A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
Buchenfurnierschichtholz (Buchen‐FSH) steht seit 2013 dem Ingenieurholzbau als tragender zugelassener Holzwerkstoff zur Verfügung. Gegenüber dem üblicherweise verwendeten Brettschichtholz aus Nadelholz weist Buchen‐FSH eine dreimal so hohe Zugfestigkeit von ft,0,k = 73 N/mm2 (vgl. ETA‐14/0354) auf. Damit ist Buchen‐FSH der ideale Werkstoff, um weitgespannte und gleichzeitig filigrane Tragwerke aus Holz zu realisieren. Besonders Fachwerkträger stellen für diesen Anwendungszweck eine leistungsfähige, architektonisch ansprechende und ressourcenschonende Konstruktionsvariante dar. Allerdings ist durch die bauaufsichtlichen Regelungen eine materialgerechte Bemessung der notwendigen Verbindungen in Buchen‐FSH bisher nicht möglich. Basierend auf den innerhalb dieser Arbeit durchgeführten experimentellen Untersuchungen wurden jetzt Bemessungs‐ und Konstruktionsgrundlagen für eine wirtschaftliche Dimensionierung der Verbindungen geschaffen. Der Fokus wurde dabei auf axial beanspruchte Schrauben und eingeklebte Gewindestangen gelegt. Bereits bei der Verwendung in Konstruktionen aus Nadelholz zeichnen sich diese durch ihre hohe Tragfähigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig geringen notwendigen Bauteilmaßen aus. Neben der axialen Beanspruchung wurde auch die Tragfähigkeit bei lateraler Beanspruchung untersucht und die zur Bemessung notwendigen Kennwerte für Verbindungen mit Schrauben und Rillennägeln hergeleitet. Die zur Konstruktion notwendigen Verbindungsmittel‐ und Randabstände konnten nicht abschließend ermittelt werden. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um ein duktiles Versagen und gleichzeitiges Ausnutzen der ermittelten Tragreserven zu ermöglichen. Zur Verifizierung des Trag‐ und Verformungsverhaltens der untersuchten Verbindungsmittel, auch im Vergleich zu üblicherweise im Holzbau verwendeten Stabdübelverbindungen, wurden Versuche an vollständigen Fachwerkträgern durchgeführt. Insbesondere der Einsatz von eingeklebten Gewindestangen führte zu einer deutlichen Steigerung der Steifigkeit und somit zu einer geringeren Durchbiegung des Gesamtsystems. Aufbauend auf den Trägerversuchen konnte eine neue Prüfmethode zur Ermittlung des Trag‐ und Verformungsverhaltens innerhalb eines Knotens entwickelt werden. Der komplexe Spannungszustand innerhalb der Knotenpunkte kann somit einfacher untersucht und durch eine höhere Anzahl an Prüfkörper wirtschaftlich verifiziert werden.
Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
Buchenfurnierschichtholz (Buchen‐FSH) steht seit 2013 dem Ingenieurholzbau als tragender zugelassener Holzwerkstoff zur Verfügung. Gegenüber dem üblicherweise verwendeten Brettschichtholz aus Nadelholz weist Buchen‐FSH eine dreimal so hohe Zugfestigkeit von ft,0,k = 73 N/mm2 (vgl. ETA‐14/0354) auf. Damit ist Buchen‐FSH der ideale Werkstoff, um weitgespannte und gleichzeitig filigrane Tragwerke aus Holz zu realisieren. Besonders Fachwerkträger stellen für diesen Anwendungszweck eine leistungsfähige, architektonisch ansprechende und ressourcenschonende Konstruktionsvariante dar. Allerdings ist durch die bauaufsichtlichen Regelungen eine materialgerechte Bemessung der notwendigen Verbindungen in Buchen‐FSH bisher nicht möglich. Basierend auf den innerhalb dieser Arbeit durchgeführten experimentellen Untersuchungen wurden jetzt Bemessungs‐ und Konstruktionsgrundlagen für eine wirtschaftliche Dimensionierung der Verbindungen geschaffen. Der Fokus wurde dabei auf axial beanspruchte Schrauben und eingeklebte Gewindestangen gelegt. Bereits bei der Verwendung in Konstruktionen aus Nadelholz zeichnen sich diese durch ihre hohe Tragfähigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig geringen notwendigen Bauteilmaßen aus. Neben der axialen Beanspruchung wurde auch die Tragfähigkeit bei lateraler Beanspruchung untersucht und die zur Bemessung notwendigen Kennwerte für Verbindungen mit Schrauben und Rillennägeln hergeleitet. Die zur Konstruktion notwendigen Verbindungsmittel‐ und Randabstände konnten nicht abschließend ermittelt werden. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um ein duktiles Versagen und gleichzeitiges Ausnutzen der ermittelten Tragreserven zu ermöglichen. Zur Verifizierung des Trag‐ und Verformungsverhaltens der untersuchten Verbindungsmittel, auch im Vergleich zu üblicherweise im Holzbau verwendeten Stabdübelverbindungen, wurden Versuche an vollständigen Fachwerkträgern durchgeführt. Insbesondere der Einsatz von eingeklebten Gewindestangen führte zu einer deutlichen Steigerung der Steifigkeit und somit zu einer geringeren Durchbiegung des Gesamtsystems. Aufbauend auf den Trägerversuchen konnte eine neue Prüfmethode zur Ermittlung des Trag‐ und Verformungsverhaltens innerhalb eines Knotens entwickelt werden. Der komplexe Spannungszustand innerhalb der Knotenpunkte kann somit einfacher untersucht und durch eine höhere Anzahl an Prüfkörper wirtschaftlich verifiziert werden.
Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
Meyer, Nico (author)
2020
Miscellaneous
Electronic Resource
German
Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
UB Braunschweig | 2020
|Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
DataCite | 2021
|Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
TIBKAT | 2021
|Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
TIBKAT | 2021
|Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
TIBKAT | 2021
|