Erstellung von Bemessungshilfen für die Auslegung von Satteldachträgern in Holzbauweise

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Grundlagen
• Einwirkungen Lastannahmen
• Bemessung der Satteldachträgertypen
  • Satteldachträger mit geradem Untergurt
    • Nachweise der Randspannung
    • Nachweise im Firstquerschnitt
    • Durchbiegung
  • Satteldachträger als gekrümmter Träger mit Aufsattelung
    • Nachweise im Firstbereich
    • Befestigung des Sattels
    • Durchbiegung
  • Satteldachträger mit geneigtem Untergurt
    • Nachweise der Randspannung
    • Nachweise im Firstbereich
  • Satteldachträger mit geneigtem Untergurt und Aufsattelung
    • Nachweise
• Kippnachweise nach dem Ersatzstabverfahren
• Querzugverstärkungen
  • Verstärken mit aufgeleimten Platten
  • Verstärken mit Stahleinlage
  • Konstruktive Querkraftverstärkung
  • Vollständige Querkraftverstärkung
• Erläuterung der Bemessungsmodule
  • Aufbau der Module
  • Optimierung
    • Optimierung des Holzquerschnitts
    • Optimierung über Binderkosten
  • Eingabemaske
  • Optimierungsprozess für SDT 1
  • Optimierungsprozess für SDT 2
  • Optimierungsprozess für SDT 3
  • Optimierungsprozess für SDT 4

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Diplomarbeit zielt auf die Erstellung von Bemessungshilfen für die Auslegung von Satteldachträgern in Holzbauweise ab. Die Hilfen sollen Planern eine einfache und genaue Möglichkeit der Vorbemessung und Kostenschätzung bieten. Die Arbeit beinhaltet die Entwicklung von Optimierungsprogrammen und die Erstellung von Tabellen und Diagrammen für wirtschaftlich ausgenutzte Satteldachträger.

• Entwicklung von Bemessungshilfen für Satteldachträger in Holzbauweise
• Optimierung von Holzquerschnitten für wirtschaftliche Lösungen
• Analyse und Berücksichtigung von Querzugspannungen im Firstbereich
• Erstellung von Excel-basierten Bemessungsmodulen mit VBA-Programmierung
• Vergleich der Bemessung nach DIN und Eurocode

Zusammenfassung der Kapitel

Einleitung: Die Diplomarbeit befasst sich mit der Erstellung von Bemessungshilfen für Satteldachträger aus Brettschichtholz, um die Wirtschaftlichkeit und den ökologischen Aspekt dieses Baustoffs im Vergleich zu Stahl zu verbessern und dem Planer ein einfach zu handhabendes Werkzeug zur Verfügung zu stellen. Der Fokus liegt auf der Entwicklung von Typisierungsmöglichkeiten und Optimierungsprogrammen, welche eine genaue Vorbemessung und Kostenschätzung ermöglichen.

Grundlagen: Dieses Kapitel beschreibt die geometrischen Eigenschaften verschiedener Satteldachträgertypen (gerader, gekrümmter Untergurt, mit/ohne Aufsattelung) und ihre Auswirkungen auf die Materialausnutzung und die auftretenden Spannungen, insbesondere den Querzug im Firstbereich. Es werden Näherungsformeln zur Vorbemessung der Binderhöhe in Abhängigkeit der Spannweite vorgestellt.

Einwirkungen Lastannahmen: Hier werden die auf die Satteldachträger wirkenden Belastungen definiert, darunter Eigengewicht, Schnee- und Eislasten. Windlasten werden aufgrund ihrer entlastenden Wirkung vernachlässigt. Die Lastannahmen erfolgen gemäß DIN 1055-100 und DIN 1055-5.

Bemessung der Satteldachträgertypen: Die Kapitel 4.1 bis 4.4 behandeln die detaillierte Bemessung der vier verschiedenen Satteldachträgertypen. Die Beschreibungen umfassen die Nachweise der Randspannungen, der Biege- und Querzugspannungen im First sowie der Durchbiegung. Spezifische Formeln und Faktoren werden zur Berücksichtigung geometrischer Besonderheiten jedes Typs verwendet.

Kippnachweise nach dem Ersatzstabverfahren: Dieses Kapitel beschreibt die Durchführung von Kippnachweisen nach dem Ersatzstabverfahren für die verschiedenen Satteldachträgertypen. Es werden vereinfachte Ansätze zur Bestimmung der Ersatzstablänge und der Berücksichtigung von nicht-linear veränderlichen Querschnittshöhen erläutert.

Querzugverstärkungen: Die Kapitel 6.1 bis 6.4 befassen sich mit verschiedenen Methoden zur Verstärkung der Satteldachträger gegen Querzugspannungen, darunter das Aufkleben von Platten, das Einbringen von Stahleinlagen und konstruktive Maßnahmen. Die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren werden diskutiert.

Erläuterung der Bemessungsmodule: Kapitel 7 beschreibt die Implementierung der Bemessungsverfahren in Excel-basierten Modulen mit VBA-Skripten. Es wird der Aufbau der Module, die Optimierungsstrategien (Querschnittsoptimierung und kostenbasierte Optimierung) und der Ablauf des Optimierungsprozesses für jeden Trägertyp detailliert erläutert.

Schlüsselwörter

Satteldachträger, Holzbau, Brettschichtholz, Bemessung, Optimierung, Querzug, DIN 1052, Eurocode 5, Excel, VBA, Kostenoptimierung, Kippstabilität, Querzugverstärkung.

Häufig gestellte Fragen

Was ist das Ziel dieser Diplomarbeit über Satteldachträger?

Das Ziel dieser Diplomarbeit ist die Erstellung von Bemessungshilfen für die Auslegung von Satteldachträgern in Holzbauweise. Diese Hilfen sollen Planern eine einfache und genaue Möglichkeit der Vorbemessung und Kostenschätzung bieten. Die Arbeit beinhaltet die Entwicklung von Optimierungsprogrammen und die Erstellung von Tabellen und Diagrammen für wirtschaftlich ausgenutzte Satteldachträger.

Welche Themenschwerpunkte werden in dieser Arbeit behandelt?

Die Themenschwerpunkte umfassen die Entwicklung von Bemessungshilfen für Satteldachträger in Holzbauweise, die Optimierung von Holzquerschnitten für wirtschaftliche Lösungen, die Analyse und Berücksichtigung von Querzugspannungen im Firstbereich, die Erstellung von Excel-basierten Bemessungsmodulen mit VBA-Programmierung und den Vergleich der Bemessung nach DIN und Eurocode.

Was behandelt das Kapitel "Grundlagen"?

Das Kapitel "Grundlagen" beschreibt die geometrischen Eigenschaften verschiedener Satteldachträgertypen (gerader, gekrümmter Untergurt, mit/ohne Aufsattelung) und ihre Auswirkungen auf die Materialausnutzung und die auftretenden Spannungen, insbesondere den Querzug im Firstbereich. Es werden Näherungsformeln zur Vorbemessung der Binderhöhe in Abhängigkeit der Spannweite vorgestellt.

Welche Lastannahmen werden in der Arbeit berücksichtigt?

Es werden die auf die Satteldachträger wirkenden Belastungen definiert, darunter Eigengewicht, Schnee- und Eislasten. Windlasten werden aufgrund ihrer entlastenden Wirkung vernachlässigt. Die Lastannahmen erfolgen gemäß DIN 1055-100 und DIN 1055-5.

Welche Satteldachträgertypen werden im Detail bemessen?

Die Arbeit behandelt die detaillierte Bemessung von vier verschiedenen Satteldachträgertypen: Satteldachträger mit geradem Untergurt, Satteldachträger als gekrümmter Träger mit Aufsattelung, Satteldachträger mit geneigtem Untergurt und Satteldachträger mit geneigtem Untergurt und Aufsattelung. Die Beschreibungen umfassen die Nachweise der Randspannungen, der Biege- und Querzugspannungen im First sowie der Durchbiegung.

Was beinhaltet das Ersatzstabverfahren für Kippnachweise?

Dieses Kapitel beschreibt die Durchführung von Kippnachweisen nach dem Ersatzstabverfahren für die verschiedenen Satteldachträgertypen. Es werden vereinfachte Ansätze zur Bestimmung der Ersatzstablänge und der Berücksichtigung von nicht-linear veränderlichen Querschnittshöhen erläutert.

Welche Methoden zur Querzugverstärkung werden behandelt?

Es werden verschiedene Methoden zur Verstärkung der Satteldachträger gegen Querzugspannungen behandelt, darunter das Aufkleben von Platten, das Einbringen von Stahleinlagen und konstruktive Maßnahmen. Die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren werden diskutiert.

Wie sind die Bemessungsmodule aufgebaut und welche Optimierungsstrategien werden angewendet?

Die Bemessungsverfahren werden in Excel-basierten Modulen mit VBA-Skripten implementiert. Es wird der Aufbau der Module, die Optimierungsstrategien (Querschnittsoptimierung und kostenbasierte Optimierung) und der Ablauf des Optimierungsprozesses für jeden Trägertyp detailliert erläutert.

Welche Schlüsselwörter sind relevant für diese Diplomarbeit?

Relevante Schlüsselwörter sind: Satteldachträger, Holzbau, Brettschichtholz, Bemessung, Optimierung, Querzug, DIN 1052, Eurocode 5, Excel, VBA, Kostenoptimierung, Kippstabilität, Querzugverstärkung.