Holzfachwerkverbindungen
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
| Titel | Title Nichtmetallische mechanische Verbindungen für Holztragwerke | Non-metallic mechanical joints for timber trusses Förderer | Funding Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Zeitraum | Period 07.2014 – 12.2016 Leiter | Project manager Prof. Dr.-Ing. Peer Haller (Institut für Holzbau, TU Dresden) Bearbeiter | Contributors M.Sc. Siavash Namari, Dipl.-Ing. Jörg Wehsener, Dr.-Ing. Jens Hartig (Institut für Holzbau, TU Dresden) Projektpartner | Project Partners STRAB Ingenieurholzbau Hermsdorf GmbH, Hermsdorf | EBF Dresden GmbH, Dresden |
Bericht aus dem Jahrbuch 2016
Nichtmetallische meachanische Verbindungen
In der letzten Zeit hat sich das Interesse der Bauindustrie an Holz aufgrund von dessen Nachhaltigkeit, seiner Anpassungsfähigkeit und seiner ästhetischen Eigenschaften wieder deutlich erhöht. Dieser Trend zeigt sich beispielsweise bei Holzbauwerken zum Lagern aggressiver Stoffe wie Salz, Dünger und Chemikalien, denn Holz hat sich als sehr widerstandsfähiges Material gegenüber solch kritischen Umgebungsbedingungen im Gegensatz zu Stahl erwiesen. Allerdings ist die Tragfähigkeit von Holzkonstruktionen stark abhängig von der konstruktiven Gestaltung der Verbindungen, die meistens aus Stahlbauteilen zusammengesetzt sind. Somit hätte eine Verringerung der Menge an Metall, die innerhalb einer Holzstruktur verwendet wird, viele Vorteile, z. B. die Erhöhung der Dauerhaftigkeit, die Verringerung der Wärmebrückenbildung und ein geringeres Gewicht der Strukturen. Im Eurocode 5 sind Konstruktionshinweise für Anschlüsse enthalten, jedoch nur für mechanische Verbindungen aus metallischen und hölzernen Elementen. Empfehlungen oder Regeln für das Design von Verbindungen aus alternativen Werkstoffen fehlen, was eine Einschränkung für die Holzbauweise darstellt, die behoben werden sollte.
Daher wurde in einer Studie mittels eines experimentellen Programms und der Entwicklung numerischer und analytischer Modelle versucht, ein fundiertes Wissen für mechanische nichtmetallische Verbindungen bereitzustellen. Durch Experimente an kleinmaßstäblichen Proben wurden mögliche alternative Materialien für Verbindungsmittel wie glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK), verdichtetes Furnierholz und Laminatfurnierholz in Form von Platten und Dübeln in verschiedenen Konfigurationen getestet. Für ein besseres Verständnis des Tragverhaltens und für die statische Überprüfung wurden analytische und numerische Modelle entwickelt. Die numerischen Modelle wurden anhand von experimentellen Ergebnissen validiert.
Im nächsten Schritt wurden im Otto-Mohr-Laboratorium der TU Dresden realitätsnahe großmaßstäbliche Tests an Fachwerkträgern, die ca. 6 Meter lang und 1 Meter hoch waren, durchgeführt. Die Daten aus den Tests wurden erfasst und analysiert.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von GFK-Dübeln zusammen mit GFK-Platten im Vergleich zu Stahl-Stahl-Verbindungen nahezu dieselbe Tragfähigkeit aufweist und sich gleichzeitig duktil verhält. Daher kann zukünftig mit der Verwendung dieser Kombination ein robustes Verbindungssystem für zeitgemäße Anwendungen bereitgestellt werden.