Projektlaufzeit: 08/2026 - 10/2029

Der moderne Ingenieurholzbau hat sich in den vergangen Jahren als leistungsfähige Bauweise etabliert. Die Anwendungsbereiche reichen von ein- bis zweigeschossigen Wohn-, Büro-, Bildungsbau und Hallenbauten bis hin zu mehrgeschossigen Hochbauten. Dabei nehmen Verbindungen in diesen Gebäuden eine zentrale Rolle ein, da sie effizient ausgeführt werden müssen. Geschraubte Hirnholz- oder hirnholznahe Verbindungen mit schräg zur Faserrichtung angeordneten Schrauben ermöglichen dabei insbesonderes leistungsfähige Anschlüsse. Sie werden unter anderem bei Haupt-Nebenträger-Anschlüssen mit Systemverbindern sowie bei Zuglaschenverbindungen eingesetzt, wie sie beispielsweise in Momentenverbindungen vorkommen. Neben einem Versagen der Verbindungsmittel können bei diesen Anschlüssen jedoch auch spröde Versagensformen im Holz auftreten. Dazu zählen insbesondere das Spalt- und das Blockscherversagen. Für einige dieser spröden Versagensformen im Holz fehlen derzeit geeignete Bemessungsansätze oder bestehende Ansätze erfassen die komplexen Versagensmechanismen teilweise nur unzureichend und können dadurch zu einer Überschätzung der Tragfähigkeit führen.

Im Forschungsprojekt „brittleSCREWjoints“ werden drei praxisrelevante Anschlusskonfigurationen untersucht:

• Systemverbinder in schlanken Nebenträgern, bei denen ein Spaltversagen im unteren hirnholznahen Bereich auftreten kann,
• Systemverbinder in gedrungenen Nebenträgern, bei denen ein lokales dreidimensionales Blockscherversagen auftreten kann, sowie
• Zuglaschenverbindungen mit außenliegenden Stahlblechen und schräg eingedrehten Schrauben, bei denen ebenfalls Blockscherversagen auftreten kann.

Ausgehend von einer umfassenden Analyse bestehender Bemessungsmodelle, Normen und Zulassungen werden die maßgebenden Versagensmechanismen mithilfe bestehender Modelle, numerischer Simulationen und experimenteller Untersuchungen analysiert. Dabei werden praxisrelevante Holzprodukte, Verbinderanordnungen, Schraubenabmessungen und geometrische Randbedingungen berücksichtigt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf dem Lastabtrag, der Lage und Entwicklung der maßgebenden Riss- und Bruchflächen sowie dem Einfluss wesentlicher geometrischer Parameter, insbesonderer der Schraubenanordnung und der Verbindergeometrie.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung praxisorientierter Bemessungsmodelle. Dadurch soll das spröde Holzversagen bei geschraubten Hirnholz- und hirnholznahen Verbindungen zuverlässig erfasst und eine Grundlage für die praktische Nachweisführung, die Implementierung der Modelle in Bemessungssoftware sowie ihre Aufnahme in Normen und Richtlinien geschaffen werden.

Collective Research | Basisprogramm

Mit der Schwerpunktförderung Collective Research im Basisprogramm bietet sich eine Unterstützungsmöglichkeit für kooperative Forschungsprojekte, deren Ergebnisse der Branche zur Verfügung stehen.

Ziel von Collective Research ist es, vorwettbewerbliche Forschungsprojekte zu unterstützen, welche keine unmittelbar wirtschaftlich verwertbaren Produkt-, Verfahrens- oder Dienstleistungsentwicklungen beinhalten. Ergebnisse von Branchenforschungsprojekte können einerseits die Grundlage für zukünftige Normen und Richtlinien bilden oder andererseits technische Branchenprobleme lösen.