Umlenkkräfte bei Satteldachbindern - Ein Ansatz zur Bestimmung der Tragfähigkeit bei unzureichender Verbügelung

Der Firstbereich bei Satteldachbindern stellt einen Diskontinuitätsbereich dar, an welchem unter Biegebeanspruchung Umlenkkräfte auftreten. Bei unzureichender Verbügelung können diese zu großen Rissweiten und damit zu einer Verminderung der Tragfähigkeit des Querschnitts führen. Seit geraumer Zeit fordern Normenwerke daher eine volle Verbügelung der nach einem einfachen Stabwerkmodell kalkulierten Umlenkkräfte. Zur Größe der aufnehmbaren Umlenkkraft zum Zeitpunkt der Rissbildung werden keine Regelungen getroffen und so gestaltet sich die Bewertung der Tragfähigkeit von Bestandsbauten schwierig. In diesem Artikel wird die experimentelle Untersuchung eines - einer realen Fabrikhalle nachempfundenen - Satteldachbinders mit unzureichender Verbügelung beschrieben. Die Ergebnisse der beiden großformatigen Vier-Punkt-Biegeversuche zeigen die erwartete Ablösung des Druckflansches und die damit verbundene Herabsetzung der Querschnittstragfähigkeit. Auf diesen Untersuchungen gründend, wird erstmalig ein physikalisches Modell zur Bestimmung der aufnehmbaren Umlenkkräfte vorgestellt und sein Potenzial anhand einer Parameterstudie mittels Finite-Elemente-Simulationen illustriert.

Deviation forces at pitched beams - An approach to evaluate the bearing capacity in case of insufficient transverse reinforcement
The ridge represents a section of discontinuity at pitched beams where deviation forces occur under bending loads. Insufficient transversal reinforcement could cause huge crack widths with the consequence of a lowered bearing capacity of such regions. Therefore, the standards require the engineer to cover deviation forces completely with stirrups. Due to missing regulations about the bearable deviation forces prior to the development of a crack, the assessment of existing structures becomes rather difficult. In this paper, the experimental investigation of a recreated factory beam with insufficient transversal reinforcement is presented. The results of two four-point bending test with big-scale specimens show the expected detachment of the compression flange and therefore, the lowered bearing capacity of this cross section. Based on these experiments a physical model to evaluate the bearable deviation forces is introduced. The models' potential is further shown by a parameter study done with finite-element calculations.