Hallenbau: Frilo mit neuem Tool zur Rahmenplanung und Anschlussbemessung

Der Bau von Lagerhallen und ähnlichen Gewerbe- bzw. Industriebauten war zuletzt aufgrund internationaler Lieferengpässe und Materialknappheit stark rückläufig (wir berichteten).

Ungeachtet dessen ist der grundsätzliche Bedarf an Gebäuden für Lager und Logistik und ihre Instandhaltung hoch, wie der Großauftrag des Versanddienstleisters Hermes zeigt (siehe Quellen und Verweise).

Auch der Neubau von Hallen wird angesichts expandierender Online-Händler und dem weltweit steigenden Warenkonsum langfristig wieder anziehen. Für die Tragwerksplanung solcher Projekte bietet der Software-Hersteller Frilo eine neue Lösung zur Berechnung einschiffiger Hallenrahmen aus Stahl.

Mit dem Programm S7+ können Hallenrahmen mit horizontal oder schräg liegenden sowie geknickten Rahmenriegeln bemessen werden, was die Berechnung von Sattel-, Pult- und Flachdächern ermöglicht. Dachüberstände und unsymmetrische Rahmen lassen sich ebenfalls berücksichtigen, ebenso unterschiedliche Stahlgüten für Stützen, Träger und Riegel.

Um Anschlussdetails nach der Berechnung des Rahmens einer Halle unkompliziert bemessen zu können, wurde in das S7+ eine Schnittstelle mit den Frilo-Programmen SRE+ sowie SPS+ für Detailnachweise eingebaut. Das Programm SRE+ ermöglicht Tragwerksplanern, geschraubte oder geschweißte biegesteife Rahmenknoten in Stahltragwerken zu bemessen. Dabei werden die erforderlichen Nachweise zu Tragsicherheit und Schweißverbindungen geführt.

Bei der Übergabe einer geschweißten Rahmenecke an das Programm SRE+ lässt sich zusätzlich ein Montagestoß als biegesteife Stirnplattenverbindung anordnen und bemessen. Das SRE+ erlaubt außerdem seit kurzem um 90 Grad gedrehte Systeme. Der Träger kann entweder an eine durchgehende Stütze anschließen (T-Eck) oder über der Stütze endend (K-Eck) bzw. durchgehend (gedrehtes T-Eck) geführt werden. Zudem stehen Doppel-T-Profile zur Auswahl.

Mit der Lösung SPS+ lassen sich Stirnplattenstöße im Stahlbau bemessen. Beim Stirnplattenstoß werden zwei Träger mittels angeschweißter bündiger oder überstehender Stirnplatten mit zwei oder vier vertikalen Schraubenreihen momententragfähig verbunden. Als Profiltypen sind I-förmige Profile zugelassen.

In der alltäglichen Praxis werden biegesteife Anschlüsse bei der Berechnung des Tragwerks häufig ohne Prüfung als starr angenommen. Die Momenten-Rotations-Charakteristik des Anschlusses bleibt somit bei der Ermittlung der Schnittgrößen unberücksichtigt.

Um diese aber bei der Tragwerksberechnung einzukalkulieren, werden die Anschlüsse nach der Übergabe im jeweiligen Programm auf Grundlage der Komponentenmethode nach DIN EN 1993-1-8 bemessen. Dabei werden die Momententragfähigkeit (Mj,Rd) sowie die Rotationssteifigkeit (Sj) der Anschlüsse ermittelt.

Mit Hilfe der Rotationssteifigkeit können Verbindungen in den Rahmenecken und im First als gelenkig, starr oder verformbar klassifiziert werden. Bei einer gelenkigen Verbindung wird vorausgesetzt, dass keine Biegemomente übertragen werden.

Während bei einem starren Anschluss die Momenten-Rotations-Charakteristik bei der Berechnung des Rahmentragwerks vernachlässigt werden kann, muss sie bei einem Anschluss, der als verformbar eingestuft wird, berücksichtigt werden.

Die zuvor ermittelte Rotationssteifigkeit kann nach der Berechnung des Anschlusses von den Programmen SRE+ bzw. SPS+ an das S7+ zurückgegeben werden. Anschließend wird die Rotationssteifigkeit mittels Drehfeder im statischen System des Rahmens erfasst. Darüber hinaus können Änderungen des Materials oder der Querschnitte im S7+ automatisch übernommen werden.