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Verhalten verstärkter Brettschichtholzbauteile unter Schwindbeanspruchung

Ergebnisse

Projektbeschreibung

Projektbeteiligte

Eckdaten

Verhalten verstärkter Brettschichtholzbauteile unter Schwindbeanspruchung


Projektnummer
10.08.18.7-17.22
Projektbeginn
07.2017
Projektende
12.2019
Projektstatus
abgeschlossen mit Bericht

Ergebnisse

Rissbildung in einem verstärkten Brettschichtholzträger infolge Schwinden, Quelle: Alfons Brunauer

Ausgangslage:
Holzbauteile weisen gegenüber den Beanspruchungen Schub und insbesondere Querzug vergleichsweise geringe Beanspruchbarkeiten auf. Zur Steigerung der Tragfähigkeit werden daher häufig Verstärkungen in Form innen-/außenliegender Verstärkungselemente angeordnet. Jedoch steht diesem tragfähigkeitssteigernden Effekt der Verstärkung die Eigenschaft, das freie Schwinden des Holzes bei Feuchteänderungen infolge des kontinuierlichen Verbundes zu behindern, gegenüber. Aus einem vorangegangenen Forschungsvorhaben zur Untersuchung des Gebäudeklimas unterschiedlicher Nutzungen ist bekannt, dass in gedämmten und beheizten Gebäuden Umgebungsbedingungen auftreten, die zu einem einmaligen aber deutlichen Austrocknen der Holzbauteile von der Herstellfeuchte (~12%) auf die Ausgleichsfeuchte (~6-10%) führen können. In welchem Umfang dabei infolge des Sperreffekts der Verstärkungselemente Risse induziert werden und welche Auswirkungen sich daraus auf die Resttragfähigkeit ergeben, ist bisher nicht geklärt.
Ziel:
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Klarheit in das Spannungsfeld der beschriebenen positiven und negativen Eigenschaften von Verstärkungselementen in Holzbauteilen zu bringen. Für typische Anwendungsfälle von Verstärkungen (lokale Anordnungen bei Ausklinkungen und Durchbrüchen; verteilte Anordnungen bei beispielsweise gekrümmten Bauteilen) sollen aus den Untersuchungen Konstruktionsregeln für die Anwendung von Verstärkungselementen unter Berücksichtigung der im Bauwerk zu erwartenden klimatischen Randbedingungen abgeleitet werden.
Methodik:
Zur Klärung der Fragestellung werden experimentelle Untersuchungen an verstärkten und unverstärkten Brettschichtholzbauteilen durchgeführt, indem diese über einen längeren Zeitraum in einem Klimaraum dem dargestellten Austrocknungsszenario von gedämmten, beheizten Gebäuden ausgesetzt werden. Über ein Monitoring werden Verteilungen der sich in den Bauteilen einstellenden Holzfeuchten, die Schwindverformungen sowie die Rissentwicklung aufgezeichnet. In Kombination dazu sollen numerische Untersuchungen zum fundierten Verständnis der Versuchsergebnisse beitragen und den Anwendungsbereich erweitern. Nach der klimatischen Lagerung sollen Belastungsversuche an einem Teil der Prüfkörper klären, welche Resttragfähigkeit die verstärkten, ausgetrockneten und potentiell gerissenen Prüfkörper noch aufweisen.

Projektbeteiligte
Antragsteller/in :

Technische Universität München, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion
Arcisstr. 21
80333 München

Federführende/r Forscher/in (alternativ Sprecher/in) :

Projektleitung:Dr.-Ing. Philipp DietschUniv.-Prof. Dr.-Ing. Stefan WinterProjektbearbeitung:Martin Danzer, M.Sc.

Eckdaten
Schlagworte zum Projekt : Brettschichtholz, Holzfeuchte, Schwinden, Verstärkung, Vollgewindeschrauben, Gewindestangen
Einordnung in Zukunft Bau : Forschungsförderung, Tragwerksplanung, Zirkuläres Bauen/ Rückbau/ Recycling, Holzbau, Forschungsbericht
Bundesförderung in EUR : 112.806,60