Leichtbau-Villa-Dachsystem mit Stahlrahmen

Leichtbau-Villa-Dachsystem mit Stahlrahmen

9.1 - Allgemeine Bestimmungen

9.1.1 Die Dachtragkonstruktionen von Villen aus Leichtstahl können aus Fachwerk oder Schrägbalken bestehen, deren oberes Ende auf dem Dachfirst des umklammerten Abschnitts aufliegt.

9.1.2 Strukturplatten werden auf den oberen Streben des Leichtstahldachstuhls einer Villa verlegt oder es werden Stahlgurtstreben angebracht. Wenn der Dachstuhl durch Stahlgurtstreben gestützt wird, sind diese und der gesamte Dachstuhl an den Kreuzungspunkten mit Schrauben zu verbinden. Die Dicke der Querstahlgurtstreben darf nicht weniger als 0,8 mm betragen. Der Untergurt des Dachstuhls wird mit einer Strukturplatte oder einer Längsstützstange versehen.

9.1.3 Längs- und Querstützen sollten am Bauchpfosten des Leichtstahldachstuhls einer Villa angebracht werden (Abbildung 9.1.3).

9.1.1 Derzeit werden Dachtragkonstruktionen für kaltgeformte dünnwandige Stahlkonstruktionen hauptsächlich in zwei Formen unterteilt: Fachwerk und Schrägbalken. Das Fachwerksystem trägt hauptsächlich die Axialkraft, während der Schrägbalken hauptsächlich das Biegemoment aufnimmt.

9.1.3 Bei langen Streben kann die seitliche Abstützung die berechnete Länge der Streben außerhalb der Fachwerkebene effektiv reduzieren. Die Querabstützung kann die Integrität des Bauchstrebensystems gewährleisten, was zur Aufrechterhaltung der Gesamtstabilität des Leichtstahldachstuhls der Villa beiträgt.

9.2 Designanforderungen

9.2.1 Bei der Konstruktion von Leichtstahldachstühlen für Villen müssen die negativen Auswirkungen der durch Windsog verursachten inneren Kraftänderung berücksichtigt und der Lastkomponentenkoeffizient der Dauerlast auf 1,0 festgelegt werden.

9.2.2 Bei der Berechnung der Schnittgrößen der einzelnen Dachstuhlelemente in der Leichtstahlvilla kann davon ausgegangen werden, dass der Dachstuhlgurt ein durchgehender Stab ist und der Verbindungspunkt zwischen Bauchstab und Gurt ein Scharnier ist.

9.2.3 Die berechnete Länge der Dachstuhlelemente aus Leichtstahl für Villen kann gemäß den folgenden Bestimmungen übernommen werden:

In der Dachstuhlebene kann die berechnete Länge jedes Elements als Abstand zwischen den Knoten des Elements angenommen werden.

2 Außerhalb der Dachstuhlebene kann die berechnete Länge jedes Bauteils gemäß den folgenden Bestimmungen übernommen werden:

1) Wenn der Obergurt des Dachstuhls auf die Strukturfrontplatte gelegt wird, muss die Länge des Obergurts berechnet werden und der Abstand zwischen den Schraubverbindungen des Gurts muss das Zweifache betragen. Wenn die Pfettenbeschränkung verwendet wird, kann der Abstand zwischen den Pfetten des Obergurts als Temperlänge genommen werden.

2) Wenn der Dachstuhl keine seitliche Unterstützung hat, berechnen Sie die Länge des Abstands zwischen den gewünschten Knoten. Wenn eine seitliche Unterstützung vorhanden ist, berechnen Sie den Abstand zwischen dem Knoten der gewünschten Länge und dem seitlichen Unterstützungspunkt des ventralen Balkens des Dachstuhls.

3) Wenn der Untergurt des Dachstuhls auf der Konstruktionsplatte aufliegt, beträgt die Berechnungslänge des Untergurts das Zweifache des Abstands zwischen den Gurtverschraubungen. Bei Verwendung von Längsverbänden kann die Länge des Untergurts als Abstand zwischen den seitlichen Festpunkten berechnet werden.

9.2.4 Wenn der Bauchstab eines Leichtstahlfachwerks Rücken an Rücken mit dem Gurt verbunden ist (Abbildung 9.2.4), muss der Einfluss der äußeren Exzentrizität bei der Konstruktion des Bauchstabs berücksichtigt werden. Die Exzentrizität ist anhand der Biegung des Biegeelements um die schwache Achse zu berechnen. Der Abstand zwischen der Außenfläche des Profilstegs des Bauchstabs und dem Mittelstück ist zu ermitteln.

9.2.5 Die Anzahl der Verbindungspunktschrauben im Hauptkörper von Leichtstahlvillen wird durch Berechnung der Scher- und Zugfestigkeit bestimmt.

9.2.2 Das vereinfachte mechanische Modell in diesem Artikel entspricht vollständig der tatsächlichen Dachstuhlkonstruktion. In der praktischen Anwendung ist der Gurt ein durchgehendes Element, während die Bauchstange über eine Schraube mit dem Gurt verbunden ist. Die Tragfähigkeit und Gesamtstabilität des Gurtes werden gemäß den einschlägigen Bestimmungen für Biegeelemente in Artikel 6.1.5 dieser Norm berechnet. Die Berechnung der Bauchstange erfolgt gemäß den einschlägigen Bestimmungen der Artikel 6.1.2 und 6.1.3 dieser Norm für axiale Tragelemente.

9.2.3 Das Dach einer kaltgeformten dünnwandigen Stahlkonstruktion (Leichtbau-Villa) unterscheidet sich von anderen Dachtypen dadurch, dass die Wickelstange mit Strukturplatten wie Grobspanplatten (OSB) ausgelegt wird, die das Knicken des oberen Flansches der Wickelstange stark einschränken. Um die Länge zu berechnen, ist der doppelte Schraubenabstand zu berücksichtigen, da beim Eindrehen der Schrauben eine einzelne Schraube versagen kann. Um die Zuverlässigkeit der Stabilitätsberechnung des Gurtes zu gewährleisten, ist der doppelte Schraubenabstand zu berücksichtigen.

9.2.4 Die Bauchstange wird üblicherweise auf Grundlage der axialen Druck- oder Zugelemente berechnet, ohne den Einfluss der Exzentrizität zu berücksichtigen. Für das Problem der Korrelation zwischen der Gesamtstabilität und der lokalen Stabilität der dünnwandigen Elemente in den Villen aus Leichtstahl zeigen die Berechnung und der Test, dass bei einer Rücken-an-Rücken-Verbindung von Bauchstange und Sehne das Vorhandensein einer Exzentrizität außerhalb der Fläche die Tragfähigkeit der Bauchstange um etwa 10–15 % verringert. Daher sollte die Exzentrizität bei der Berechnung berücksichtigt werden.

9.3 Dachstuhlknotenkonstruktion

9.3.1 Liegt keine konzentrierte Last am Dachfirst vor, können der Dachstuhlstab und der Gurtstab direkt am Dachfirst verbunden werden (Abb. 9.3.1a). Liegt eine konzentrierte Last am Dachfirst vor, ist eine Verbindung über eine Verbindungsplatte (Abb. 9.3.1b und C) vorzunehmen. Bei der Verbindung mit der Verbindungsplatte ist diese zu flanschen und zu verstärken (Abb.).

9.3.1b) oder verstärkt (ABB. 9.3.1c) anzusetzen. Die Anzahl der Verbindungsschrauben zwischen Gurtstab und Bauchstab bzw. Knotenplatte sollte nicht weniger als 4 betragen. Bei Verwendung einer Direktverbindung muss der Dachfirst in Längsrichtung biegesteif abgestützt werden.

9.3.2 Wenn die Bauchstange und der Gurt in der Mitte des Hauptdachstuhls von Leichtstahlvillen verbunden sind, können sie direkt oder über die Verbindungsplatte verbunden werden. Wenn die Bauchstange des Dachstuhls direkt mit der Gurtstange verbunden ist, kann das Ende der Bauchstange abgewinkelt werden. Die Länge der Verlängerung des Schnittwinkels sollte nicht mehr als 30 mm betragen. Das Ende der Bauchstange sollte innerhalb der Linie der Crimpseite liegen.

Setzen Sie mindestens 2 Schrauben ein (Abb. 9.3.2a). Wenn zwischen Dachstuhl und Gurt Verbindungsplatten verwendet werden, muss mindestens eine ventrale Stange direkt mit dem Gurt verbunden sein <Abb. 9.3.2b). Bei Bedarf kann die Verbindung des Gurts mit einem geteilten geschlossenen Abschnitt verstärkt werden. Die Länge der Versteifung sollte nicht weniger als 200 mm betragen.

9.3.3 Wenn Obergurt und Untergurt in gleicher Richtung mit einer offenen Verbindung verbunden sind, empfiehlt es sich, vertikale oder horizontale Versteifungen am Untergurtsteg anzubringen. Die Dicke der Versteifungen darf nicht geringer sein als die Dicke des Gurtelements (Abbildung 9.3.3). Der Untergurt am Lagerstoß des Untergurts des Fachwerks muss bis zum Untergurt des Obergurts reichen. Bei Verwendung horizontaler Versteifungen darf deren Länge nicht weniger als 200 mm betragen. Bei einer Balkenkonstruktion ist der Schrägträger über einen Verbinder mit dem Rückträger des Hauses zu verbinden.

9.3.4 Wenn der Dachstuhl des Hauptkörpers der Leichtstahlvilla mit dem oberen Führungsträger der Außenwand verbunden wird, sollten Dreiwegeverbinder oder andere Arten von Zugverbindern verwendet werden, um eine zuverlässige Übertragung vertikaler und horizontaler Kräfte zwischen Dachstuhl und Wand zu gewährleisten. Die Anzahl der Verbindungsschrauben sollte mindestens drei betragen.

9.3.5 Die Widerlager des Satteldachstuhls sollten oben und unten den Giebelpfosten entsprechen und an der Außenseite sollten Stangenverbinder mit einem Abstand von nicht mehr als 2 m angebracht werden (ABB. 9.3.5).

9.3.6 Wenn eine zuverlässige Grundlage vorhanden ist, können für die Hauptdachstuhlkonstruktion der Leichtstahlvilla andere Konstruktionsmethoden übernommen werden.

9.3.1 Der Versuch zeigt, dass bei konzentrierter Last in Firstnähe und schwacher Steifigkeit der Firstverbindungen ein Versagen der Verbindungen dem Stabilitätsversagen der Bauteile vorausgeht. Daher ist die passende Form der Firstverbindung je nach Belastungssituation zu wählen. In Abb. 9.3.1 gilt (a) für Dächer ohne konzentrierte Last, (c) für Dächer mit konzentrierter Last und (b) für Dächer mit konzentrierter Last. Die Knotensteifigkeit liegt dazwischen.

9.3.2 Horizontale Versteifungen erhöhen die Torsionssteifigkeit des Untergurts und verhindern ein Versagen des Gurts durch Torsionsknicken am Verbindungsstück, wenn die vom Bauchstab auf den Gurt übertragene Last groß ist. Da die Möglichkeit einer Instabilität der Auslegerplatte besteht, wenn Schrauben nur im Bereich des Auslegerwinkels gesetzt werden, ist vorgeschrieben, dass mindestens zwei Schrauben innerhalb der Verbindungslinie der Wicklungskante am Ende des Bauchstabs gesetzt werden.

9.3.5 Der Streifenverbinder am Hauptkörper der Villa aus Leichtstahl kann dem nach oben gerichteten Windsog und der durch die Abstreifwirkung erzeugten Zugkraft nach oben standhalten, um so die Integrität des Wand- und Dachsystems zu verbessern und die Trennung von Dach und Wand bei Hurrikanen und starken Erdbeben zu verhindern.

Tipps: Maschine zur Herstellung von Leichtstahlrahmen