1  Section properties of the trapezoidal sheet in compliance with

   baustatische Typenprüfung Bescheid Nr. T18-056




       Hacierco 135/310

              broad flange in compression



Nominal thickness =  0.88 mm        Design thickness =  0.84 mm

Dead load g =  0.106 kN/m^2         Yield strength fy,k = 350 N/mm^2


Effective Properties of section


Properties of section for bending:     Ief+ = 317.2 cm^4/m  Ief- = 314.2 cm^4/m

Properties of section for axial force: Ag   = 13.26 cm^2/m  ig   =  4.91 cm  zg   =  8.23 cm

                                       Aef  =  5.50 cm^2/m  ief  =  5.78 cm  zef  =  8.04 cm


Characteristic capacity of the trapezoidal sheet for UDL downwards


Width of the end support bA = 40 mm    Width of the internal support bB =  60 mm     eps =  2

Mc,Rk,F = 13.83 kNm/m   Rw,Rk,A = 11.56 kN/m   Vw,Rk =    45.75 kN/m

M0,Rk,B = 15.10 kNm/m   R0,Rk,B = 30.43 kN/m   Mc,Rk,B = 10.95 kNm/m   Rw,Rk,B = 25.99 kN/m

minL = 5.07 m           maxL = 5.80 m          maxMR,Rk = 2.66 kNm/m


Width of the end support bA = 40 mm    Width of the internal support bB = 160 mm     eps =  2

Mc,Rk,F = 13.83 kNm/m   Rw,Rk,A = 11.56 kN/m   Vw,Rk =    45.75 kN/m

M0,Rk,B = 14.81 kNm/m   R0,Rk,B = 43.41 kN/m   Mc,Rk,B = 12.65 kNm/m   Rw,Rk,B = 36.00 kN/m

minL = 5.88 m           maxL = 6.39 m          maxMR,Rk = 2.78 kNm/m


Characteristic capacity of the trapezoidal sheet for UDL upwards


Connection to every flange     eps =  1

Mc,Rk,F = 11.59 kNm/m   Rw,Rk,A = 45.75 kN/m   Vw,Rk = 45.75 kN/m

M0,Rk,B = 17.29 kNm/m   R0,Rk,B =  0.00 kN/m   Mc,Rk,B = 13.83 kNm/m   Rw,Rk,B =  0.00 kN/m


Connection to every second flange     eps =  1

Mc,Rk,F = 11.59 kNm/m   Rw,Rk,A = 22.88 kN/m   Vw,Rk = 22.88 kN/m

M0,Rk,B =  8.64 kNm/m   R0,Rk,B =  0.00 kN/m   Mc,Rk,B =  6.92 kNm/m   Rw,Rk,B =  0.00 kN/m


Symbols (elements of capacity)


Mc,Rk,F  Sagging moment capacity             maxMR,Rk  residual moment capacity

Rw,Rk,A  External support capacity           Vw,Rk     Shear force

M0,Rk,B  Hogging moment capacity under the assumption of no shear force

R0,Rk,B  Internal support capacity under the assumption of no moment

Mc,Rk,B  Hogging moment capacity             Rw,Rk,B   Internal support capacity

eps      1: linear interaction for M and R   2: quadratic interaction for M and R


2  Structural system and loads

Loads     Type 1: Trapezodial distributed load from a to a+b

          Type 2: Pointload at a          


                               Load Type    q1       Start      q2      Length

                                          [kN/m^2]    [m]     [kN/m^2]    [m]

g   Dead load                      1       0.350     0.000     0.350     1.000

                                   1       0.350     1.000     0.350     5.000

                                   1       0.350     6.000     0.350     4.000

                                   1       0.350    10.000     0.350     4.000

                                   1       0.350    14.000     0.350     5.000

s   Snow load                      1       0.750     0.000     0.750     1.000

                                   1       0.750     1.000     0.750     5.000

                                   1       0.750     6.000     0.750     4.000

                                   1       0.750    10.000     0.750     4.000

                                   1       0.750    14.000     0.750     5.000

ws  Wind suction load              1      -0.480     0.000    -0.480     1.000

                                   1      -0.600     0.000    -0.600     1.000

                                   1      -0.480     1.000    -0.480     5.000

                                   1      -0.480     6.000    -0.480     4.000

                                   1      -0.480    10.000    -0.480     4.000

                                   1      -0.480    14.000    -0.480     5.000



3  Design of trapezoidal sheets in compliance with German Standard "DIN EN 1993-1-3 (EC3)"

   


3.1  Ultimate limit state (ULS) elastic-elastic


3.1.1  Sagging moment  gamma-F,G= 1.35  gamma-F,Q= 1.50  gamma-M= 1.10


Load combination           Bay       MEd             Mc,Rd,F     Utilization

       [-]                 [-]     [kNm/m]           [kNm/m]         [-]

1.35*G+1.50*S               1       2.855      <     12.573         0.227

                            2       0.815      <     12.573         0.065

                            3       0.726      <     12.573         0.058

                            4       3.231      <     12.573         0.257

1.00*G+1.50*Ws              1      -0.479      <     10.536         0.045

                            2      -0.224      <     10.536         0.021

                            3      -0.150      <     10.536         0.014

                            4      -0.751      <     10.536         0.071


3.1.2  Reaction at end support  gamma-F,G= 1.35  gamma-F,Q= 1.50  gamma-M=  1.10


Load combination         Support    FEd              Rw,Rd,A     Utilization

                           [-]     [kN/m]            [kN/m]          [-]

1.35*G+1.50*S               5       3.213      <     10.509         0.306

1.00*G+1.50*Ws              5      -0.746      <     20.795         0.036


3.1.3  Shear force at internal support  gamma-F,G= 1.35  gamma-F,Q= 1.50  gamma-M=  1.10


Load combination         Support    VEd               Vw,Rd      bv     Utiliz.

                           [-]     [kN/m]            [kN/m]      [-]      [-]

1.35*G+1.50*S               1       3.417      <     41.591     0.363    0.082

1.35*G+1.50*S               2      -4.571      <     41.591     0.093    0.110

1.35*G+1.50*S               3      -2.599      <     41.591     0.011    0.062

1.35*G+1.50*S               4       4.775      <     41.591     0.108    0.115

1.00*G+1.50*Ws              1       1.270      <     20.795     0.166    0.061

1.00*G+1.50*Ws              2       0.942      <     20.795     0.060    0.045

1.00*G+1.50*Ws              3       0.644      <     20.795     0.035    0.031

1.00*G+1.50*Ws              4      -1.104      <     20.795     0.113    0.053

bv > 0.20, it will be calculated with reduced support widths (DIN EN 1993-1-3, 6.1.7.3).


3.1.4  Reaction at internal support  gamma-F,G= 1.35  gamma-F,Q= 1.50  gamma-M=  1.10


Load combination         Support    FEd              Rw,Rd,B     Utilization

                           [-]     [kN/m]            [kN/m]          [-]

1.35*G+1.50*S               1       5.014      <     13.770         0.364

1.35*G+1.50*S               2       8.362      <     32.727         0.256

1.35*G+1.50*S               3       5.142      <     32.727         0.157

1.35*G+1.50*S               4       8.622      <     32.727         0.263

1.00*G+1.50*Ws           Design not necessary!


3.1.5  Hogging moment  gamma-F,G= 1.35  gamma-F,Q= 1.50  gamma-M=  1.10


Load combination         Support     MEd             Mc,Rd,B     Utilization

                           [-]     [kNm/m]           [kNm/m]         [-]

1.35*G+1.50*S               1      -0.799      <      5.801         0.138

                            2      -3.683      <     11.500         0.320

                            3      -1.298      <     11.500         0.113

                            4      -3.905      <     11.500         0.340

1.00*G+1.50*Ws              1       0.635      <      6.286         0.101

                            2       0.720      <      6.286         0.115

                            3       0.336      <      6.286         0.053

                            4       0.897      <      6.286         0.143


3.1.6  Combined check for bending and reaction  gamma-F,G= 1.35  gamma-F,Q= 1.50  gamma-M= 1.10


Load combination         Support  MEd/M0,Rd,B  + (FEd/R0,Rd,B)^eps  Utiliz.

                           [-]       [-]               [-]           [-]

1.35*G+1.50*S               1       0.100      +      0.097         0.197

                            2       0.274      +      0.045         0.318

                            3       0.096      +      0.017         0.113

                            4       0.290      +      0.048         0.338

1.00*G+1.50*Ws           Design not necessary!


3.1.7  Combined check for bending and shear  gamma-F,G= 1.35  gamma-F,Q= 1.50  gamma-M= 1.10


Load combination         Support  MEd/Mc,Rd,B  +  (2*VEd/V,Rd,B-1)^2

                           [-]       [-]               [-]           [-]

1.35*G+1.50*S            Design not necessary!

1.00*G+1.50*Ws           Design not necessary!



3.2  Serviceability limit state (SLS) elastic - elastic


3.2.1  Deflection  gamma-F,G= 1.00  gamma-F,Q= 1.00  gamma-M= 1.00


Load combination           Bay        f         Perm. f, L/300   Utilization

       [-]                 [-]      [cm]              [cm]           [-]

1.00*G+1.00*S               1       0.627      <      1.667         0.376

                            2       0.046      <      1.333         0.035

                            3      -0.053      <      1.333         0.040

                            4       0.724      <      1.667         0.434

                         Cant-le   -0.385      <      0.667

1.00*G+1.00*Ws              1      -0.026      <      1.667         0.016

                            2      -0.014      <      1.333         0.011

                            3       0.008      <      1.333         0.006

                            4      -0.090      <      1.667         0.054

                         Cant-le   -0.029      <      0.667



3.3  Maximum span during construction


Bay     Span          Maximum span   Utilization

[-]     [m]               [m]           [-]

 1     5.000      <     12.500         0.400

 2     4.000      <     12.500         0.320

 3     4.000      <     12.500         0.320

 4     5.000      <     12.500         0.400




The design of the trapezoidal sheet is ok. The load capacities of trapezoidal profiles can

have large differences from manufacturer to manufacturer. Therefore, it is important that

the trapezoidal profile listed herein is actually installed on-site during construction.



4  Design of connection elements


4.1   Connection to the construction below



Loads     Type 1: Trapezodial distributed load from a to a+b

          Type 2: Pointload at a          


                               Load Type    q1       Start      q2      Length

                                          [kN/m^2]    [m]     [kN/m^2]    [m]

Ws, wind suction load              1      -0.480     0.000    -0.480     1.000

                                   1      -0.600     0.000    -0.600     1.000

                                   1      -0.480     1.000    -0.480     5.000

                                   1      -0.480     6.000    -0.480     4.000

                                   1      -0.480    10.000    -0.480     4.000

                                   1      -0.480    14.000    -0.480     5.000



Characteristic forces of connection elements:


End support          Fz,k= 3.600 kN   VR,k= 3.600 kN

Internal support     Fz,k= 3.600 kN   VR,k= 3.600 kN



Shear and tension capacity of the connection elements, gamma=  1.33:


End support          Fz,d= 2.707 kN   Fq,d= 2.707 kN

Internal support     Fz,d= 2.707 kN   Fq,d= 2.707 kN



Reaction at the support, load case excluding safety factors:


Support Rv,k(g) Rv,k(s) Rv,k(wd) Rv,k(ws)   Rv,k(opt.)  Descript.  Rh,k(opt.) Descript.

 [-]    [kN/m]  [kN/m]   [kN/m]   [kN/m]      [kN/m]       [-]       [kN/m]      [-]

  1      1.099   2.354   0.000   -2.184        0.000                  0.000                

  2      1.832   3.926   0.000   -2.407        0.000                  0.000                

  3      1.127   2.414   0.000   -1.580        0.000                  0.000                

  4      1.889   4.048   0.000   -2.582        0.000                  0.000                

  5      0.704   1.508   0.000   -0.966        0.000                  0.000                



Reaction at support for load combinations:


Load combination   Support    Vertical    Horizontal

                     [-]       [kN/m]      [kN/m]

0.9*G+1.5*Ws          1        -2.288       0.000

0.9*G+1.5*Ws          2        -1.961       0.000

0.9*G+1.5*Ws          3        -1.356       0.000

0.9*G+1.5*Ws          4        -2.173       0.000

0.9*G+1.5*Ws          5        -0.816       0.000


Design check for connecting elements


Support nVerb nbR    NE,d      NR,d      VE,d     VR,d  Utilization

 [-]     [-]  [-]    [kN]      [kN]      [kN]     [kN]      [-]

  1       1    1    0.709  <  2.707     0.000  <  2.707    0.262

  2       1    2    1.216  <  2.707     0.000  <  2.707    0.449

  3       1    2    0.841  <  2.707     0.000  <  2.707    0.311

  4       1    2    1.348  <  2.707     0.000  <  2.707    0.498

  5       1    1    0.253  <  2.707     0.000  <  2.707    0.093



Rv, Rh : Reaction at support caused by load combinations

nVerb  : Number of connecting elements

nbR    : 1 = Connection element at every trough

         2 = Connection element at every second trough

bR     : Module width

NE,d   : Applied tension force in the connecting element = Rv·1/nVerb·bR·(-1)

NR,d   : Tension capacity in the connecting element

VE,d   : Applied shear force in the connecting element = Rh·1/nVerb·bR

VR,d   : Shear capacity in the connecting element


5  Summary of design


Ultimate limit state (ULS) elastic-elastic

Mc,Rk,f      25.7 %

Rw,Rk,A      30.6 %

Rw,Rk,B      36.4 %

Vw,Rk        11.5 %

Mc,Rk,B      34.0 %

M-R     33.8 %

Ultimate limit state (ULS) plastic-plastic

Mc,Rk,f        -

Rw,Rk,A        -

Serviceability limit state (SLS) elastic - elastic

Rw,Rk,B        -

Mc,Rk,B        -

M-R       -

f       43.4 %





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