RFEM-Modell einer in Bau befindlichen Brettschichtholz-Produktionshalle in der ukrainischen Region Iwano-Frankiwsk.
Erfolgsgeschichten

Tragwerksplanung einer Produktionshalle mit langen Spannweiten aus Brettschichtholz mit RFEM

Bemessung eines 28-Meter-Holzrahmens bis hin zu den kritischen Knotenpunkten

Die Produktionshalle musste bei einem Rahmenabstand von 7,2 m eine Spannweite von 28,0 m aufweisen, um große Holzbearbeitungsmaschinen aufnehmen zu können, getragen von Brettschichtholzstützen und fachwerkartigen Dachbindern. Die eigentliche Schwierigkeit lag in den hochbeanspruchten Trauf-(Auflager-)Verbindungen: Die Nachweisführung sowohl der Gesamtstabilität des weitgespannten Tragwerks als auch des lokalen Beanspruchungszustands an diesen kritischen Knotenpunkten ist mit vereinfachten Handrechnungen nur sehr schwer zuverlässig durchführbar. Die Bemessung musste zudem die Ortbeton-Einzelfundamente und den tragfähigen Baugrund berücksichtigen, sodass der Lastpfad vom Dach bis zum Boden in einer konsistenten Analyse abgebildet werden musste, der die Prüfbehörden vertrauen konnten.

Ein FE-Modell vom Dachbinder bis zum Baugrund

RFEM ermöglichte es Dmytro Matiushchenko, die gesamte Halle als ein einziges Finite-Elemente-Modell aufzubauen, das die weitgespannten Fachwerkelemente und die anspruchsvollen Traufverbindungen präzise abbildet und gleichzeitig eine normgerechte Nachweisführung nach Eurocode 5 durchführt. Die Flexibilität des FE-Modells ermöglichte es, den Brettschichtholzrahmen, die Stahlbetonfundamente und den Baugrund in einer Umgebung zusammenzuführen: Die Einzelfundamente wurden in Ortbeton modelliert, und der Boden wurde mit dem Add-On Geotechnische Analyse abgebildet. Da die Add-Ons für Holzbemessung, Stahlbemessung und Geotechnik am selben Modell arbeiten, konnten sowohl die globale Stabilität als auch der lokale Beanspruchungszustand an den kritischen Knotenpunkten mit Zuverlässigkeit überprüft werden – eine Leistung, die sonst nur sehr schwer zuverlässig zu erreichen wäre.

Vorteile der Nutzung von Dlubal Software

  • Flexible FE-Modellierung für komplexe Holzgeometrien – gekrümmte Brettschichtholzrahmen, Fachwerkträger und BSP-Platten können frei modelliert werden und erhalten dennoch eine zuverlässige Nachweisführung nach Eurocode 5.
  • Echte hybride Modellierung in einer Datei – Holz, Stahl und Stahlbeton werden in einem einzigen Modell kombiniert, wobei der Baugrund durch das Add-On Geotechnische Analyse ergänzt wird.
  • Automatische Querschnittsoptimierung – das Holzbemessungs-Add-On optimiert Querschnitte automatisch und spart so erheblich Zeit bei weitgespannten Bauteilen.
  • Fertig nutzbare Berichte – hochwertige, informative Ausgabe, die vor der Abgabe keine weitere Nachbearbeitung durch den Tragwerksplaner erfordert.

Modellierung des weitgespannten Rahmens und seiner kritischen Anschlüsse

Das Tragwerk besteht aus einem Holzrahmen mit Stützen und fachwerkartigen Dachbindern aus Brettschichtholz, die bei einem Rahmenabstand von 7,2 m eine Spannweite von 28,0 m über eine 57,0 × 28,4 m große und 8,5 m hohe Halle erreichen. Mit RFEM konnte der gesamte Rahmen präzise abgebildet werden, bis hin zu den Traufanschlüssen, an denen sich die Spannungen konzentrieren.

Anstatt einzelne Bauteile für separate Handnachweise zu isolieren, überprüfte Dmytro Matiushchenko die Gesamtstabilität des Tragwerks und den lokalen Spannungszustand an den kritischen Knoten im selben Modell. Diese kombinierte Betrachtung von globalem Tragverhalten und lokalen Details ist genau der Bereich, in dem ein vollständiges FE-Modell vereinfachte Berechnungen übertrifft, und es ergab ein klares, belastbares Bild davon, wie sich die rund 115 Tonnen schwere Holzkonstruktion unter Last verhält.

Erweiterung der Analyse auf Fundamente und Baugrund

Die Halle wird durch Einzelfundamente aus Ortbeton in Stahlbetonbauweise getragen. Da RFEM Holz, Stahl und Stahlbeton in einer Umgebung verarbeitet, wurden die Fundamente im selben durchgängigen Workflow bemessen, anstatt an ein separates Werkzeug übergeben zu werden.

Um den Lastpfad bis zum Boden zu schließen, wurde der Baugrund direkt in RFEM mit dem Add-On Geotechnische Analyse modelliert. Neben den normgerechten Nachweisen hielten Funktionen wie die automatische Querschnittsoptimierung, Ergebnisvisualisierung und schnelle Generierung von Lastkombinationen den Workflow effizient, während die informativen Berichte eine reibungslose Überprüfung des Grenzzustands der Tragfähigkeit unterstützten.