Holzträger mit seitlicher Verstärkung nach Eurocode berechnen und bemessen
Bauen im Bestand impliziert den Wunsch, bestehende Holzbalken trotz Schädigung oder Nutzungsänderung des Gebäudes langfristig zu erhalten. Mit dem Trend in der Baubranche zu mehr Nachhaltigkeit steigen allerdings die Anforderungen an Tragwerksplaner. Das FRILO-Programm Verstärkter Holzträger HTV+ hilft deshalb, Holzträger mit seitlicher Verstärkung wirtschaftlich nach Eurocode zu berechnen und zu bemessen.
In der modernen Tragwerksplanung gewinnt Bauen im Bestand zunehmend an Bedeutung. Damit künftig der Erhalt von bestehenden Holztragwerken möglichst wirtschaftlich und effizient vonstattengeht, hat FRILO das Berechnungsprogramm Verstärkter Holzträger HTV+ auf den Markt gebracht. Das HTV+ ermöglicht Tragwerksplanern, Holzträger, die für ihren Erhalt seitlich einseitig oder beidseitig durch zusätzliche Holzquerschnitte oder Stahlprofile verstärkt werden müssen, zu berechnen und zu bemessen. Dabei werden die seitlichen Verstärkungen mit dem Holzkern unter Verwendung von Verbindungsmitteln als gekoppeltes System nachgiebig verbunden.
Die individuell konfigurierbare Systemeingabe ermöglicht Tragwerksplanern, das zu erhaltende statische System realitätsnah im HTV+ abzubilden und den Träger um die benötigten Verstärkungsmaßnahmen zu ergänzen. Anwender können unter anderem Auflager der unterschiedlichen statischen Systeme variable definieren und Lasten individuell eingeben. Die Berechnung erfolgt mittels einer Stabwerksanalyse, bei der die Belastungen über die Verbindungsmittel auf die beteiligten Querschnitte verteilt werden.
Die Systemeingabe im HTV+
Im HTV+ von FRILO lassen sich Holzträger mit beliebigem Rechteckquerschnitt seitlich durch individuelle Holzquerschnitte oder Stahlprofile verstärken. Den rechteckigen Holzverstärkungen können dabei auch abweichende Holzarten bzw. Festigkeiten zugeordnet werden. Erfolgt die seitliche Verstärkung mittels Stahlquerschnitten, stehen verschiedene U- und L-Profilreihen zur Auswahl. Die Besonderheit liegt in der getrennten Wahl der statischen Systeme für den Holzkern und für die Verstärkungen. Durch eine völlig freie Definition der Anordnung, Lagerung und Abmessung jeder Verstärkung kann das Programm jegliches statische System abbilden.
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Die Kopplung der einzelnen Systeme erfolgt durch frei wählbare Verbindungsmittel. Neben üblichen Bolzen, Passbolzen und Gewindestangen stehen auch Dübel besonderer Bauart zur Auswahl. Für jede Verbindungsmittelgruppe können eigene Typen, Abstände und weitere Parameter angegeben werden. So lässt sich jeder Holzträger wirtschaftlich dort verstärken, wo die Verstärkung benötigt wird. Zusätzlich sind Tragwerksplaner in der Lage, Gelenke oder Querschnittsprünge zur Abbildung von Querschnittsausfällen oder Querschnittsschwächungen am Holzkern zu definieren.
Die Lasteingabe im HTV+
Neben einer freien Definition der einzelnen statischen Systeme lassen sich die Lasten frei auf jedes Teilsystem verteilen. Insbesondere bei Verstärkungsmaßnahmen von Bestandsträgern ist eine individuelle Eingabe der Belastung erforderlich. Jeder Verstärkung kann dabei ihr eigener Lastanteil in Form von Einzel-, Strecken- oder Trapezlasten zugeordnet werden. Die Lasteingabe erfolgt über charakteristische Lasten, die in der Bemessung automatisch in maßgebende Lastfallkombinationen überlagert werden. Zusätzlich können Anwender bei Bedarf benutzerdefinierte Einwirkungskombinationen mit freier Wahl der Teilsicherheitsbeiwerte sowie der Klasse der Lastwirkungsdauer anlegen.
Die Nachweisführung im HTV+
Die Berechnung basiert auf einem Stabwerksmodell, in welchem der Holzträger über die Verbindungsmittel an den diskreten Stellen nachgiebig mit den Verstärkungen gekoppelt wird. Die Beanspruchung und Verformung des Holzträgers und der Verstärkung lassen sich so in jedem Teilabschnitt sowie in jedem Verbindungselement exakt berechnen. Auf diese Weise werden die definierten Auflagerbedingungen und die reale Lasteinleitung ebenfalls genau berücksichtigt.
Damit können nicht nur die notwendigen Abmessungen der Träger und Verstärkungen bestimmt werden, sondern die Verbindungselemente lassen sich auch zielgenau dort einsetzen, wo sie von der Beanspruchung erfordert werden. Auf Basis der sich einstellenden Schnittgrößen werden alle Holzquerschnitte und Verbindungsmittel nach Eurocode 5, die Stahlprofile nach Eurocode 3 nachgewiesen. Darüber hinaus ermittelt das Programm für jedes vorhandene Auflager des Holzkerns die Auflagerpressung nach Eurocode 5.
Die Schnittstellen zum HTV+
Durch die direkte Integration in die FRILO-Welt können Anwender bereits im Durchlaufträger DLT+ (oder HTM+) eingegebene und berechnete Holzträger auf Knopfdruck übergeben und anschließend verstärkt werden. So sparen Tragwerksplaner wertvolle Zeit bei der Eingabe. Außerdem orientiert sich die PLUS-Oberfläche des neuen HTV+ eng am Durchlaufträger. Mit dem Durchlaufträger erprobte Nutzer können die einzelnen statischen Systeme intuitiv anlegen und über Verbindungsmittel koppeln. Die im neuen Programm HTV+ berechneten Auflagerkräfte lassen sich zudem direkt an sämtliche Stützenprogramme von FRILO übergeben. Als Zusatz kann das komplette System auch an das hauseigene Stabwerkprogramm RSX übermittelt werden.
