Untersuchungen zum Brandverhalten von querkraftbeanspruchten Verbindungen bei Holzbaukonstruktionen, Neuentwicklung und Optimierung von Verbindungssystemen und allgemeinen Konstruktionsregeln

Aktuell ist festzustellen, dass von Seiten öffentlicher und privater Bauherren Holz als Baustoff verstärkt nachgefragt und eingesetzt wird. Im Wohnungsbau aber vor allem auch in repräsentativen Veranstaltungs-, Zweck- und Industriebauen sollen dabei gleichzeitig die optischen und haptischen Vorzüge von Holz, z.B. in Form sichtbarer Tragwerke genutzt werden. Hierbei sind wie bei jedem Baustoff, die sicherheitstechnischen Aspekte des Brandschutzes zu beachten. Zur Wahrung des bauaufsichtlichen Sicherheitsstandards in Bezug auf den Brandschutz wurden in den letzten Jahren nationale und europäische Bemessungsregeln erarbeitet und weiterentwickelt (DIN 4102 und Eurocodes), die eine erweiterte brandschutztechnische Beurteilung von Bauteilen ermöglichen. Für Holzbauteile liegt der aktuelle Fokus besonders auf der Bestimmung des Abbrand- und Tragverhaltens stabförmiger Elemente, wie Träger und Stützen. Allgemeine normative Aussagen zur brandschutztechnisch sicheren Ausbildung von querkraftbeanspruchten Bauteilanschlüssen und allgemeine Verwendbarkeitsnachweise liegen jedoch nicht bzw. nur in einem sehr begrenzten Umfang vor. Ziel eines Forschungsvorhabens ist es daher, die thermomechanischen Eigenschaften stabförmiger Holzbauteile und deren Verbindungselemente im Bereich querkraftbeanspruchter Anschlüsse unter Brandbeanspruchung besser zu erfassen und daraus entsprechende, schutzzielorientierte brandsichere Bauteilanschlüsse für Haupt-Nebenträger-Verbindungen und Stützen-Träger-Anschlüsse zu entwickeln. Hierbei sollen bestehende Systeme von Balkenträgern, Balkenschuhen und geschraubte Anschlüsse bewertet und optimiert werden sowie entsprechende notwendige Ertüchtigungsmaßnahmen entwickelt werden, die eine geregelte Anwendung von Holzbaulösungen im Wohnungs-, Zweck- und Gewerbebau ermöglichen und somit den Einsatzbereich des biogenen Werkstoffes Holz erweitern. Aspekte im Untersuchungsgegenstand sind: - welche Temperaturbeanspruchungen und damit welches Abbrandverhalten im Bauteilanschluss unter Brandbeanspruchung auftreten, - ob für geschützt liegende Bauteilanschlüsse, wie Vollgewindeschrauben und verdeckte Balkenträger unter Berücksichtigung der Holzüberdeckung und des Abbrandverhaltens von Holz ohne weitere Maßnahmen eine ausreichende Schutzwirkung erzielt wird, - welchen Einfluss freiliegende Bauteilverbinder und metallische Verbindungsmittel, wie Balkenschuhe, Schrauben, Nägel und Stabdübel auf das Abbrandverhalten von Holz im Anschlussbereich und das Trag- und Verformungsverhalten besitzen, - welche Schutzmaßnahmen konstruktiv und wirtschaftlich zur Anwendung kommen können und - unter welchen Randbedingungen konstruktive Schutzmaßnahmen notwendig werden und welchen Beitrag diese zum Feuerwiderstand liefern können. Die aus diesen Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse werden in einem Konstruktions- und Ausführungskatalog sowie Bemessungsregeln zusammengefasst.