Querdruckvorspannung von Holz mit Vollgewindeschrauben: Fid-Bau Portal

Querdruckvorspannung von Holz mit Vollgewindeschrauben

Steiner, Michael / Blaß, Hans Joachim

Eine wirksame Methode zur Verstärkung von Bauteilen aus Brettschichtholz stellen selbstbohrende Holzschrauben mit Vollgewinde dar. In Bereichen mit großer Querzugbeanspruchung, zum Beispiel bei Ausklinkungen und Durchbrüchen, werden die Querzugkräfte durch die Schrauben aufgenommen. Die vollständige Verstärkungswirkung kann aber erst nach der Ausbildung kleiner Risse erreicht werden, da Schraube und Holz quer zur Faser gleichzeitig gedehnt werden. Werden die querzuggefährdeten Bereiche durch eine Querdruckvorspannung überdrückt, können Risse minimiert oder sogar vollständig vermieden werden. In einem Forschungsvorhaben wurden in Zusammenarbeit mit einem Schraubenhersteller Schrauben mit veränderlicher Gewindesteigung entwickelt, mit denen beim Einschrauben planmäßig Querdruckspannungen im Holz erzeugt werden können. Am Beispiel eines gekrümmten Trägers aus Brettschichtholz kann gezeigt werden, dass durch Schrauben mit veränderlicher Gewindesteigung einerseits die Verstärkungswirkung von Vollgewindeschrauben verbessert werden kann und andrerseits die Querzugspannungen bei Schwindvorgängen reduziert werden können. Schrauben mit veränderlicher Gewindesteigung können im Holz Querdruckspannungen erzeugen, dadurch kann das Auftreten von Rissen bei querzugbeanspruchten Bauteilen reduziert werden. Des Weiteren können die Querdruckvorspannungen die Entstehung von Rissen aufgrund klimatischer Veränderungen verringern oder sogar ganz verhindern. Liegen die Gewindeänderungen unterhalb der kritischen Grenze, bei der die Holzmatrix zerstört wird, ist die axiale Tragfähigkeit der Schraube kaum beeinträchtigt. Daher sind Schrauben mit veränderlicher Gewindesteigung sehr gut als Verstärkungsmittel für Brettschichtholzträger mit Querzugbeanspruchung geeignet.