Plug shear failure in nailed timber connections. Load distribution and failure initiation: Fid-Bau Portal

Plug shear failure in nailed timber connections. Load distribution and failure initiation

Johnsson, H. / Stehn, L.

Sprödbruch in mechanischen Holzverbindungen sollte vermieden werden, da dies vielfach zu einer geringen Tragfähigkeit und Sprödbruch in der gesamten Konstruktion führen kann. In genagelten Holzverbindungen können insgesamt drei Brucharten auftreten: Bruch durch Überschreitung der Lochleibungsfestigkeit, Aufreissen, oder Ausreissen des gesamten genagelten Bereichs. Um solche Scherbrüche zu vermeiden, sind kurze und breite Verbindungen zu bevorzugen, bei denen die Anzahl der Verbindungsmittel in Lastrichtung und Faserrichtung begrenzt wird. Das Schubversagen wurde in Kurzzeitversuchen an Holz-Stahl-Nagelverbindungen von Brettschichtholz bei Zugbeanspruchung parallel zum Faserverlauf mit fünf verschiedenen Verbindungsgeometrien geprüft. Ziel der Untersuchung war, festzustellen, ob die Nagelanordnung so gewählt werden kann, dass Schubversagen vermieden wird, und um Einblicke in die Ursache von Bruchauslösung zu gewinnen. Mit einem Federmodell kann gezeigt werden, dass die Lastverteilung erhebliche Spannungen am letzten Nagel in der Verbindung verursacht, wodurch aller Wahrscheinlichkeit nach das Schubversagen entsteht. Versuchsergebnisse wurden mit theoretischen Modellen aus der Literatur verglichen. Es stellte sich heraus, dass gruppenweise angeordnete Verbindungsmittel das Risiko eines Schubversagens deutlich vermindern können. Wahrscheinlich beginnt der Bruch an dem vom freien Ende am weitesten entfernten Nagel, wo Zugspannungen quer zur Faser auftreten.