- Querschnittsfläche
- – mm²
- Breite × Höhe, π · d² / 4 oder die eingegebene Fläche.
- Mittlere Schubspannung
- – N/mm²
- τ = V / A.
- Bemessungswert der Schubfestigkeit
- – N/mm²
- Stahl: fy / √3. Holz: kmod · fv,k / γM (1,3 Vollholz, 1,25 Brettschichtholz). Beton: vmin = 0,035 · k^1,5 · √fck mit k = 1 + √(200/d) ≤ 2. Einfach rechnet Holz mit kmod 0,8.
- Maßgebende Schubspannung
- – N/mm²
- Maximale Spannung: 1,5 × Mittelwert bei einem Rechteck, 4/3 bei einem Kreis. Bei Holz geteilt durch kcr = 0,67 für Risse. Bei Beton die mittlere Spannung V / (b · d).
- Ausnutzung
- – %
- Maßgebende Spannung geteilt durch den Bemessungswert. Bis einschließlich 100 % erfüllt der Querschnitt die Anforderung auf Abscheren.
- Minimale Höhe bei dieser Breite
- – mm
- Die Höhe, bei der die Ausnutzung genau 100 % beträgt, bei gleicher Breite und gleichem Material. Bei Beton ist das die Nutzhöhe d ohne Bügel.
- Empfehlung
- –
- Nur die Prüfung auf Schubspannung. Biegung, Durchbiegung und Auflager prüfst du getrennt.
So rechnet der Schubspannung berechnen
Schubspannung entsteht durch die Querkraft in einem Balken, vor allem bei den Auflagern. Die mittlere Spannung ist τ = V / A. Bei einem rechteckigen Querschnitt ist die maximale Spannung 1,5-mal so groß, bei einem runden Querschnitt 4/3-mal. Beispiel: V = 20 kN auf einem Balken von 75 × 200 mm ergibt im Mittel 1,33 N/mm² und maximal 2,0 N/mm².
Holz ist schwach auf Abscheren und kann reißen. Eurocode 5 (DIN EN 1995-1-1, 6.1.7) rechnet deshalb mit 67 % der Breite (kcr = 0,67) und mit einer Festigkeit, die von der Lasteinwirkungsdauer abhängt (kmod). Die einfache Ansicht nimmt mittellang, wie eine Deckenlast (kmod 0,8). Stahl prüfst du gegen fy / √3 (DIN EN 1993-1-1, 6.2.6); für ein Stahlprofil trägst du bei Erweitert die Schubfläche Av ein. Bei Beton ohne Bügel gilt die minimale Tragfähigkeit vmin aus DIN EN 1992-1-1, 6.2.2.
Erfüllt der Balken die Anforderung nicht, siehst du die minimale Höhe bei gleicher Breite. Berechne die Querkraft mit Moment und Querkraft und prüfe danach die Biegung mit Widerstandsmoment prüfen.
Formeln
-
Form
h_vorm = if(weergave == 'uitgebreid', doorsnede_type, 1) -
Art
h_soort = if(materiaal == 's235', 'Stahl', if(materiaal == 's275', 'Stahl', if(materiaal == 's355', 'Stahl', if(materiaal == 's460', 'Stahl', if(materiaal == 'c16', 'Holz', if(materiaal == 'c18', 'Holz', if(materiaal == 'c24', 'Holz', if(materiaal == 'd30', 'Holz', if(materiaal == 'gl24h', 'GL', if(materiaal == 'b20', 'Beton', if(materiaal == 'b25', 'Beton', if(materiaal == 'b30', 'Beton', 'Stahl')))))))))))) -
Festigkeit
h_f = if(materiaal == 's235', 135.7, if(materiaal == 's275', 158.8, if(materiaal == 's355', 205.0, if(materiaal == 's460', 265.6, if(materiaal == 'c16', 3.2, if(materiaal == 'c18', 3.4, if(materiaal == 'c24', 4.0, if(materiaal == 'd30', 3.9, if(materiaal == 'gl24h', 3.5, if(materiaal == 'b20', 20, if(materiaal == 'b25', 25, if(materiaal == 'b30', 30, 0)))))))))))) -
kmod
h_kmod = if(weergave == 'uitgebreid', belastingsduur, 0.8) -
Höhe oder Durchmesser
h_d = if(h_vorm == 2, diameter, hoogte) -
Querschnittsfläche
oppervlak = if(h_vorm == 1, breedte * hoogte, if(h_vorm == 2, 3.14159265 * diameter * diameter / 4, oppervlak_custom))Breite × Höhe, π · d² / 4 oder die eingegebene Fläche. -
tau gem
h_tau = if(oppervlak > 0, dwarskracht * 1000 / oppervlak, 0) -
Mittlere Schubspannung
schuifspanning = round(h_tau, 2)τ = V / A. -
k Beton
h_k = if(h_d > 0, if(1 + sqrt(200 / h_d) > 2, 2, 1 + sqrt(200 / h_d)), 2) -
Bemessungswert des Materials
h_fd = if(h_soort == 'staal', h_f, if(h_soort == 'hout', h_kmod * h_f / 1.3, if(h_soort == 'gl', h_kmod * h_f / 1.25, 0.035 * pow(h_k, 1.5) * sqrt(h_f)))) -
Bemessungswert
h_fv = if(weergave == 'uitgebreid' && toelaatbaar_custom > 0, toelaatbaar_custom, h_fd) -
Bemessungswert der Schubfestigkeit
toelaatbaar = round(h_fv, 2)Stahl: fy / √3. Holz: kmod · fv,k / γM (1,3 Vollholz, 1,25 Brettschichtholz). Beton: vmin = 0,035 · k^1,5 · √fck mit k = 1 + √(200/d) ≤ 2. Einfach rechnet Holz mit kmod 0,8. -
Faktor
h_factor = if(h_soort == 'beton', 1, if(h_vorm == 1, 1.5, if(h_vorm == 2, 1.3333, 1)) / if(h_soort == 'hout' || h_soort == 'gl', 0.67, 1)) -
Maßgebende Schubspannung
tau_maatgevend = round(h_tau * h_factor, 2)Maximale Spannung: 1,5 × Mittelwert bei einem Rechteck, 4/3 bei einem Kreis. Bei Holz geteilt durch kcr = 0,67 für Risse. Bei Beton die mittlere Spannung V / (b · d). -
Ausnutzung
h_ben = if(h_fv > 0, h_tau * h_factor / h_fv * 100, 0) -
Ausnutzung
benutting = round(h_ben, 0)Maßgebende Spannung geteilt durch den Bemessungswert. Bis einschließlich 100 % erfüllt der Querschnitt die Anforderung auf Abscheren. -
Beton ohne eigene Festigkeit
h_bet = if(h_soort == 'beton' && (weergave == 'eenvoudig' || toelaatbaar_custom <= 0), 1, 0) -
Iteration d
h_dn1 = if(breedte > 0 && hoogte > 0, dwarskracht * 1000 / (breedte * 0.035 * pow(if(1 + sqrt(200 / (hoogte)) > 2, 2, 1 + sqrt(200 / (hoogte))), 1.5) * sqrt(h_f)), 0) -
Iteration d
h_dn2 = if(breedte > 0 && h_dn1 > 0, dwarskracht * 1000 / (breedte * 0.035 * pow(if(1 + sqrt(200 / (h_dn1)) > 2, 2, 1 + sqrt(200 / (h_dn1))), 1.5) * sqrt(h_f)), 0) -
Iteration d
h_dn3 = if(breedte > 0 && h_dn2 > 0, dwarskracht * 1000 / (breedte * 0.035 * pow(if(1 + sqrt(200 / (h_dn2)) > 2, 2, 1 + sqrt(200 / (h_dn2))), 1.5) * sqrt(h_f)), 0) -
Iteration d
h_dn4 = if(breedte > 0 && h_dn3 > 0, dwarskracht * 1000 / (breedte * 0.035 * pow(if(1 + sqrt(200 / (h_dn3)) > 2, 2, 1 + sqrt(200 / (h_dn3))), 1.5) * sqrt(h_f)), 0) -
Iteration d
h_dn5 = if(breedte > 0 && h_dn4 > 0, dwarskracht * 1000 / (breedte * 0.035 * pow(if(1 + sqrt(200 / (h_dn4)) > 2, 2, 1 + sqrt(200 / (h_dn4))), 1.5) * sqrt(h_f)), 0) -
Iteration d
h_dn6 = if(breedte > 0 && h_dn5 > 0, dwarskracht * 1000 / (breedte * 0.035 * pow(if(1 + sqrt(200 / (h_dn5)) > 2, 2, 1 + sqrt(200 / (h_dn5))), 1.5) * sqrt(h_f)), 0) -
erforderliche Höhe
h_hnodig = if(h_bet == 1, h_dn6, hoogte * h_ben / 100) -
Minimale Höhe bei dieser Breite
hoogte_nodig = if(h_hnodig > 0, ceil(h_hnodig - 0.0001), 0)Die Höhe, bei der die Ausnutzung genau 100 % beträgt, bei gleicher Breite und gleichem Material. Bei Beton ist das die Nutzhöhe d ohne Bügel. -
Empfehlung
toets = if(dwarskracht <= 0 || oppervlak <= 0, 'Geben Sie eine Querkraft und Abmessungen größer als 0 ein.', if(h_ben <= 100, 'Nachweis auf Querkraft erfüllt. Prüfen Sie anschließend auch die Biegung und die Durchbiegung des Balkens.', if(h_soort == 'beton', 'Ohne Querkraftbewehrung nicht erfüllt: Machen Sie den Balken mindestens so hoch wie oben angegeben oder lassen Sie Bügel von einem Statiker berechnen.', if(h_vorm == 1, 'Nicht erfüllt: Machen Sie den Balken mindestens so hoch wie die oben angegebene Mindesthöhe oder wählen Sie ein stärkeres Material.', 'Nicht erfüllt: Vergrößern Sie den Querschnitt oder wählen Sie ein stärkeres Material.'))))Nur die Prüfung auf Schubspannung. Biegung, Durchbiegung und Auflager prüfst du getrennt.