisverfahrens für Scheiben auf der Grundlage von Eurocode 5 und DIN 1052 neu. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2956
2001, 52 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Tragverhalten aussteifender Scheiben in Holzhäusern ist gegenwärtig den meisten Tragwerksplanern noch weitgehend unbekannt. Daher werden beim Nachweis der aussteifenden Bauteile häufig statische Modelle verwendet, die das tatsächliche Verhalten nicht abbilden können. In dieser Arbeit wurde das Schubfeldverfahren so weiterentwickelt, dass damit die Tragfähigkeit der heutzutage im Holzbau üblichen Aussteifungssysteme einfach und ausreichend genau nachgewiesen werden kann. Mit dem Schubfeldverfahren in der vorgestellten Form sind die Bemessungsregeln des Eurocode 5 und von DIN 1052 auf allgemeine Scheiben im Holztafelbau anwendbar. Auch die Tragfähigkeit von Scheiben mit Öffnungen und die erforderlichen Verstärkungsmaßnahmen sind nun einfach nachweisbar. Einerseits kann dann die tatsächliche Traglast besser abgeschätzt werden. Andererseits können Aussagen über die auftretenden und zulässigen plastischen Verformungen gemacht werden.

Martin H. Kessel, Olaf J.P. Dettmann
Ermittlung des Einflusses der Verankerung von Wandscheiben auf die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Holzhäusern. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2957
2000, 108 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Untersuchungen des Tragverhaltens von Holzhäusern in Holztafelbauart bei Windeinwirkung wurden sowohl an ebenen als auch an räumlichen Rechenmodellen durchgeführt. Das Besondere der gewählten Modelle ist, dass sie die rückstellende Wirkung des Eigengewichts der Konstruktion unter Berücksichtigung von Lage und Richtung der Gewichtskraft nutzen und Steifigkeiten von Deckenbalken und Wandrahmen. Die Untersuchungen an Haustypen, die ein Kehlriegeldach ohne Kniestock tragen, wurden für ausgewählte Grundrisstypen mit einer leichten und einer schweren Decke durchgeführt. Den ausgewählten Grundrisstypen wurden Entwurfsregeln zugeordnet, welche die üblichen Anforderungen an den Wohnkomfort berücksichtigen. Auf der Grundlage der Entwurfsregeln wurden die für die Praxis interessanten Grundrissvarianten eines jeden Grundrisstyps entwickelt. Die Berechnungsmodelle der Vielzahl von Grundrissvarianten berücksichtigen nur solche Bauteile und Verbindungen, von denen angenommen werden konnte, dass sie Teile jedes Wohnhauses in Holztafelbauart sind. Diese Vorgehensweise führte auf Modelle mit minimalem rückstellend wirkenden Eigengewicht und minimalen Steifigkeiten. Es lässt sich festhalten, dass Holzhäuser ohne verankerte Wandscheiben und ohne Zuganschluss von unverankerten Wandscheiben an Deckenbalken in der Regel keine ausreichende Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit besitzen. Ausreichende Tragfähigkeit heißt, dass alle in der Holzbaunorm geforderten Nachweise einschließlich der dort vorgeschriebenen Sicherheiten erfüllt sind.

H. Kreuzinger, A. Scholz
Nachweis in Grenzzuständen der Tragfähigkeit bei Platten und Scheiben aus Holz und Holzwerkstoffen unter Spannungskombinationen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2889
1999, 36 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei neuen Konstruktionsweisen, wie sie z.B. durch innovative Plattenelemente ermöglicht werden, treten kombinierte Beanspruchungen des Werkstoffes Holz auf. Diese Kombination kann abmindernd im Vergleich zu den in den Normen angegebenen, für einachsige Beanspruchung erlaubten Spannungen wirken. Die zur Zeit in Deutschland gültigen Normen machen zur Bemessung von Spannungskombinationen an Platten- und Scheibenelementen aus Holz keine Aussage. Es wurden unterschiedliche theoretische Ansätze zur Problematik der Spannungskombinationen an anisotropen Stoffen vorgestellt. Durch einfache Vergleiche wurde versucht, die Charakteristik der unterschiedlichen -Bruchkriterien aufzuzeigen: Für die Bemessung von Holzplatten wurde ein mögliches Nachweiskonzept zur Diskussion gestellt. Dabei werden verschiedene Spannungsnachweise anhand von linearen Interaktionen geführt.