Zum Tragverhalten von druck- und biegebeanspruchten Holzbauteilen: Fid-Bau Portal

Zum Tragverhalten von druck- und biegebeanspruchten Holzbauteilen

Kessel, Martin H. / Hörsting, Philippe

Das Tragverhalten von Bauteilen, die infolge einer äußeren Einwirkung durch Druck, Biegung oder einer Kombination von Druck und Biegung beansprucht werden, zeichnet sich dadurch aus, dass infolge einer Steigerung der Einwirkung die Materialbeanspruchungen und Verformungen selbst bei linear elastischem Materialverhalten überproportional (nichtlinear) anwachsen können. Das Phänomen dieses geometrisch nichtlinearen Tragverhaltens wird im Holzbau bei Druckstäben als Knicken, bei Biegestäben als Kippen und bei Stäben mit kombinierter Beanspruchung als Biegedrillknicken bezeichnet. Für den Holzbau werden für das Knicken und Kippen in der Normung vereinfachte Bemessungsverfahren angegeben. Für das Biegedrillknicken ist ein solches Verfahren nicht vorhanden. Stattdessen werden die Verfahren für das Knicken und das Kippen linear superponiert. Es wurde deshalb ein neues Bemessungskonzept entwickelt, bei dem die geometrisch nichtlinear, materiell linear ermittelten Beanspruchungen den Beanspruchbarkeiten gegenüber gestellt werden. Unabhängig von den analytischen Untersuchungen werden die Grenzzustände von knick-, kipp- und biegdrillknickgefährdeten Stäben mit Hilfe von FE-Modellen überprüft, in die das physikalisch nichtlineare Materialverhalten im Druckbereich eingearbeitet wurde. Der Vergleich der Ergebnisse der verschiedenen Methoden zeigt, dass das neu entwickelte Bemessungskonzept einerseits zu Ergebnissen führt, die wirtschaftlich und sicher sind. Andererseits beruht es im Gegensatz zu den bekannten vereinfachten Bemessungsverfahren auf einheitlichen Grundlagen für das Knicken, Kippen und Biegdrillknicken, ist gut nachvollziehbar und es können Eingangsparameter, wie Größe und Art der Imperfektionen jederzeit den Erfordernissen angepasst werden. Darüber hinaus ist eine Bemessung nach dem vorgeschlagenen Konzept nicht aufwendiger zu handhaben als die bekannten vereinfachten Bemessungsverfahren. In dem Beitrag werden hierzu die Ergebnisse der Dissertation von Hörsting 2008 zusammengefasst dargestellt.