P_1.2.4 reinforce_connection

Für Tragwerke großer Spannweiten kommen heute vorwiegend ebene und räumliche, fachwerkartige Stabstrukturen, sowie vollwandige vorwiegend auf Biegung beanspruchte, BSH-Tragelemente zum Einsatz. Bei aufgelösten Strukturen liegen zumeist geringere Querschnittsdimensionen vor, bei welchen die konstruktive Herausforderung in der Verbindungstechnik der Knotenlösung liegt. Bei vollwandigen BSH-Tragelementen sind Querschnittshöhen von bis zu 3,0 m verbunden mit Transportlängen von bis zu 50 m keine Seltenheit mehr. Betrachtet man nun einen Vollwandträger dieser Dimension so ist bekannt, dass mit zunehmendem Volumen die Wahrscheinlichkeit von Schwachstellen zunimmt. Damit geht eine volumenbedingte Abhängigkeit der bemessungsrelevanten charakteristischen Kenngrößen einher. Neben Biegung, Zug und Druck in Faserrichtung, sind die Kenngrößen Schub und Querzug sowie die zumeist gegebenen Interaktionen von Bedeutung. Für die Bemessung von Holzbauteilen kann dies bedeuten, dass diese, bislang als "Nebenkenngrößen" (auch abgeleitete Kenngrößen) betrachteten, Werte maßgebend und somit querschnittsbestimmend werden. Ähnlich wie im Betonbau wird daher auch im Holzbau - insbesondere bei Vollwandträgern - die Frage der "Bewehrung" an Bedeutung gewinnen.

Die heute bekannten Querzugverstärkungen in Form von Schrauben oder eingeklebten Stahlstangen werden zukünftig verstärkt als Bewehrungsmaßnahme in schubbean-spruchten Querschnittszonen zum Einsatz kommen.Was fehlt ist eine systematische Darlegung und Vorgehensweise verbunden mit einer Modellbildung, um zukünftig einen Anhaltspunkt geben zu können, ab wann, wo und wie diese Bewehrungsmaßnahmen - auch Verstärkungen - anzubringen sind. Handelt es sich beim Betonbau um Bewehrungsstahl, kommen im Ingenieurholzbau selbstbohrende Holzschrauben und eingeklebte Stahlanker zum Einsatz, wobei diese gewöhnlich im Winkel von 45° bis 90° zur Stabachse eingebracht werden.

Anders als bei Vollwandträgern werden eingeklebte Gewindestangen bei Fachwerken auch parallel zur Faserrichtung eingebracht. Hier dienen sie vorwiegend als leistungsfähiges Verbindungsmittel zur vorwiegend achsparallelen Einleitung hoher Lasten in das Holz. Als Beispiel kann hier die Möglichkeit der Ausführung eines biegesteifen Stoßes bzw. Eckes erwähnt werden. Weiters ist damit auch die Ausführung leistungsfähiger Knotenlösungen bei Fachwerken denkbar. Wie bereits erwähnt, werden die Schrauben oder eingeklebten Stahlanker unter 0° zur Stabachse eingebracht und insbesondere auf Herausziehen beansprucht.

Zu Beginn der Arbeiten soll der "state-of-the-art" dieser Verbindungssysteme - das Hauptaugenmerk wird auf die eingeklebten Stahlstangen gelegt - herausgearbeitet werden, um die fehlenden Aspekte aufzeigen zu können. In Form eines so genannten "Morphologischen Kastens" sollen die relevanten Forschungsrichtungen dargestellt und in Angriff genommen werden. Insbesondere zeigt sich bereits heute, dass fundierte Aussagen zum Tragverhalten des einzelnen Verbindungsmittels benötigt werden. Vorwiegend sind hier axial beanspruchte Verbindungsmittel gemeint, welche im Winkel von 0° bis 90° zur Faserrichtung angeordnet sind. Bei eingeklebten Stahlstangen - insbesondere bei Gewindestangen - soll auch auf die Gewindecharakteristik und den verwendeten Klebstofftyp eingegangen werden. Basierend darauf soll die Entwicklung eines optimierten Verbindungssystems für hoch beanspruchte Stöße erfolgen.

Insbesondere wird in diesem Zusammenhang auf Gruppen von Verbindungsmitteln im Umfang von 2 bis 6 einzelnen Verbindungsmitteln eingegangen. Des Weiteren sollen unterschiedliche Bewehrungsmaßnahmen betrachtet werden, wobei der Schwerpunkt insbesondere in der Betrachtung von quer und im Winkel von 45° angeordneten eingeklebten Gewindestangen liegen soll. Diese werden zukünftig vermehrt als Konstruktionselement zur Aufnahme von Querzug- und/oder Schub- (über)- beanspruchungen in den Ingenieurholzbau Eingang finden.