Kurzbeschreibung
Komplexe, momententragfähige Anschlüsse im Holzbau werden derzeit meist als Unikate entworfen und bemessen. Eine standardisierte Bemessung, wie sie zum Beispiel im Stahlbau durch die typisierten Anschlüsse erfolgt, ist nur durch jeweils betriebsinterne Verfahren und nicht durch normentechnische Regelungen möglich. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher, die Bemessung komplexer Anschlussgeometrien im Holzbau zu vereinfachen und zu systematisieren und somit die Akzeptanz des Werkstoffs Holz in anspruchsvollen Ingenieurtragwerken zu erhöhen. Dies kann durch die Anwendung der Komponentenmethode im Holzbau erreicht werden, durch die dem Tragwerksplaner ein in anderen Bauweisen erprobtes Verfahren zur Verfügung gestellt wird, das mit Hilfe eines standardisierten Vorgehens die Bemessung unterschiedlicher Anschlüsse in Bezug auf die Tragfähigkeit und Steifigkeit ermöglicht. Durch dieses Projekt soll die Anwendbarkeit der Komponentenmethode im Holzbau ermöglicht und der Zugang der Praxis zu diesem Verfahren durch eine Zusammenstellung typischer Komponenten und eines Bemessungsbeispiels erleichtert werden.
Mit Hilfe der Komponentenmethode kann durch die genaue Vorhersage des Trag-Verformungsverhaltens neben einer Umverteilung der Schnittgrößen im System auch eine Aussage zu dem zu erwartenden Versagensmechanismus des Anschlusses gemacht werden. Vor allem Tragwerke mit großen Spannweiten und einer häufigen Wiederholung gleicher Tragelemente und Anschlüsse, wie zum Beispiel Hallen oder Bürogebäude mit flexiblem Grundriss, aber auch Hochhäuser, sind als potentielles Einsatzgebiet der Komponentenmethode im Holzbaus zu sehen.
Bei der Komponentenmethode erfolgt die Bemessung eines Gesamtknotens über die Zerlegung des komplexen Anschlusses in kleinere, rechnerisch erfassbare Einzelkomponenten. In einem ersten Schritt werden daher bereits ausgeführte Anschlüsse und Tragwerke analysiert und für das Last-Verformungsverhalten relevante Einzelkomponenten identifiziert und katalogisiert. Diesem Ansatz wird auch bei den experimentellen Untersuchungen an einem typischen momententragfähigen Anschluss gefolgt werden. Der zu untersuchende Anschluss eines Stützenfußpunktes wird in kleinere Komponenten zerlegt, die dann wiederum durch experimentelle, analytische und numerische Verfahren näher untersucht werden. Durch die so erfolgten Detailuntersuchungen kann jeweils ein analytisches Modell zur Tragfähigkeit und Steifigkeit der Komponenten entwickelt und mit den Versuchswerten validiert werden. Aus diesen Einzelmodellen kann zuletzt ein Federmodell des Gesamtknotens erstellt und damit dessen Tragfähigkeit und Steifigkeit ermittelt werden.
Beteiligte Forschungsstellen
Institut für Konstruktion und Entwurf
Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann,
Julius Gauß, M.Sc.
Projektzeitraum
01.05.2017 – 31.05.2019
Forschungsförderung
- Bundesinstituts für Bau-, Stadt-, und Raumforschung (BBSR)
im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR), - SPAX International GmbH & Co. KG
- WIEHAG GmbH
- Adolf Würth GmbH