Durchbiegung die Zweite
Januar 27, 2008 in: Sonntags-Kolumne Autor: J. Lorch
Nachdem die erste Durchbiegungsberechnung verarbeitet wurde, können wir uns an die Bewältigung der Probleme, die bei der täglichen Arbeit mit der DIN 1052:2004 auftauchen, heranwagen.
In der letzten Sonntagskolumne habe ich die Behauptung aufgestellt, dass die Berechnung der Durchbiegungen im Holzbau für die charakteristische seltene und für die quasi-ständige Bemessungssituation praxisfremd sei. Dies ist bei den Protagonisten der DIN 1052:2004 nicht gut angekommen. Ich möchte deshalb etwas tiefer in diese Problematik einsteigen und die vielen Variablen, die für die Berechnung erforderlich sind, aus der Sicht der Praxis bewerten. Sie können sich dann selbst ein Urteil bilden und Ihre Kommentare zu der Behauptung von mir auf dieser Seite ins Internet stellen.
Die formale Anforderung der DIN 1052:2004 für die charakteristische seltene Bemessungssituation für einen Einfeldträger mit Gleichlast und zwei veränderliche Einwirkungen lautet:
(1) wfin,(G+Q) - wG,inst = wG,inst * (1 + kdef ) + wQ,1, inst * (1 + ψ2,1 * kdef ) + wQ,2, inst * (ψ0,2 + ψ2,2 * kdef ) ≤ L/200
(2) wG,inst = 5 * MG,k* l² /48* E0,mean* I
(3) wQ,i,inst = 5 * MQ,i, k* l² /48* E0,mean* I
Wie zahlreich sind doch die Dinge, derer ich nicht bedarf (Sokrates)
Welchen Unwägbarkeiten der Verformungsbeiwert kdef und die Holzfeuchte in der Praxis unterliegt, soll nachfolgend dargestellt werden.
Ab hier bitte weiterlesen:
Der Verformungsbeiwert kdef wird in der Tabelle F2 in Abhängigkeit der Nutzungsklasse festgelegt. In Tabelle F3 werden die Ausgleichsfeuchten von Holzbaustoffen für die betreffende Nutzungsklasse angegeben.
In der Fußnote zu Tabelle F2 wird ausgeführt, dass die Werte kdef für Vollholz, dessen Feuchte beim Einbau im Fasersättigungsbereich oder darüber liegt und im eingebauten Zustand austrocknen kann, um den Faktor 1,0 zu erhöhen sind. Die Fasersättigungsfeuchte, hier sind nur die Zellwände feuchtegesättigt, die Zellhohlräume sind frei von Feuchte, schwankt zwischen 22% und 35 % bei den Hölzern, die bei uns zum Einsatz kommen.
Gemäß DIN 1052:2004 Abschnitt 6.2 (2) sind die Hölzer in der Nutzungsklasse 1 und 2 auf die Einbaufeuchte von 20 % zu beschränken. Dies bedeutet gemäß DIN 4074-1:2003, dass nur trocken sortiertes Holz zum Einsatz gebracht werden darf. In Nutzungsklasse 1 wird die Ausgleichsfeuchte auf 15 % beschränkt, dies ist nur mit Brettschichtholz oder Konstruktionsvollholz (KVH) zu erreichen oder durch eine vorgeschriebene technische Trocknung des Vollholzes.
Im Abschnitt 6.2 (3) wird indirekt die Möglichkeit, eine höhere Feuchtigkeit als 20% zu tolerieren, angedeutet, wenn das Holz nachträglich austrocknen kann ohne die angrenzenden Bauteile hinsichtlich der auftretenden Schwindverformungen zu beeinträchtigen. In der VOB Teil C wird der Einbau von halbtrockenem Holz ebenfalls zugelassen unter der Bedingung, dass das Holz austrocknen kann. Die Einflüsse der Schwindverformungen sind nicht mehr zu beachten. Dies kann aber für die Durchbiegungen entscheidend sein und steht im Widerspruch zu der wissenschaftlich aufgestellten Formel (1).
In der Praxis ergibt sich nun ein Schnittstellenproblem. Der Tragwerksplaner hat auf seinen Plänen in der Vergangenheit nur die Holzgüte „S10" angegeben. Das Leistungsverzeichnis des Objektplaners für den Dachstuhl (Zimmerarbeiten) wurde auf der Grundlage der VOB Teil C erstellt wegen fehlender Kommunikation zwischen Tragwerksplaner und Objektplaner. Der Hinweis, dass nur trockenes Holz gemäß statischer Berechnung eingebaut werden darf, fehlt häufig im Leistungsverzeichnis.
Aus Kostengründen hat dann der Zimmermann selbstverständlich nur halbtrockenes Holz eingebaut. Dies kann auch sinnvoll sein, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen für die Bewitterung der Holzkonstruktion während der Bauphase im Leistungsverzeichnis ausgeschrieben wurde. Schwindrisse, größere Verformungen als berechnet und Mängelrügen sind die Folgen.
Es wird dem Tragwerksplaner dringend empfohlen auf den Plänen in Zukunft die Holzgüte und die der Berechnung zugrunde liegenden Randbedingungen anzugeben, den detaillierten Anforderungen der DIN 1052:2004 muss Rechnung getragen werden. Folgende beispielhafte Angaben sind Mindeststandard, dies wird dem Selbsterhaltungstrieb geschuldet:
Kantholz DIN 4074-1:2003 - S10 TS - FI
Festigkeitsklasse nach DIN 1052:2004 : NHC24
Nutzungsklasse 1 nach DIN 1052:2004 Abschnitt 7.1.1
Ausgleichsfeuchte = Einbaufeuchte ≤ 15 %
Verkehrslast Kategorie A nach DIN 1055-3:2006
Abweichungen von den Nennmaßen der Holzquerschnitte
darf höchstens ± 1 mm betragen
Durch diese Angaben, die leicht durch ein Makro in die Zeichnung eingefügt und den jeweiligen Randbedingungen angepasst werden können, haben Sie dem Objektplaner eine eindeutige Leistungsbeschreibung für sein Leistungsverzeichnis geliefert und die ausführende Firma hat keinen Interpretationsspielraum. Sie haben die Voraussetzung geschaffen, dass ihre Berechnungen der Durchbiegungen, wenn die Randbedingungen eingehalten werden und keine Rechenfehler oder falsche Zuordnungen der Beiwerte ψ vorliegen, formal in Ordnung sind.
S10 bedeutet visuelle Sortierung und entspricht der Festigkeitsklasse nach DIN 1052:2004 C24. TS bedeutet trocken sortiert und enthält gemäß DIN 4074-1 höchstens 20 % Holzfeuchte, deshalb ist unbedingt die zusätzliche Angabe der Ausgleichs- und Einbaufeuchte erforderlich. FI ist die Kurzbezeichnung nach DIN 4076-5 für die Holzart Fichte. Zur den Abweichungen vom Nennquerschnitt wird später noch ausführlich eingegangen.
Wenn jetzt der Objektplaner oder der Zimmermann von ihren Planangaben abweichen, haben Sie gute Chancen in einem gerichtlichem Verfahren keine Quote zugeteilt zu bekommen.
Aus den vielen Fehlern, die Gegenstand eines gerichtlichen Verfahrens in der Vergangenheit waren, habe ich einen fiktiven Fall konstruiert. Aus didaktischen Gründen habe ich ihn in das Jahr 2010 verlegt, in der Annahme, dass nach 2 Jahren verpflichtender Anwendung der DIN 1052:2004 die grundlegenden Dinge bekannt sind.
Es handelt sich um den Dachstuhl eines Mehrfamilienhauses, bestehend aus 1. und 2. Dachgeschoss. Die Decke über dem 1. DG ist eine Holzbalkendecke mit einer Spannweite von 6,0 m. Vom Bauherrn - Antragsteller - wurde die großen Durchbiegungen der Deckenbalken, die Schwingungsanfälligkeit dieser Decke und die deutlich sichtbaren Risse in einer nichttragenden Trennwand im 2. DG beanstandet. Antragsgegner waren der Tragwerkplaner, der Objektplaner und der Zimmermann.
Um die Vielzahl der Fehler und die entsprechenden Hinweise ausführlich darstellen zu können, ist eine weitere Sonntagskolumne zu dem Thema Durchbiegungen erforderlich.
Wer ein gerichtliches Verfahren zu bestehen hat, muss viel Zeit haben und er muss belastbar sein. Mit einem Wort er muss Geduld besitzen.
Geduld ist eine niedere Form von Verzweiflung, als Tugend verkleidet (Ambrose Bierce, 1842- 1915)
Fortsetzung Februar 2008
Es wurde 1 Kommentar abgegeben.
am 05. März 2010 um 17:42
Ach wie schnell doch die Evolution voranschreitet. Im Jahr 2010 ist leider die DIN 1052:2004 nicht mehr anwendbar. Oder hat sich die Natur nicht so gravierend verändert, dass neue Vorschriften erforderlich wurden, sondern waren die Normenväter nicht unfehlbar?
Meiner Ansicht nach haben die “Fließband-Normenschreiber” nur erkannt, dass hier eine sehr ergiebige Geldquelle sprudelt.
