Schubverstärkung von Holz mit Holzschrauben und Gewindestangen. Schlussbericht für den Zeitraum: 01.08.2006

Schubverstärkung von Holz mit Holzschrauben und Gewindestangen. Schlussbericht für den Zeitraum: 01.08.2006 - 30.04.2010

Abstract

Eine wirkungsvolle Maßnahme zur Erhöhung der Schubtragfähigkeit mit innen liegenden Verstärkungselementen gibt es im Ingenieurholzbau bislang nicht. Durch eine geeignete Schubverstärkung ist es möglich die Schubtragfähigkeit von Bauteilen zu erhöhen und damit größere Querkräfte zu übertragen. Zur Schubverstärkung eignen sich sowohl Vollgewindeschrauben als auch Gewindestangen mit einem Gewinde nach DIN 7998. Vollgewindeschrauben sind in Durchmessern von 13 mm und Längen bis 1000 mm erhältlich. Gewindestangen sind in Durchmessern von 16 mm und 20 mm in Längen von bis zu 3,0 m verfügbar. Vor allem Gewindestangen eignen sich daher aufgrund ihrer Länge hervorragend Träger mit nahezu beliebiger Höhe zu verstärken. Durch die Simulation des Trag- und Versagensverhaltens schubverstärkter Träger mit einem numerischen Modell kann mit geringem Versuchsaufwand die Auswirkung einer Schubverstärkung auf die Tragfähigkeit ermittelt werden. Mit Hilfe von Versuchen mit schubverstärkten Trägern können die Ergebnisse des Rechenmodells überprüft werden. Die grundlegenden Materialeigenschaften zur numerischen Berechnung schubverstärkter Träger wurden ermittelt. Dies umfasst die Verbundeigenschaften der Verstärkungselemente sowie das Interaktionsverhalten des Holzes bei gleichzeitiger Beanspruchung aus Schub- und Querspannungen. Numerische Simulationen schubverstärkter Träger wurden durchgeführt und das Rechenmodell anhand der Versuchsergebnisse überprüft. Mit dem vorhandenen Rechenmodell können die zu erwartenden Schubtragfähigkeitssteigerungen beliebiger verstärkter Träger mit abweichender Geometrie und Verstärkungsanordnung berechnet werden. Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, dass Schubverstärkungen mit Schrauben wirkungsvoll eingesetzt werden können.