Stabdübelverbindungen Vergleich von ÖNORM B4100-2 und Eurocode 5

Abstract

Der Eurocode 5 bringt neben dem Übergang auf das neue Sicherheitskonzept auch umfangreiche Änderungen bei der Berechnung von Verbindungen mit sich. Der EC 5 greift für die Ermittlung der Tragfähigkeit auf die Gleichungen von Johansen zurück, welche zum Teil sehr umfangreich sind. Diese Gleichungen berücksichtigen den Einfluss der Werkstoffe, so finden die Lochleibungsfestigkeit fh und das Fließmoment My direkten Eingang in die Berechnung. Dadurch wird es ermöglicht, durch die Verwendung hochwertiger Materialien die Tragfähigkeit der Verbindung zu steigern. Aus den Bemessungsgleichungen nach EC 5 ergeben sich, im Vergleich zur Önorm, dickere Seitenhölzer und dünnere Mittelhölzer.<br />Die Vergleichsrechnungen von einzelnen Stabdübeln zeigen, dass vor allem kleinere Durchmesser an das Niveau der Tragfähigkeit der Önorm heranreichen. Nur bei Verbindungen mit seitlichem dickem Stahlblech liegt der EC 5 bei den Tragfähigkeitswerten meist über der Önorm.<br />Beim Vergleich von Verbindungen muss in beiden Regelwerken eine Abminderung infolge mehrerer in Kraft- und Faserrichtung hintereinander liegender Verbindungsmittel vorgenommen werden. Werden die Mindestabstände nach EC 5 eingehalten, können nur 78,75 % der wirksamen Verbindungsmittel der Önorm in Rechnung gestellt werden. Diese Differenz kann durch eine Erhöhung der Abstände unter den Verbindungsmitteln verringert werden.<br />Eine Vereinfachung der Bemessung, durch eine grafische Auswertung der Gleichungen von Johansen, stellen die Möller-Diagramme dar. Die Versagensart kann nach Berechnung von drei Parametern sofort bestimmt werden. Weiters wurden Diagramme zur grafischen Ermittlung eines Tragfähigkeitsfaktors angegeben, mit dem man die Tragfähigkeit sofort berechnen kann.<br />Eine andere vereinfachte Möglichkeit der Ermittlung der Tragfähigkeit wird in der DIN 1052 angegeben. Hier geht man von der maximalen Tragfähigkeit des Verbindungsmittels, unter Einhaltung von Mindestdicken für das Seiten- und das Mittelholz, aus. Wenn diese Mindestdicken nicht erreicht werden, mindert man die Tragfähigkeit mit dem Verhältnis der vorhandenen Holzdicke zur Mindestholzdicke linear ab. Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode der Bemessung über die Mindestholzdicken ist die Möglichkeit der Angabe von Bemessungstabellen.<br />

The Eurocode 5 includes not only the new security concept, it is also including substantial changes in the calculation of connections.<br />For determining the load-carrying capacity the EC 5 uses the equations of Johansen, which are partially very extensive. These equations consider the influence of the materials. The calculation is based on the embedding strength fh and the yield moment My. The load-carrying capacity of the connection can be increased by the use of high-quality materials.<br />A result of the analysis of the equations in EC 5 is, that the construction wood on the side is thicker and in the middle thinner than in Önorm.<br />The comparative calculations of single dowels show, that dowels with small diameters reach the load-carrying capacity of the Önorm. In connections with thick steel the load-carrying capacity of the Önorm is lower than in EC 5. Concerning connections, the effective number of dowels has to be reduced because of the splitting sensibility of timber. If the minimum distances are kept according to EC 5, only 78.75 % of the effective dowels in Önorm can be used in calculation. This difference can be reduced by an increase of distances between the dowels.<br />The Moeller-charts are the graphical analysis of the equations of Johansen. These graphic charts can be used to simplify the calculation based on EC 5. After the determination of three parameters the failure mode can be determined immediately. Further diagrams for the graphic determination of a load-carrying capacity factor were indicated. With this factor the load-carrying capacity can be computed immediately.<br />Another simplified possibility to determine of the load-carrying capacity is indicated in DIN 1052. This code uses the maximum load capacity of the dowel, under consideration of the smallest thickness for the side and middle wooden construction. If the minimum thickness can not be reached, the load carrying capacity has to be reduced linearly with the relationship of the existing to the minimum thickness. The possibility of the indication of calculation tables represents a substantial advantage of this method of calculating the minimum thickness of timber.