Dieser Teil der Anleitung betrifft die Berechnung des Querschnitts der Gewindestange und der Menge, die entlang eines Wandbalkens an einer Fassade verteilt werden soll. In der Tat ist es oft notwendig, eine Wandbalken in einer Holzkonstruktion zu installieren, zum Beispiel in einer Anlehnungspergola, einer Terrasse auf einem an der Fassade befestigten Unterzugbalken, einem Holzanbau usw.
Dazu werden die Theorien und Ergebnisse des EUROCODE 5 in den Büchern, die über "Überprüfung von Verbindungen zu Eurocodes" und "Bemessung von Holzkonstruktionen. Anleitung zur Anwendung" sprechen, verwendet.
- Teil t1 : Wandbalken
- Teil t2 : tragende Fassade
Die Berechnungsmethodik ist wie folgt :
- Bestimmen Sie die Belastung des Wandbalkens,
- Bestimmen Sie den Widerstand einer Gewindestange aus der untenstehenden Widerstandstabelle,
- Bestimmen Sie die Anzahl der für den Wandbalken erforderlichen Gewindestange und kennen Sie die Bedingungen für die Installation der Stange auf dem Wandbalken,
- Prüfen Sie die Festigkeit des Holzes an der Verbindung.
1. Bestimmen Sie die Belastung des Wandbalkens
Die Betriebslast für einen Wandbalken hängt im Allgemeinen von 2 Faktoren ab :
- die Überlastung (Schnee) auf dem Dach (im Falle einer Pergola, einer Hütte, eines Anbaus, eines Gartenschuppens usw.), dessen Rahmen auf einem Wandbalken aufliegt,
- die Dauer- und Betriebsbelastung : Belastung des Bauholzes und der Dacheindeckung (Belastung der Balken, Pfetten, Sparren, Dacheindeckung usw.).
Die Betriebslast hängt von der vom Wandbalken unterstützten Fläche ab. Beachten Sie, dass diese Fläche wahrscheinlich auch am anderen Ende unterstützt wird, zum Beispiel durch einen Tragbalken oder einen anderen Wandbalken. In diesem Fall sollte die Last auf der Oberfläche halbiert werden, da die Last auf beide Seiten verteilt wird, im Falle eines Vierecks natürlich.
2. Bestimmen der Festigkeit einer Gewindestange
In der folgenden Tabelle sind die Scherfestigkeiten nach Schraubenbolzenklassen aufgeführt :
| Schraubenbolzenklasse | 4-6 | 4-8 | 5-6 | 5-8 | 6-8 | 8-8 | 10-8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sicherheitskoeffizient | 0,5 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,6 |
| Scherfestigkeit f (daN/mm²) | 40 | 40 | 50 | 50 | 60 | 80 | 100 |
Die Klasse eines Schraubenbolzens ist dieser 2-stellige Code, der normalerweise auf dem Schraubenkopf (mit dem Logo des Herstellers) oder im Falle einer Gewindestange auf der Verpackung angegeben ist. Sollte dies nicht aufgeführt sein, fragen Sie bitte Ihren Lieferanten direkt.
Was bedeuten diese Ziffern ?
- Die erste Zahl gibt die Scherfestigkeitsklasse an,
- Das Produkt dieser 2 Ziffern gibt die Elastizitätsgrenze an. (Beispiel : bei Klasse 4-6 beträgt die Elastizitätsgrenze 4 x 6 = 24 daN/mm²).
Es ist zu beachten, dass der Abschnitt, der bei einer Gewindestange wirklich Widerstand leistet, nicht der gesamte Abschnitt ist, sondern nur der, bei dem das Gewinde weggelassen wird. Die folgende Tabelle zeigt die Zugfestigkeitsabschnitte der Gewindestangen :
| Nenndurchmesser (mm) | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 27 | 30 | 33 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A : Nennquerschnitt (mm²) | 51 | 79 | 113 | 154 | 201 | 254 | 314 | 380 | 452 | 573 | 707 | 855 |
| Ar : Festigkeit des Gewindeabschnitts (mm²) | 38 | 58 | 84 | 115 | 156 | 192 | 245 | 303 | 352 | 459 | 560 | 693 |
Der EUROCODE5 definiert eine Formel zur Berechnung der Scherfestigkeit unter Berücksichtigung der Sicherheitskoeffizienten und des Festigkeitsbereichs des Gewindeteils.
In der folgenden Tabelle sind die Scherbruchfestigkeiten in Abhängigkeit vom Durchmesser der einzelnen Stange aufgeführt :
| Stangenklasse | Scherfestigkeit (daN) | |||||||||||
| Durchmesser der Stangen (mm) | ||||||||||||
| 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 27 | 30 | 33 | |
| 4-6 | 464 | 928 | 1344 | 1840 | 2496 | 3072 | 3920 | 4848 | 5632 | 7344 | 8960 | |
| 4-8 | 556,8 | 1113,6 | 1612,8 | 2208 | 2995,2 | 3686,4 | 4704 | 5817,6 | 6758,4 | 8812,8 | 8960 | 11088 |
| 5-6 | 580 | 1160 | 1680 | 2300 | 3120 | 3840 | 4900 | 6060 | 7040 | 9180 | 11200 | 13860 |
| 5-8 | 696 | 1392 | 2016 | 2760 | 3744 | 4608 | 5880 | 7272 | 8448 | 11016 | 13440 | 16632 |
| 6-8 | 835,2 | 1670,4 | 2419,2 | 3312 | 4492,8 | 5529,6 | 7056 | 8726,4 | 10137,6 | 13219,2 | 16128 | 19958,4 |
| 8-8 | 928 | 1856 | 2688 | 3680 | 4992 | 6144 | 7840 | 9696 | 11264 | 14688 | 17920 | 22176 |
| 10-8 | 1392 | 2784 | 4032 | 5520 | 7488 | 9216 | 11760 | 14544 | 16896 | 22032 | 26880 | 33264 |
Ausgehend von einem gegebenen Stangendurchmesser erhält man die theoretisch erforderliche Anzahl von Stangen in einem Wandbalken, indem man die eingeleitete Kraft durch den Widerstand einer Stange dividiert. Die tatsächliche Anzahl der Stange muss einerseits größer oder gleich der theoretischen Anzahl der Stange und andererseits deren Anordnung in der Stange sein. Diese Anordnung betrifft die ausgewogene Verteilung der Stange im Wandbalken unter Berücksichtigung der obligatorischen Mindestabstände.
3. Regel für die Positionierung der Stange in dem Wandbalken
Die Position der Stangen wird auch durch den Durchmesser des Stange (Anmerkung : "d" ist der Durchmesser), ihren Zwischenabstand und ihren Abstand von den Kanten des Holzstücks bestimmt.
| Bezeichnung | Minimaler Wert | grafische Darstellung |
|---|---|---|
| Abstand auf einer Linie a1 | 5d | 
|
| Spitze a3 | Max (7d ; 80 mm) | 
|
| Rand a4 | 4d |
4. Prüfung der Festigkeit des Holzes an der Verbindung
- h : Höhe des Tragbalkens
- he : effektive Höhe
Durch das Einführen der Stange in das Holz hat sich der Querschnitt des Holzes verkleinert und die Festigkeit des Querschnitts im Holz verringert. Es ist daher auch notwendig, seinen Widerstand sowie den der Stange zu überprüfen.
Dazu ist es notwendig, die effektive Höhe "he" des Holzteils zu kennen. Per Definition ist die effektive Höhe der Abstand zwischen der Kante der Achse und der Achse des am weitesten entfernten Schraubenbolzens, wenn man der Richtung d[...]
- So werden Sie entdecken :
- 1. Bestimmen Sie die Belastung des Wandbalkens
- 2. Bestimmen der Festigkeit einer Gewindestange
- 3. Regel für die Positionierung der Stange in dem Wandbalken
- 4. Prüfung der Festigkeit des Holzes an der Verbindung
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