Die Brettrippenbauweise bietet Ingenieuren und Architekten die Möglichkeit, leistungsfähige, ökonomische und ästhetische gekrümmte Flächentragwerke zu realisieren. Bei den Brettrippenschalen werden auf der Baustelle mehrere Brettlagen durch Holzschrauben oder Nägel zu einem in Längsrichtung nachgiebigen Verbundquerschnitt zusammengefügt. Es entsteht ein gekrümmtes Gitternetz. Trotz ihrer Vorzüge sind Brettrippenschalen vergleichsweise gering verbreitet. Grund ist der Mangel an geeigneten Berechnungsverfahren für derartig komplexe statische Systeme aus nachgiebigen Verbundquerschnitten. Bisherige Lösungsmethoden basieren lediglich auf Spezialfällen oder stellen Näherungen dar. Eine leistungsfähige, anwenderfreundliche und zuverlässige Berechnungsmethode würde ihre häufigere Realisierung fördern. Hierzu wird in dieser Arbeit ein auf der Finite-Elemente-Methode (FEM) basierendes Rechenmodell entwickelt. Es werden zwei Finite Stabelemente für nahezu beliebige, mehrteilige, nachgiebige Verbundquerschnitte mit räumlicher Tragwirkung nach Theorie II. Ordnung aufgestellt. Dazu werden Steifigkeitsmatrizen hergeleitet und in ein konventionelles FEM-Programmsystem eingebaut. Auf Grundlage der Verformungen der Berechnungsknoten werden Gleichungen zur Verfügung gestellt, die Aussagen über die Schnitt- und Verformungsgrößenverläufe zwischen den Berechnungsknoten über die Stablänge liefern. Daraus können in bekannter Weise nach der Stabtheorie die Normalspannungen ermittelt werden. Für die Ermittlung der Schubspannungen von nachgiebigen Verbundquerschnitten werden Angaben gemacht. Aus der Verteilung der Schubspannungen im Querschnitt lässt sich die Lage des Schubmittelpunkts ermitteln. Es zeigt sich, dass die Lage des Schubmittelpunkts bei nachgiebigen Verbundquerschnitten keine feste Querschnittsgröße ist und er über die Stablänge variiert. Bei nachgiebigen Verbundquerschnitten kann Querzug in der Fuge auftreten. Hierfür werden Gleichungen hergeleitet. Die Verbundelemente werden an analytischen Lösungen validiert. Die Genauigkeiten der Ergebnisse sind von der Fugensteifigkeit im Verhältnis zu den Steifigkeiten der Teilquerschnitte und von der Elementlänge abhängig. Es werden Anwendungsgrenzen empfohlen, um Ungenauigkeiten in den Ergebnissen zu vermeiden. Im Vergleich zu anderen Verfahren, wie der Schubanalogie, sind größere Elementlängen möglich. Die Steifigkeitsverhältnisse von baupraktischen Verbundquerschnitten des Holzbaus lassen Elementlängen im Meterbereich zu. Werden nachgiebige Verbundquerschnitte tordiert, findet die Lastabtragung nicht nur durch die Eigentragwirkung der Teilquerschnitte statt, sondern auch durch ihr Zusammenwirken als Verbundquerschnitt. Es werden Gleichungen für die Torsionssteifigkeiten und für die Abschätzung der Schubspannungen aus Torsion aufgestellt. Als ein mögliches Anwendungsfeld wird mit einem der beiden Verbundelemente eine Brettrippenschale berechnet. Es wird auf die spezifischen Probleme der Bauart, wie die Einflüsse der Zwangskrümmung der Zwangskrümmung und der daraus entstehenden Spannungen, eingegangen. Es werden Vorschläge zur möglichen Modellierung von Brettrippenschalen mit dem Verbundelement gemacht. An einem konkreten Beispieltragwerk wird das Vorgehen demonstriert und die Berechnungsergebnisse werden ausgewertet.    «

Die Brettrippenbauweise bietet Ingenieuren und Architekten die Möglichkeit, leistungsfähige, ökonomische und ästhetische gekrümmte Flächentragwerke zu realisieren. Bei den Brettrippenschalen werden auf der Baustelle mehrere Brettlagen durch Holzschrauben oder Nägel zu einem in Längsrichtung nachgiebigen Verbundquerschnitt zusammengefügt. Es entsteht ein gekrümmtes Gitternetz. Trotz ihrer Vorzüge sind Brettrippenschalen vergleichsweise gering verbreitet. Grund ist der Mangel an geeigneten Berechn...    »