Veröffentlichungen   vom und zum ...

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Geier, K.  

Computerstatik für eine Großlagerhalle in Holzklebebauweise

Bauplanung - Bautechnik, Berlin 40 (1986) 9, S.424-425

Die Rohstofflagerhalle in Holzklebebauweise ist Teil eines umfangreichen und kurzfristig realisierten Investitionskomplexes im VEB Flachglaskombinat Torgau. Besonderheiten bilden die Tragwerksform (verschiebliches Kehlbalkensystem mit abgehängtem Kehlbalken und zusätzlichem Hahnebalken), die großen Abmessungen der Einzelbauteile sowie die Vielzahl der zu berücksichtigenden Lastfälle und Lastfallkombinationen.  

  Gebäudebreite 36 m,  Gebäudelänge 76 m,  Firsthöhe 30 m 

Der Binderabstand beträgt 4,5 m, die Gebäudelänge 17 x 4,5 m = 76,5 m. Die Holzkonstruktion ruht auf einem 6,0 m hohen Unterbau aus Stahlbetonfertigteilen, wodurch sich eine Gesamthöhe von rund 30 m ergibt. Dacheindeckung und Giebelverkleidung bestehen aus Asbestzementwelltafeln auf Holzpfetten bzw. -riegeln. Als Verbindungsmittel dien Aluminium-Ringkeildübel und Nägel. Die Kehlbalken tragen die Einspeicherungsförderbänder mit den zugehörigen Wartungs- und Laufgängen; die Hahnebalken sind für eine Belastung durch einen Reparaturkran ausgelegt. In Gebäudemitte, Hallenachsen 9 und 10, wirken Zusatzlasten in Form der Förderbandantriebe sowie einer asymmetrisch auf der Holzkonstruktion abgesetzten rd. 30 m langen Bandbrücke. Infolge der hohen Betonunterkonstruktion sowie der ungünstigen Baugrundverhältnisse war eine horizontale Auflagerverschiebung von 2 x 26,5 mm = 53 mm zum Zeitpunkt t = Unendlich als gesonderter Lastfall zu berücksichtigen.

Für die statische Berechnung des Holztragwerks wurde das Programmsystem AUTRA, Untersystem 1 - Statik der Stabtragwerke, statisches System SER - Ebener Rahmen - verwendet. Ausschlaggebend für die Wahl des Rechenprogramms war die Möglichkeit, im Anschluss an die Schnittkraftermittlung für die einzelnen Lastfälle eine automatische Berechnung der Schnittkraftextremwerte für die in Frage kommenden Lastfallkomiknationen durchführen zu können. Das Rechenprogramm erfordert eine Verarbeitungseinheit in der Größenordnung des Rechners EC 1040. Die Eingabeinformationen, wie Tragwerksgeometrie, Material- und Bauteilkennwerte, Belastung, Extremwert- und Ausdruckssteuerung, sind numerisch zu verschlüsseln und auf Lochkarten - im vorliegenden Falle rd. 500 Stück - abzulochen. Auf das Rechenmodell nach Bild 5k, bestehend aus Knoten und dazwischenliegenden Stäben und Stababschnitten, beziehen sich sämtliche Ein- und Ausgabewerte der Automatenrechnung. 

Knoten bzw. Schnitte sind erforderlich an Unstetigkeitsstellen der Tragwerksgeometrie und Belastung sowie an Punkten, für die die Schnittkräfte und Verformungen zu ermitteln sind. Zur Vereinfachung der Tragwerksbeschreibung wurde der Koordinatenursprung in den Firstpunkt gelegt. Die Anordnung der Knoten 2, 3 bis 9, 11, 14 bis 17 spricht für sich. Die Knoten 2, 10, 12, 13 stellen Angriffspunkten von Einzellasten dar. Ein typisches Beispiel für die Tragwerksaufgliederung ist die Häufung der Schnitte im mittleren Bereich der Stäbe 1 und 2, wodurch die von vornherein nicht gekannte Lage des maximalen Feldmoments im unteren Sparrenteil ermittelt wird. Ähnliches gilt für die Stäbe 5 und 6 sowie 15 bis 17. 

       Rechenmodell

Zur Verminderung des Rechenaufwands wird die Abarbeitung der vollständigen  Deformationsmethode auf eine möglichst geringe Anzahl typischer Belastungsformen (Grundlastfälle) beschränkt, aus denen die praxisüblichen und allgemeinverständlichen Lastfälle durch einfach Multiplikation hervorgehen. Beim untersuchten Kehlbalkentragwerk waren es 3 Grundlastfälle gegenüber den später tatsächlich benötigen 20 Lastfällen. Von gleicher Art waren beispielsweise die Lastfälle "Eigengewicht Dacheindeckung" und "Kurzzeitige Last Schnee, voll".

Um eine Parallelprojektierung des Betonunterbaus zu ermöglichen, wurden die Auflagerkräfte des Holztragwerks in einem vereinfachten Vorabdurchlauf ermittelt. Als wichtigste Erkenntnis ergab sich hierbei die Notwendigkeit äußerster Sorgfalt beim Erstellen und Ablochen der Eingabeinformationen für den Rechner. Eine zwei- bis dreimalige Prüfung des Lochartenstapels vor Übergabe an die Rechenstelle erwies sich als zweckmä0pig. Es folgte die für die Bedürfnisses des Holzbaus abgestimmte Hauptrechnung, d.h. die Ermittlung der Schnittkräfte und Formänderungen sowie die Lastfallüberlagerung. Das Rechenmodell wurde um die erforderliche Anzahl von Schnittstellen nach Bild 5 erweitert. Die Lastenmodellierung wurde aus der Vorabrechnung übernommen und durch den Lastfall Auflagerverschiebung ergänzt, nachdem die zu erwartenden Verschiebungsgrößen  der Betonunterkonstruktion vorlagen. Die inhaltliche und formale Aufbereitung der Eingabedaten für Schnittkraftextremwertberechnung ist ebenso sorgfältig auszuführen wie die der Einzelschnittgrößen  selbst. Angesichts der zahllosen vom Rechner verarbeiteten Einzelwerte ist eine nachträgliche Korrektur der Extremwerte äußerst aufwendig und wegen der mangelhaften Übersichtlichkeit u.U. gefahrvoll. Das Holztragwerk der Rohstofflagerhalle besteht aus 15 Normalbindern sowie einem hochbeanspruchten  Binderfeld in den Hallenachsen 9 und 10, für die bei gleicher Tragwerksgeometrie von vornherein eine unterschiedliche konstruktive Ausbildung vorgesehen war. Es wurden zwei Läufe zur Extremwertermittlung durchgeführt; der Rechner bildete 2736 Extremwerte. Wenngleich die Verwertung der Rechenergebnisse in der komprimierten Form erfolgt, ist ein Ausdruck der Einzelwerte, aufgeschlüsselt nach Lastfall und Schnittstelle, aus Gründen der Anschaulichkeit und Kotrolle notwendig. Allerdings wird man  sich auf ausgewählte Größen beschränken, bei den Formänderungen beispielweise auf die Knoten 3, 5, 6, 12, 16. Ein vollständiger Ausdruck beeinträchtigt die Übersichtlichkeit der Ergebnisse und ist kostenaufwendig, da die Druckzeit der Rechenzeit gleichgestellt ist. Das Verhältnis Berechnung zu Ergebnisausdruck der Hauptrechnung lag bei 93 min zu 56 min.

Die Interpretation und Nutzung der vom Rechner gelieferte Informationen ist nicht unproblematisch, wie das nachfolgende Beispiel zeigt: Die Sparren des Kehlbalkentragwerks sollten aus konstruktiven Gründen, insbesondere wegen der schwer abschätzbaren Formänderungen von hochbeanspruchten Biegestößen, im ganzen hergestellt und zur Baustelle transportiert werden. Die Gebäudegeometrie war von vornherein auf die zulässigen Fertigungs- und Transportmaße ausgelegt worden. Die extremen Schnittkräfte des Sparrens wurden deshalb vom Firstpunkt bis zum Fußpunkt  hin verfolgt und aufgetragen. Bei der Bemessung von Kehlbalkenkonstruktionen gehen sowohl die Normalkräfte als auch die Biegemomente mit ihren Größtwerten in die Rechnung ein. Letztere laufen jedoch - insbesondere bei den unsymmetrischen und schwer durchschaubaren Lastfallkombinationen, wie "Schnee, halb" + "Wind"+ "Bandbrücke, einseitig auf dem Kehlbalkentragwerk aufliegend" nicht synchron. Hier waren, zum Teil unter Rückrechnung der vom Rechner ausgewiesenen Schnittkraftextremwerte, die kritischen Belastungszustände auf verantwortungsbewusste Weise auszuwählen und die entsprechenden Spannungs- und Stabilitätsnachweise zu führen.  

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Das Ingenieurbüro für Holz und Bauwesen Holzhausen GmbH plant und überwacht die Errichtung von Gebäuden in Holzbauweise und betreut Sanierungen. Wir beurteilen die Tragsicherheit von Holzkonstruktionen und erstellen Holzschutzgutachten. Hervorzuheben ist die enge Verbindung zwischen Holzschutz, Statik und Konstruktion. Vorteilhaft sind die zahlreichen Kontakte zu Holzbauunternehmen, Holzhändlern und Holzschutzbetrieben. Unsere langjährigen praktischen Erfahrungen mit Holzschädlingen werden bei der Planung neuer Holzkonstruktionen berücksichtigt. Im Falle von Sanierungen ist ein nahtloser Übergang von der Schadensbeurteilung zur Ersatzkonstruktion gewährleistet. Dabei werden auch schwierige statische Probleme gelöst. 

Veröffentlichungen   vom und zum Ingenieurbüro für Holz und Bauwesen Holzhausen GmbH

2008  Geier, K.: DDR-Holzdachstühle aus Dachdeckersicht. Vortrag anlässlich Vollversammlung der Dachdecker-Innung Dessau-Anhalt, Dessau, 03.07.2008

2008  Geier, K.: Holzbauten der DDR-Zeit - Nutzung und Sanierung. Vortrag zum 4. Brandenburger Holzbautag auf der Messe CottbusBau 2008, Cottbus, 28.03.2008

2008  Geier, K. u.a.: Holzdachstühle - Vorschriften und Nachweise für Holzschutz und Tragfähigkeit aus Dachdeckersicht. Vortrag anlässlich Mitgliederversammlung der Dachdecker-Innung Leipzig, 04.03.2008

2008  Geier, K.: Nutzung und Sanierung von Holzbauten der DDR-Zeit. Vortrag anlässlich Baumesse Dresden "Haus 2008", Dresden, 29.02.2008

2008  Geier, K.: Belastbarkeit von DDR-Holzdächern. Vortrag anlässlich Baumesse Chemnitz 2008, Chemnitz, 23.02.2008

2005  Geier, K.: Tragsicherheit ehemaliger ACZ-Mineraldüngerlagerhallen. Vorträge anlässlich Mitgliederberatungen des Agro-Service-Verbandes Sachsen/Thüringen e.V., Erfurt, 07.12.2005 und Triebischtal, 06.12.2005

2005  Geier, K.: DDR-Holzdachbinder. Vortrag anlässlich Mitgliederversammlung der Zimmererinnung Leipzig, 16.06.2005

2004  Barthel, G.: Nach Brand: Mieter durften gestern wieder in die Wohnungen. Borna - Geithainer Zeitung, Borna, 17.03.2004

1991  Geier, K.: zur rechnergestützten Erzeugnisentwicklung und -betreuung von stahlunterspannten Holzklebebindern und Dachtragwerken der D-Serie. Dresden: Technische Universität, Fakultät für Bau-, Wasser- und Forstwesen. Dissertation 1991

1990  Geier, K.: Bautechnisch-ökonomische Aspekte bei der Erstellung und Nutzung erzeugnisgebundener CAD-Lösungen im Holzbau. Vortrag anlässlich "Tage der Wissenschaft und Technik 1990" an der Technischen Hochschule Wismar, 28.08.1990

1989  Geier, K.: Holzbaugerechte Gestaltung von CAD-Lösungen. Vortrag anlässlich Informationsveranstaltung "Anwendung der Rechentechnik im Holzbau" an der Ingenieurhochschule Cottbus, 31.10.-01.11.1989

1987  Geier, K.: Zur Fertigungsdokumentation von stahlunterspannten Holzklebebindern und Dachtragwerken der D-Serie. Holztechnologie, Leipzig, 28 (1987) 4, S. 202-204

1987  Geier, K.: Dachtragwerk in Holzklebebauweise für teiloffene und offene Gebäude. Bauzeitung, Berlin, 41 (1987) 3, S. 130-132

1987  Geier, K.: Zur Tragwerksgeometrie von stahlunterspannten Holzklebebindern der D-Serie. Bauzeitung, Berlin, 41 (1987) 1, S. 39-41

1986  Geier, K.: Einsatz elektronischer Entwurfshilfen - CAD - im Holzbau der DDR. Vortrag anlässlich Internationale Holzbautagung Dresden '86. Dresden, 11.12.-12.12.1986. Veranstalter Kammer der Technik (KDT), Fachverband Bauwesen. Enthalten in: Bauforschung - Baupraxis. Schriftenreihe der Bauakademie der DDR, Heft 205. Berlin 1987, S. 56-59

1986  Geier, K.; Grünhardt, J.: Planung und Durchführung einer Spezialmontage im Holzbau. Bauplanung - Bautechnik, Berlin, 40 (1986) 12, S. 535-539  

1986  Geier, K.: Computerstatik für eine Großlagerhalle in Holzklebebauweise. Bauplanung - Bautechnik, Berlin, 40 (1986) 9, S. 424-425

1986  Geier, K.: Stahlunterspannte Holzklebebinder. Vortrag anlässlich 5. Holzbauseminar in Zechlinerhütte, 28.04. - 30.04.1986. Veranstalter Fachausschuss Ingenieurholzbau der KDT. Kurzbericht in Rug, W.: 5. Holzbauseminar. Bauplanung - Bautechnik, Berlin 40 (1986) 10, S. 472-473

1986  Geier, K.: Einsatz der elektronischen Datenverarbeitung im Holzbau der DDR - Stand und Ausblick. Holztechnologie, Leipzig, 27 (1986) 4, S. 196-201

1985  Geier, K.: Computergestützter Entwurf von Holzbauten. Vortrag anlässlich 4. Holzbauseminar in Blankenburg (Harz), 28.05. - 31.05.1985. Veranstalter Fachausschuss Ingenieurholzbau der KDT. Kurzbericht in Rug, W.: 4. Holzbauseminar. Bauplanung - Bautechnik, Berlin 39 (1985) 10, S.468-469

1985  Geier, K.: Großlagerhallen in Holzklebebauweise. Vortrag anlässlich 4. Holzbauseminar in Blankenburg (Harz), 28.05. - 31.05.1985. Veranstalter Fachausschuss Ingenieurholzbau der KDT. Kurzbericht in Rug, W.: 4. Holzbauseminar. Bauplanung - Bautechnik, Berlin 39 (1985) 10, S. 468-469

1984  Geier, K.: Neue DDR-Holzbauvorschriften. Vortrag anlässlich 3. Holzbauseminar an der Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar, 23.05. - 25.05.1984. Veranstalter Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar und Fachausschuss Ingenieurholzbau der KDT. Kurzbericht in Rug, W.: 3. Holzbauseminar. Bauplanung - Bautechnik, Berlin 39 (1985) 1, S.40-41

1984  Geier, K.: Rechnergestützter Entwurf von Holztragwerken in der DDR. Internationales Symposium "Holz in Baukonstruktionen", Bratislava, 1984, Konferenzschrift, S. 30-39  

1980  Kofent, W.; Geier, K. u.a.: Vorgefertigte Holztragwerke 1980. Broschüre. Herausgeber und Verlag: Institut für Bauelemente und Faserbaustoffe Leipzig, 1980; 18 Seiten, A4

1980  Geier, K.; Scheiter, D.: Sanierung korrosionsgeschädigter Holz-Stahl-Dachbinder in Mineraldüngerlagerhallen agrochemischer Zentren. Bauzeitung, Berlin 34 (1980) 9, S.494-496

1980  Scheiter, D.; Geier, K.: Sanierung Dachbinder BS 155.1 Lagerhalle Magdeburg 54*55 m. Korrosionsschutz und Austausch der Stahlunterzüge. Projekt Nr. 075. Wiederverwendungsprojekt. 04.1980

1979  Scheiter, D.; Geier, K.: Sanierung Dachbinder BS 157.2 Lagerhalle P220 Schafstädt 63 m. Korrosionsschutz und Austausch der Stahlunterzüge. Projekt Nr. 072. Wiederverwendungsprojekt. 01.12.1979

1979  Scheiter, D.; Geier, K.: Sanierung Dachbinder BS 157.1 Lagerhalle P220 Schafstädt 63 m. Korrosionsschutz und Austausch der Stahlunterzüge. Projekt Nr. 071. Wiederverwendungsprojekt. 01.10.1979

1979  Geier, K.: Berechnung nach Grenzzuständen auch für Holzkonstruktionen. Bauplanung - Bautechnik, Berlin 33 (1979) 1, S.12-13

Geier, K.: Computerstatik für eine Großlagerhalle in Holzklebebauweise. Bauplanung - Bautechnik, Berlin, 40 (1986) 9, S. 424-425   Indexierung: Abbund Abmessung Abmessungen Abminderung Abminderungsfaktor Abstand Aluminium Aluminium-Ringkeildübel Anschlagmittel Anschlagpunkt Appel-Dübel Asbest Asbestzement Asbestzement-Welltafel Asbestzement-Welltafeln Asbestzementwelltafel Asbestzementwelltafeln Auflager Auflagerverschiebung Ausführungsplanung Band Bänder Bandbrücke Bauabnahme Baubeschreibung BAUFA Baugrund Bauherr Bauholz Baustelle Baustelleneinrichtung Baustoff Baustoffe Bauüberwachung Belastung Bemessung Berechnung Beton Betonstütze Betonstützen Betonwiderlager Biegemoment Biegespannung Biegestoß Biegung Binder Binderabstand Bohlenbelag Breite Brettschichtholz Dach Dächer Dachbinder Dachdecker Dachdeckerarbeiten Dachdeckerei Dachdeckerleistungen Dachdeckung Dacheindeckung Dachkonstruktion Dachpfette Dachpfetten Dachtragwerk Dachtragwerke DDR Druck Druckspannung Dübel Eigenlast Entwurfsplanung Entwurfsverfasser Extremierung Extremwert Extremwerte Fachwerk Fahrgerüst Faktor Fertigteil Fertigteile Festigkeitsnachweis Feuerverzinkung First Firstgelenk Flachglas Flachglaswerk Förderband Fördergang Formänderung Formänderungen Formänderungsnachweis Foto Fotodokumentation Fotos Fundament Fußgelenk Gebäude Gebäudebreite Gebäudehöhe Gelände Geländer Gelenk Gelenke Geometrie Gerüst Giebel Giebelverkleidung Glas Gründung Hängegerüst Handlauf Hebezeug Hebezeuge Hermsdorf Herstellung Höhe Holz Holzbau Holzbauplanung Holzbaustatik Holzbelag Holzgeländer Holzkonstruktion Holzsachverständiger Holzschutz Holzschutzanstrich Holzschutzbehandlung Holzschutzmittel Holztreppe Homepage Ingenieurholzbau Internet Kehlbalken Kehlbalkendach Keilrindübel Korrosion Korrosionsschutz Kraft Kräfte Kran Kraneinsatz Kranmontage Lagerhalle Lagerhallen Last Lasten Lastannahme Lastannahmen Lastfall Lastfälle Lastfallkombination Lastfallkombinationen Literatur Moment Montage Montagetechnologie Nachweis Nachweise Nagel Nägel Nagelung Nagelverbindung Normalkraft Pfette Pfetten Planung Produktion Ringkeildübel Rohstofflagerhalle Satteldach Schnee Schneebelastung Schneegebiet Schneelast Schnittkraft Schnittkräfte Schnittkraftermittlung Sicherheit Sog Spannung Spannungsnachweis Stabilität Stabilitätsnachweis Stahl Stahlbau Stahlbeton Stahlbeton-Fertigteil Stahlbeton-Fertigteile Stahlbetonfertigteil Stahlbetonfertigteile Stahlgelenk Stahlgelenke Stahlkonstruktion Standgerüst Statik Staudruck Stoß Stöße Stückliste TGL Torgau Tragwerk Tragwerke Tragwerksplanung Transport Treppe Treppenturm Turmdrehkran Unterbau Verbindung Verbindungen Verbindungsmittel Verformung Verformungen Verzinkung Vollholz Welltafel Welltafeln Wind Windbelastung Winddruck Windlast Windsog Zeichnung Zeichnungen Zimmerei Zimmerer Zimmererarbeiten Zimmererleistungen Zug Zugspannung Zweikranmontage; Bau- und Montagekombinat Süd Betrieb Montagebau Grimma; chemischer Holzschutz; dynamische Belastung; konstruktiver Holzschutz; Kurt Geier; kurzzeitige Last; kurzzeitige Lasten; TGL 32274; TGL 33135; TGL 33136; statische Berechnung; statisches System; VEB Bau- und Montagekombinat Süd; VEB Bauelementewerke Erfurt Werk Hermsdorf/Th (jetzt STRAB Ingenieurholzbau Hermsdorf GmbH); VEB BMK Sud; VEB Kombinat Bauelemente und Faserbaustoffe Leipzig; pu860901 20110125; Zur Homepage www.holz-bauwesen.de

01082006 10082006 18082006 05092006-25122006 15122006-06012007 04022007-12022007 14022007-17022007 21022007-26022007 13042007-22042007 22042007-24042007 25042007-07052007 18052007-23052007 26052007-31052007 04072007-22072007 20072007-30072007 02092007-11092007 25092007-05102007 06122007 20122007 09012008 20080805 20081008 20090222 20100106 20101214