Innovative Holzknoten durch Modellierung der Steifigkeit für leistungsfähige Holztragwerke aus Laub- und Nadelholz

IP 8 - 2079067

Kurzfassung

Leistungsfähige Holztragwerke setzen eine gezielte Beeinflussung des Verformungsverhaltens der Knoten voraus. Innovative Holzknoten setzen sich aus unterschiedlichen „Komponenten“ zusammen, die nach den gewünschten Eigenschaften der Knoten zusammengestellt werden können. Das Komponentenverfahren eignet sich für die Optimierung von Holzknoten und zur Ermittlung der Knotensteifigkeit, die vor allem bei der heute üblichen Verwendung computerbasierter Methoden zur Schnittgrößenermittlung und Nachweisführung bei der Bemessung benötigt wird. Die im aktuellen Eurocode 5 hinterlegten Werte der Anschlusssteifigkeit von Stabdübelverbindungen in Nadelholz sind allerdings lückenhaft. Für Laubhölzer existieren bisher noch keine systematischen Untersuchungen zum Verformungsverhalten. Diese Unkenntnis zum Verformungsverhalten der Holzknoten besonders bei Laubholz stellt ein Hindernis der Ausweitung der Verwendung des Werkstoffs Holz in Ingenieurtragwerken dar und verschlechtert die Konkurrenzfähigkeit des Holzbaus gegenüber den anderen Bauweisen. Gerade im Hinblick auf den durch den Klimawandel nötigen Umbau der Wälder hin zu alternativen Baumarten (z.B. Buche) sollten dem Planer für alle Holzarten die für die Bemessung der Verbindungen erforderlichen Kennwerte zur Verfügung gestellt werden. Nur so kann ein möglichst hoher Anteil des Werkstoffs Holz im Bauwesen und somit das dringende Ziel eines nachhaltigen und möglichst klimaneutralen Bauwesens erreicht werden.

Ziel des Vorhabens ist es daher, durch experimentelle Untersuchungen an ca. 165 Verbindungen in Laub- und Nadelhölzern die Datenbasis zur Anschlussverformung deutlich zu vergrößern und somit eine genauere rechnerische Vorhersage zu ermöglichen. Vor allem neue Werkstoffe, wie z.B. Buchen-Furnierschichtholz (Buchen-FSH), sollen dabei näher untersucht werden, um deren Anwendung in der Baupraxis zu erleichtern und zu beschleunigen. Durch die Aufbereitung und Bereitstellung der Forschungsergebnisse für die Praxis und Normung, sowie die Erarbeitungen von Richtlinien für eine wirtschaftliche und sichere Anwendung der Knotensteifigkeit im Holzbau kann die Bemessung auch von anspruchsvollen Ingenieurtragwerken vereinfacht und sogar teilweise erst ermöglicht werden.

Beteiligte Forschungsstellen

Universität Stuttgart
Institut für Konstruktion und Entwurf
Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann, Lea Buchholz

Projektförderung

Holzbau-Offensive Baden-Württemberg, L-Bank

Projektbeginn

01.04.2021

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