Beispiel „Expertentool“ Statikschulung / Eurocode Jörg Fleu. 18

Präsentation zum Thema: "Beispiel „Expertentool“ Statikschulung / Eurocode Jörg Fleu. 18"—  Präsentation transkript:

1 Beispiel „Expertentool“ Statikschulung / Eurocode Jörg Fleu. 18
Beispiel „Expertentool“ Statikschulung / Eurocode Jörg Fleu November November 2018

2 Statikschulung / Eurocode
Ziel der Vortrags: Sensibilisierung bei der Eingabe der Randparameter im „Expertentool“ … Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 2

3 Statikschulung / Eurocode
Was benötige ich für die statische Vorbemessung? Bauort, PLZ, Grundrisse und Ansichten des Gesamtgebäudes Wind-, Schnee- und Eislasten gehen daraus hervor, Lage des Bauteils im Gesamtgebäude (Eck- bzw. Normalbereich), Windgutachten vorhanden (?) Kriterium der Durchbiegung klären! meist im LV verankert, ansonsten DIN EN (für Fassade) bzw. DIN EN DIN EN (für Fenster) beachten! besondere Anforderungen klären! (absturzsichernde Funktion, Betretbarkeit, Begehbarkeit, Erdbebenlasten o.ä.) Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 3

4 Statikschulung / Eurocode
Gebäude Bauort: Bielefeld H = [mm] d = [mm] b = [mm] Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu

5 Statikschulung / Eurocode
Fassaden-Element Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 5

6 Statikschulung / Eurocode
Lage des Elementes im Gesamtgebäude Abstand zum Rand: r = 4,00 [m] Einbauhöhe: z = 7,00 [m] z r Traufseite Giebelseite Die Bezeichnung „Giebelseite“ und „Traufseite“ sind an Flachdachgebäuden irritierend!!! Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 6

7 Statikschulung / Eurocode
Windlast Windlastzone 1: Entspricht einer Bezugswindgeschwindigkeit von 22,5 m/s (Windstärke 9; qb= 0,32 kN/m²) Windlastzone 2: Entspricht einer Bezugswindgeschwindigkeit von 25,0 m/s (Windstärke 10; qb= 0,39 kN/m²) Windlastzone 3: Entspricht einer Bezugswindgeschwindigkeit von 27,5 m/s (Windstärke 10; qb= 0,47 kN/m²) Windlastzone 4: Entspricht einer Bezugswindgeschwindigkeit von 30,0 m/s (Windstärke 11; qb= 0,56 kN/m²) aus Datenbank: Bielefeld – WLZ 1 Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu

8 i.d.R. Mischprofil aus GK II und GK III
Geländekategorie i.d.R. Mischprofil aus GK II und GK III Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu

9 Vereinfachte Ermittlung des Geschwindigkeitsdruckes
- für Gebäude bis 25 m Höhe - Gebäudehöhe (!!!) h = 20,0 [m] Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu

10 Genaue Ermittlung des Böengeschwindigkeitsdruckes
Binnenland (Mischprofil der Geländekategorie II und III) qp(z) = 1,7 qb x (z/10)0,37 hier: WLZ 1: qb = 0,32 [kN/m²] Gebäudehöhe: z = 20,0 [m] und h ≤ b ( 20,0m < 60,0m) qp(z) = 1,7 x 0,32 x (20/10)0,37 = 0,70 [kN/m²] Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 10

11 Ermittlung der Gebäudebereiche
e = b oder 2h b = Abmessung quer zum Wind Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 11

12 Ermittlung der Gebäudebereiche
Cpe-Werte für A=1,0 m² und A=10,0 m² e = b oder 2h b = Abmessung quer zum Wind Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu

13 Gebäudebereiche 60,0 E B B 7,0 15,0 A A 8,0
Für diese Windrichtung kehren sich die Gebäudebereiche um 60,0 E B B 7,0 15,0 A A 8,0 e = b oder 2h (der kleiner Wert ist maßgebend) D b = Abmessung quer zum Wind b = 60 m bzw. 2h = 40 m Wind e = 40 m e/5 = 8,0 m Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 13

14 Gebäudebereiche 60,0 B C A 15,0 Wind E D A B C 3,0 12,0 45,0
Für diese Windrichtung kehren sich die Gebäudebereiche um B C A 15,0 Wind E D A B C 3,0 12,0 45,0 e = b oder 2h (der kleiner Wert ist maßgebend) b = 15 m bzw. 2h = 40 m b = Abmessung quer zum Wind e = 15 m e/5 = 3,0 m Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 14

15 Statikschulung / Eurocode
Auswertung Gebäudebereiche (Winddruck) 60,0 D 15,0 D D D Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 15

16 Statikschulung / Eurocode
Auswertung Gebäudebereiche (Windsog) 60,0 B C B A A 15,0 A A A B C B A 3,0 12,0 30,0 12,0 3,0 Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 16

17 Aerodynamische Beiwerte cpe
we = cpe x qp (ze) (in kN/m²) we: Außendruck (+ bzw. -) qp (ze): Böengeschwindigkeitsdruck für Bezugshöhe ze cpe: Aerodynamischer Beiwert für den Außendruck + + + Cpe-Werte für A=1,0 m² und A=10,0 m² Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu

18 Statikschulung / Eurocode
Aerodynamische Beiwerte cpe Flächenbezogen Einzugsfläche Pfosten: A = (2,70+0,1+0,1) x 1,20 = 3,48 m² we = cpe x qp (ze) (in kN/m²) cpe10 bzw. cpe1 : -0,80 / -1,10 +0,80 / +1,00 Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 18

19 Statikschulung / Eurocode
Lage des Elementes im Gesamtgebäude Abstand zum Rand: r = 4,00 [m] Einbauhöhe: z = 7,00 [m] Gebäudebereiche: D bzw. B D: cpe,A = 0,89 bzw. B: cpe,A = -0,94 Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 19

20 Statikschulung / Eurocode
Lage des Elementes im Gesamtgebäude Gebäudebereiche: D bzw. A D: cpe,A = 0,89 bzw. A: cpe,A = -1,29 Unterschied Trauf- bzw. Giebelseite (-1,29) / (-0,94) = 1, % !!! Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 20

21 Statikschulung / Eurocode
Durchbiegungskriterium hier: DIN EN – Produktnorm „Vorhang-Fassade“ max f Wind = L/200 bzw. 15 mm L = Stützlänge zwischen Befestigungspunkten = 2,70 + 0,10 + 0,10 = 2,90 m max f Wind = L/200 = 290/200 = 1,45 cm < 1,50 cm Bedeutet: … schon ab L = 300 cm wird das Kriterium 15 mm maßgeblich! Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 21

22 Statikschulung / Eurocode
Durchbiegungskriterium Stützweite: x 2 Verformung: x 16 Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 22

23 hier: horizontale Nutzlast qk = 1,00 kN/m
Besondere Anforderungen hier: horizontale Nutzlast qk = 1,00 kN/m Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 23

24 Kategorisierung Auszug aus DIN EN 1991-1-1/NA:2010-12 24
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25 Unbedingt auf LV achten!!!
Horizontale Nutzlasten Hinter dem Element befinden sich Räume ohne öffentlichen Nutzungscharakter (Wohnräume, Büroräume o.ä.) Hinter dem Element befinden sich Räume mit öffentlichem Nutzungscharakter (Versammlungsräume, Fluchtwege o.ä.) Unbedingt auf LV achten!!! Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 25

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Kombinationsbeiwerte Ψ Auszug aus DIN EN 1990/NA:2010 im Programm: φ Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 26

27 Statikschulung / Eurocode
Erforderliche Überlagerungen Auszug aus DIN EN 1990:2010 Eigengewicht + „Vorspannung“ + veränderliche Last (Haupteinwirkung) + Ψ0 x veränderliche Lasten (Nebeneinwirkungen) Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 27

28 Erforderliche Überlagerungen
Darstellung hier ohne Teilsicherheitsfaktoren γF Wx-Wert Ix-Wert Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu

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Ergebnisse Element auf der Traufseite (nur Windbelastung) erf. Ix (L/200) ≈ 72 cm4 (Wind) erf. Wx ≈ 10 cm3 (Wind) Element auf der Traufseite (Windbelastung + Anprall) erf. Ix (L/200) ≈ 72 cm4 (Wind) erf. Wx ≈ 16 cm3 (Wind+Anprall) Element auf der Giebelseite (nur Windbelastung) erf. Ix (L/200) ≈ 90 cm4 (Wind) erf. Wx ≈ 12 cm3 (Wind) Element auf der Giebelseite (Windbelastung + Anprall) erf. Ix (L/200) ≈ 90 cm4 (Wind) erf. Wx ≈ 18 cm3 (Wind+Anprall) Aufgrund einer höhenabhängigen Lastermittlung im vorliegenden Beispiel auf der Giebelseite mit einer veränderten Windlast we gerechnet Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 29

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erf. Ix ≈ 72 cm4 erf. Wx ≈ 10 cm3 Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 30

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erf. Ix ≈ 90 cm4 erf. Wx ≈ 12 cm3 Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 31

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Fragen? Statikschulung / Eurocode | | Jörg Fleu 32