umwelt-online: ETAG 011 Leitlinie - Holzbauträger und -stützen (2)

zurück

5.1 Mechanische Festigkeit und Standsicherheit

5.1.1 Mechanische Festigkeit und Steifigkeit

Die mechanische Festigkeit und Steifigkeit kann unter Verwendung eines der drei nachfolgenden Verfahren abgeleitet werden. Es müssen nicht alle Eigenschaften nach demselben Verfahren beurteilt werden:

• Berechnung
• versuchsgestützte Bemessung
• Prüfung

5.1.1.1 Berechnung

Im Allgemeinen ist das Rechenverfahren geeignet, wenn die Festigkeits- und Steifigkeits-Eigenschaften der Stege, Gurte und der Verbindungsart bekannt und dokumentiert sind. Außerdem muss das theoretische Modell, das zur Bewertung der mechanischen Festigkeit und Standsicherheit herangezogen wird, wohl fundiert sein.

Anmerkung: Bei einigen Produkten wird das Ausgangsmaterial für die Gurte sortiert, ehe es zu Gurtbestandteilen gesägt wird. In derartigen Fällen sind die mechanischen Eigenschaften der Gurte gesondert zu berücksichtigen, ehe das Rechenverfahren angewandt wird.

Anmerkung: Bei den meisten Produkten weisen die Gurte oder Stege Längsverbindungen auf (zum Beispiel Keilzinken). In derartigen Fällen sind die mechanischen Eigenschaften der keilgezinkten Gurte und Stege separat zu betrachten, ehe das Rechenverfahren angewandt wird.

Anmerkung: Die in Eurocode 5 (ENV 1995-1-1) angegebenen Rechenverfahren können berücksichtigt werden.

5.1.1.2 Versuchsgestützte Bemessung

Kann ein Hersteller ein Berechnungsverfahren für die Tragfähigkeit seines Produkts vorlegen, so muss es möglich sein, dieses Verfahren zu verwenden, wenn es anhand der in der ETAG beschriebenen Methoden überprüft wurde.

Im Allgemeinen kann die versuchsgestützte Bemessung verwendet werden, wenn:

• die Festigkeits- oder Steifigkeits-Eigenschaften der Stege oder Gurte nicht bekannt oder dokumentiert sind
• das theoretische Modell zur Bewertung der mechanischen Festigkeit und Standsicherheit nicht vollständig ist.

Leitlinien für die versuchsgestützte Bemessung sind in Abschnitt 3.2, Anhang D, Teil 1 des Eurocode 1 (ENV 1991-1) angegeben.

Die Erweiterung des Prüfprogramms hängt von dem Grad der Unsicherheit in Bezug auf die Werkstoffeigenschaften sowie von dem Grad der Unsicherheit in Bezug auf das verwendete Rechenverfahren ab. Geeignete Versuche auf der Grundlage der im Abschnitt "Prüfverfahren" im Technischen Bericht 002 der EOTa beschriebenen Verfahren sind für jedes Produkt separat zu berücksichtigen.

Die zu prüfenden Produkte müssen eine repräsentative Stichprobe der Grundgesamtheit darstellen.

Aus den Versuchsergebnissen ist der charakteristische Wert (x) als 5 %-Fraktile mit einer Aussagewahrscheinlichkeit von 75 % anzugeben. Der Mittelwert ist mit einer Aussagewahrscheinlichkeit von 50 % anzugeben.

Für eine Normalverteilung wird der charakteristische Wert x_k angegeben durch

Der Faktor k hängt von der Anzahl der Versuche und der Aussagewahrscheinlichkeit ab.

Werte für k_n sind in Tabelle 5.1.1 angegeben.

Anmerkung: Wenn anzunehmen ist, dass eine Werkstoffeigenschaft besser durch eine Lognormalverteilungsfunktion beschrieben wird als durch eine Normalverteilungsfunktion, kann der Logarithmus der Werkstoffeigenschaft anstelle der Werkstoffeigenschaft selbst zur Bestimmung der charakteristischen Werte herangezogen werden.

Für eine Lognormalverteilung wird der charakteristische Wert x_k angegeben durch:

Tabelle 5.1.1 Werte für kn zur Bestimmung der 5%-Fraktile für die Aussagewahrscheinlichkeit von 75 % zur Anwendung in Gleichungen 5.1.1 und 5.1.2 1

(1) Sind charakteristische Eigenschaften nur durch den Versuch zu ermitteln, so sollte die Anzahl der Versuche mindestens 30 betragen. Dienen die Versuche zur Bestätigung gewisser theoretischer Modellannahmen, reicht eine unter 30 liegende Anzahl von Versuchen aus.

Anmerkung: Wenn es unmöglich ist, eine repräsentative Stichprobe des Produkts zu prüfen, darf der Wert der Standardabweichung nicht niedriger als 20 % des Wertes für den Mittelwert angesetzt werden. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn das zu prüfende Produkt in einer Pilot-Fertigungsanlage hergestellt wird.

Anmerkung: Die nach Gleichung ( 5.1.1) oder ( 5.1.2) ermittelten charakteristischen Werte sind die höchsten Werte, die als charakteristische Werte angegeben werden können. Es kann ratsam sein, niedrigere Werte anzugeben, um eine unverhältnismäßig hohe Zahl an Ausschuss während des Qualitätskontrollprozesses zu vermeiden.

Wird das Verfahren der versuchsgestützten Bemessung zur Bestimmung der Festigkeits- oder Steifigkeitseigenschaften der Stege oder Gurte angewandt, so ist der charakteristische Wert auf der Grundlage der durch Gleichung ( 5.1.1) oder ( 5.1.2) erhaltenen Ergebnisse für die Bemessung zu verwenden.

Wird das Verfahren der versuchsgestützten Bemessung angewandt, um das theoretische Modell auf die Versuchsergebnisse abzustimmen, so wird ein unbekannter Modellkoeffizient D eingeführt. Unter Verwendung der Versuchsergebnisse und der Ergebnisse aus dem theoretischen Modell werden der Mittelwert des Modellkoeffizienten D_mean