Software zur Bemessung von Rippenplatten nach Eurocode 5 | Engineering Platform

Starten Sie den kostenlosen Terrassenrechner unten und überprüfen Sie Ihren Entwurf in Sekundenschnelle!

Der neue Standard für den europäischen Holzbau

Das Design von Rippen-Deck-Konstruktionen findet in Europa zunehmend Beachtung, da Ingenieure nach materialeffizienteren Massivholz-Bodensystemen suchen. Die Erstellung einer konformen Konstruktion im Rahmen der Eurocodes kann jedoch nach wie vor komplex sein. Trotz ihrer statischen Effizienz und ihrer zunehmenden Verbreitung werden Rippen- oder Kassetten-Holzdecken in den Ingenieurstudiengängen selten behandelt, sodass vielen Praktikern klare Anhaltspunkte zum statischen Verhalten und zur Bemessungsmethodik fehlen.

Die Bemessung von Rippendecken im Rahmen des Eurocode-Holzbau-Regelwerks (EN 1995-1-1 – Eurocode 5: Bemessung von Holzbauwerken) stellt eine besondere Herausforderung dar: Die Norm enthält derzeit keine expliziten Vorschriften für Rippen- oder Kassetten-Massivholzdeckensysteme. Daher müssen Ingenieure diese Systeme häufig als zusammengesetzte oder Verbundholzbauteile behandeln, was eine Kombination aus fortschrittlicher Strukturmodellierung und ingenieurtechnischem Urteilsvermögen erfordert.

Da gerippte Decken nicht unter vollständig standardisierte Lösungen fallen, stützt sich der Entwurfsprozess häufig auf Analysen nach den Grundprinzipien, validierte numerische Modelle oder Versuche, gestützt auf die allgemeinen Anforderungen der Normen EN 1990 (Grundlagen der Tragwerksplanung) und EN 1995-1-1. Dieser leistungsbasierte Ansatz ermöglicht es Ingenieuren nachzuweisen, dass das System die erforderlichen Anforderungen an Festigkeit, Steifigkeit und Gebrauchstauglichkeit im Rahmen der Eurocodes erfüllt.

Die Europäische Ingenieurplattform für die Konstruktion von Rippenbrücken

Unsere Plattform führt eine Prüfung des Rippenrost-Konstruktionsentwurfs gemäß AS1720 durch. Das Berechnungsmodul umfasst:

Durchbiegungsprüfung:Für jeden Lastfall liegen Durchbiegungsdiagrammevor.
Schwingungsprüfung: Mehrere Schwingungsmethoden enthalten (Hamm et al. 2010, FP Innovations, prEN 1995:2023)
Überprüfung der Scher- und Biegefestigkeit: Für jeden Lastfall stehen Scher- und Biegefestigkeitsdiagramme zur Verfügung.
Überprüfung der Auslegungskapazität der Verbindung: Durchzug des Schraubenkopfes, Bruch der Schraube, charakteristische axiale Tragfähigkeit der Schraube, Scherfestigkeit…

Überprüfung der Schraubengeometrie: Überprüfung des Schraubenabstands.

Wichtige Funktionen des gerippten Deckdesigns

Übersicht über Rippendecksysteme

Rippendecksysteme sind Holzbodensysteme, die aus einer Brettsperrholzplatte bestehen, die mit Längsrippen verbunden ist. Die Rippen erhöhen die Biegesteifigkeit und Tragfähigkeit und reduzieren gleichzeitig den Materialverbrauch im Vergleich zu massiven Brettsperrholzplatten.

Mit dem SPEC Toolbox-Rechner für Rippenbodenkonstruktionen können Ingenieure Holzbodenkonstruktionen mit Rippen unter Schwerkraftbelastung analysieren. Der Rechner ermittelt:

  • Biegefestigkeit

  • Scherfestigkeit

  • Durchbiegungsverhalten

  • Schwingungsverhalten

  • Verbindungskapazität zwischen Platte und Rippen

Das System modelliert die Verbundwirkung zwischen der CLT-Platte und den Rippenbalken unter Verwendung von Schraubverbindungen.

Für die Eurocode-Region verwendet der Rechner die folgenden Normen:

Gestaltungsrichtlinien

  • EN 1995-1-1:2004 – Eurocode 5: Bemessung von Holzbauwerken

Code wird geladen

  • EN 1991:2002 – Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke

Diese Normen legen die Regeln für die Tragwerksplanung, die Lastkombinationen und die Sicherheitsbeiwerte fest, die bei der Berechnung herangezogen werden.

Konfiguration mit geripptem Deck

Ein Rippendecksystem besteht aus zwei Hauptbauteilen:

  • CLT-Platten

  • Holzrippenbalken

Die CLT-Platte verteilt die Lasten über die gesamte Bodenfläche, während die Rippen für den primären Biegewiderstand zwischen den Stützen sorgen.

Die Systemgeometrie wird definiert durch:

  • Aufbau einer CLT-Platte

  • Abmessungen der Rippenbalken

  • Rippenabstand

  • Spannweite

  • Verbindungstyp

Diese Parameter bestimmen die Steifigkeit und die Lastverteilung des Bodensystems.

Die Konfiguration des gerippten Decks wird durch manuelle Eingabe festgelegt. Die verfügbare Option lautet:

  • Individuelle Konfiguration

Dadurch kann der Benutzer die Konfiguration der CLT-Platte und die Anordnung der Rippen vollständig festlegen.

Die CLT-Platte wird durch manuelle Eingabe der Schichten definiert, wobei die strukturellen Eigenschaften jeder Schicht festgelegt werden. Zu den Eingabeparametern gehören:

  • Schichtdicke

  • Faserausrichtung

  • Holzgüteklasse

  • Stapelkonfiguration

Dieser Ansatz ermöglicht die Modellierung beliebiger CLT-Schichtkonfigurationen, unabhängig von herstellerspezifischen Produkten.

Rippenbalken dienen als primäre tragende Elemente des Rippenplattensystems. Der Anwender legt Folgendes fest:

  • Materialart

  • Lieferant

  • Holzgüteklasse

Die Rippengeometrie wird wie folgt definiert:

  • Rippenbreite (b)

  • Rippentiefe (d)

  • Rippenabstand

Diese Parameter bestimmen die Biegesteifigkeit und das Tragverhalten des Rippenfahrdecks.

Die CLT-Platte und die Rippenbalken sind durch mechanische Verbindungselemente miteinander verbunden. Der Rechner unterstützt derzeit:

  • Flexible Verbindung

Diese Konfiguration bildet die partielle Verbundwirkung zwischen der Platte und den Rippenbalken ab.

Strukturmodell

Das gerippte Deck wird als Trägersystem analysiert, das auf verteilte Lasten einwirkt.

Benutzer definieren:

  • Spannweite

  • Unterstützungsbedingungen

  • Lastverteilung

Die Lasten werden als gleichmäßig über die Spannweite verteilte Lasten aufgebracht.

Der Rechner kann außerdem Folgendes enthalten:

  • Eigengewicht der Bauteile

Belag

Auf die CLT-Platte kann eine zusätzliche Deckschicht aufgebracht werden.

Die Auflast trägt zur Dauerbelastung des Bodensystems bei.

Schwingungsmessverfahren

Die Schwingungsleistung des Fußbodens lässt sich anhand der folgenden Methoden bewerten:

  1. Hamm et al. 2010

  2. FPInnovations

  3. prEN 1995:2023

Weitere Parameter sind:

  • Schwingungsleistungsgrad

  • Dämpfungsverhältnis

  • Schrittfrequenz

  • Voraussetzung

  • Steifigkeit des schwimmenden Estrichs

Diese Parameter beeinflussen das dynamische Verhalten des Fußbodens.

Schraubendaten

Die Verbindung zwischen der CLT-Platte und den Rippenbalken erfolgt mittels Schrauben.

Benutzer definieren:

  • Befestigungsart (Schraube)

  • Schraubenausrichtung (vertikal)

  • Verbindungsart (Holz-Holz oder Stahl-Holz)

  • Gewindetyp (teilweise oder vollständig mit Gewinde)

Die Eigenschaften der Schrauben können durch Auswahl eines Herstellers oder durch manuelle Eingabe festgelegt werden.

Zu den verfügbaren Anbietern gehören:

  • Schmid

  • ESSVE

  • Eurotec

  • Klimas

  • Rocket / Vynex

  • Rothoblaas

  • Sihga

  • SPAX

  • Würth

  • Manuelle Eingabe

Die Anschlussgeometrie wird wie folgt definiert:

  • Abstand entlang der Faserrichtung (a₁)

  • Abstand quer zur Faserrichtung (a₂)

  • Kantenabstand (a₃)

  • Endabstand (a₄)

  • Einbettungslänge

  • Anzahl der Schrauben

Diese Parameter bestimmen die Schubübertragungskapazität zwischen der Platte und den Rippen.

Analytische Methoden

Die Rippenplattenanalyse unterstützt die folgenden Berechnungsmethoden:

  1. Erweiterte Gamma-Methode

  2. Gamma-Methode

Diese Methoden berechnen die effektive Biegesteifigkeit des Verbundrippendecksystems unter Berücksichtigung der Flexibilität der Schraubverbindung.

Designprüfungen

Nach der Analyse liefert der Rechner eine Zusammenfassung der strukturellen Leistungsfähigkeit.

Die folgenden Prüfungen werden durchgeführt:

  • Durchbiegung

  • Vibration

  • Scherkraft

  • Biegen

  • Anschlusskapazität

Jede Überprüfung umfasst eine Auslastungsquote sowie eine Bestands-/Fehlanzeige, sodass Ingenieure die Leistung des Rippendecksystems schnell beurteilen können.

Anleitungen

Konstruktion der Verbindung zwischen CLT-Boden und -Wand

Auslegung der Verbindung zwischen Platte und Träger

In diesem Tutorial beschäftigen wir uns mit dem „Slab-to-Beam“-Rechner, um diese gängige Schnittstelle zu optimieren. Sehen Sie sich an, wie wir das Schraubenmodul einsetzen, um die Wechselwirkung zwischen der Bodenplatte und dem Tragbalken zu modellieren und so eine optimale Schubübertragung und Verbundwirkung sicherzustellen.

Überlappungsverbindung

Begleiten Sie uns bei der detaillierten Betrachtung der Halb-Lap-Verbindung, wobei wir uns darauf konzentrieren, die strukturelle Kontinuität ohne externe Stahlplatten zu gewährleisten. Anhand des Schraubenmoduls führen wir Sie durch die automatische Überprüfung der Kantenabstände und Abstandsanforderungen, die für diese geometrisch anspruchsvollen Verbindungen entscheidend sind.

CLT-Wandrechner

In diesem Video erfahren Sie Schritt für Schritt, wie Sie ein typisches CLT-Wandelement entwerfen. Wir behandeln die Auswahl eines CLT-Lieferanten sowie die Verwendung der richtigen Funktionen, dynamischer Bilder und Lerninhalte, um die optimale Plattendicke und -konstruktion zu ermitteln. Außerdem erfahren Sie, wie Sie zwischen den Rahmenarten „Platform“ und „Balloon“ wechseln, verschiedene Exzentrizitätsmethoden anwenden und Lasten in der Ebene sowie außerhalb der Ebene hinzufügen können – so erhalten Sie ein solides Verständnis der Grundlagen der Berechnung und Konstruktion von CLT-Wänden.

Massivholz prägt die Zukunft des nachhaltigen Bauens. Angesichts der weltweit immer zahlreicher werdenden Holzgebäude, die neue Rekorde brechen, ist die Beherrschung der CLT-Planung wichtiger denn je. Entdecken Sie unsere CLT Toolbox-App mit leistungsstarken Planungswerkzeugen, automatisierten Berechnungen und Expertenwissen, die Ihnen helfen, Ihre CLT-Projekte zu optimieren!

CLT-Membran-Konstruktionsrechner

Eine umfassende Anleitung zur Einrichtung und Analyse des Verhaltens von Membranen in X-Richtung mithilfe der CLT Toolbox. Sie definieren Schraubentypen für Steifigkeitsberechnungen, legen die Plattengeometrie, Verbindungstypen und Plattenbreiten fest. Wir behandeln die Eingabe von ULS- und SLS-Kräften und erläutern die erforderlichen Werte für die Scherung in der Ebene sowie die Laminierungsdaten. Das Video schließt mit einer Aufschlüsselung der Durchbiegungsergebnisse, der Kraftwirkungen und der Festigkeitsnachweise gemäß Eurocode 5.

Brandschutzplanung für CLT-Decken

Wir freuen uns, das lang erwartete Modul „Fire Design“ für CLT-Böden vorstellen zu können, das nun neben dem Rechner für die Raumgestaltung in der CLT Toolbox verfügbar ist.

Dieses Tutorial erklärt, wie das neue Modul funktioniert, einschließlich der unterstützten Standards und der Berechnung der Zeichentiefe für jede einzelne Ebene.

Zu den wichtigsten Funktionen gehören:

  • Unterstützung mehrerer Brandmodelle:
    – Entwurf des Eurocodes 5 (prEN 1995-1-2:2023)
    – Österreichischer Nationalanhang (ÖNORM B EN 1995-1-2:2011)
    – Standard-Brandversuche (ISO 834 / EN 1363-1)
  • Flexibilität bei der Festlegung von Schutzschichten und brandgefährdeten Seiten
  • Automatische Berechnung der Verkohlungstiefe Schicht für Schicht im Zeitverlauf
  • Eindeutige Ursachen für das Versagen von Klebeverbindungen und die Verschlechterung von Klebefugen
  • Vollständiger PDF-Export mit allen Zwischenschritten, Sicherheitsfaktoren und Eingabewerten

Entwickelt, um Ingenieuren Transparenz, Genauigkeit und Schnelligkeit bei der Brandschutzplanung für CLT zu bieten.

Auslegung von CLT-Scherwänden

Wir freuen uns, Ihnen mitteilen zu können, dass die zweite Version unseres CLT-Scherwand-Rechners nun online ist!

Nachdem wir uns 12 Monate lang das Feedback unserer Nutzer angehört haben, freuen wir uns, ein verbessertes und leistungsfähigeres Tool für die Bemessung von Schubwänden vorstellen zu können.

CLT-Scherwände verfügen über eine hervorragende Festigkeit in der Ebene und können als zuverlässiges System zur Aufnahme von Querkräften dienen.

Die zweite Version des Berechnungsprogramms umfasst Funktionen wie fünf hochmoderne Lastübertragungsmethoden, die auf Forschungsergebnissen von Casagrande, Wallner-Novak, Tomasi, Pei und Reynolds basieren. Außerdem haben wir Prüfungen der seitlichen Verformung sowie Berechnungen der Plattensteifigkeit gemäß dem ProHolz-Leitfaden 2014 hinzugefügt. Schließlich enthalten wir auch die Berechnung der in-planaren Festigkeit von CLT gemäß ProHolz 2014 und FP Innovations 2019.

Im Oktober stellen wir den Schubwandrechner in der kostenlosen Version zur Verfügung. Schaut also in der App vorbei und probiert ihn aus🙂

Rechner für CLT-Bodenkonstruktionen

Begleiten Sie uns auf einer Reise, bei der wir alles von der Auswahl der idealen CLT-Platte – ganz gleich, ob Sie sich für das Produkt eines Anbieters entscheiden oder Ihre eigenen Daten manuell eingeben – bis hin zur Auswahl des richtigen nationalen Anhangs, der Definition von Lasten und der Feinabstimmung der Details behandeln. Dieses Video führt Sie durch jede einzelne Phase, einschließlich der statischen Berechnung, der Steifigkeitsberechnungen und sogar der Einbindung von kantengeklebten Lamellen in Ihren Entwurf.

Wir werden außerdem untersuchen, wie sich verschiedene Schwingungstechniken auf Ihre Konstruktion auswirken, und aufzeigen, wie Sie Ihren Entwurf optimieren können, indem Sie die Steifigkeit des Betonestrichs in der Ebene sowie den Einfluss flexibler Auflager berücksichtigen. Darüber hinaus können Sie die Ergebnisse und Formeln während des gesamten Prozesses nachverfolgen, sodass Sie stets auf dem Laufenden sind.

Los geht’s!

CLT-Membran-Konstruktionsrechner

Beginnen Sie mit einem umfassenden Ansatz für die Bemessung von Aussteifungselementen, indem Sie Kräfte und Materialeigenschaften definieren und die Parameter des Eurocodes 5 anwenden. Legen Sie zunächst die auf das Aussteifungselement in X-Richtung wirkenden Eingabekräfte fest und wählen Sie Schraubentypen für die Steifigkeitsberechnungen aus. Legen Sie die Geometrie und Ausrichtung des Aussteifungselements in den Benutzereingaben fest, bestimmen Sie die Art der Plattenverbindungen und die Plattenbreite anhand der technischen Informationen der CLT-Lieferanten. Geben Sie die Kräfte sowohl für ULS als auch für SLS unter Berücksichtigung der Kraftrichtung ein. Machen Sie sich mit den Werte für die Scherung in der Ebene, den erforderlichen Laminierungsdaten und den wichtigsten Konstruktionsparametern für Eurocode 5 vertraut. Analysieren Sie abschließend die Durchbiegungsergebnisse, die zugrunde liegende Theorie, die Einwirkkräfte und die Festigkeitsnachweise, um eine präzise und effiziente Konstruktion sicherzustellen.

Häufig gestellte Fragen

Welche baulichen Vorteile bieten gerippte Holzterrassen?

Rippenplatten verbessern die statische Effizienz, indem sie die Biegeelemente (Rippen) von der Lastverteilungsschicht (CLT-Platte) trennen. Diese Konstruktion erhöht die Biegesteifigkeit und reduziert gleichzeitig den Materialverbrauch sowie das Gesamtgewicht der Decke im Vergleich zu Massivholzplatten.

Wie wird die Wechselwirkung zwischen der CLT-Platte und den Rippen modelliert?

Die CLT-Platte und die Rippenbalken werden mit mechanischen Befestigungselementen, in der Regel Schrauben, verbunden. Im Berechnungsprogramm wird diese Verbindung als flexible Verbindung modelliert, wodurch eine teilweise Verbundwirkung zwischen der Platte und den Rippen ermöglicht wird.

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