Tragsicherheit von Queranschlüssen: Entwicklung eines praxisgerechten Bemessungsverfahrens

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: WHFF 2013.15

Schlüsselwörter (Deutsch)

Trag- und Versagensverhalten der Quaranschlüsse, relative Anschlusshöhen, Anschlussgeometrien, Rissbildung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Im Bereich von Anschlüssen im Holzbau mit einer Krafteinleitung senkrecht zur Faserrichtung des Holzes können zum Teil sehr grosse Querzugspannungen entstehen, die zu einem Aufreissen und Versagen des Trägers führen können. Diese Querzugspannungen müssen daher bereits in der Bemessung ausreichend berücksichtigt werden. In der Norm SIA 265 ist die Gefahr des Querzugversagens ausdrücklich hingewiesen und es ist generell eine sehr geringe Querzugfestigkeit angesetzt. Es werden jedoch keine genaueren Angaben darüber gemacht, wie bei der Bemessung von Queranschlüssen die relevanten Querzugspannungen bestimmt werden können. Es war daher das Ziel dieses Projektes einen Vorschlag für einen praxisgerechten Bemessungsansatz für Queranschlüsse zu erarbeiten.

In der Literatur sind bereits umfangreiche Untersuchungen zum Tragverhalten von Queranschlüssen zu finden. Diese unterscheiden sich jedoch teilweise stark in Bezug auf die oben definierte Zielsetzung eines einfachen Bemessungsansatzes. Je nach Komplexität der Ansätze können verschiedenste Material- und geometrischen Parameter berücksichtigt werden. Für die Beurteilung der relevanten Parameter und der Bestimmung des geeigneten Bemessungsansatzes wurde eine Versuchsserie an Brettschichtholzträgern mit Queranschlüssen durchgeführt.

Im Rahmen des Projektes wurden an der ETH Zürich eine Versuchsserie an Queranschlüssen durchgeführt, um das Trag- und Versagensverhalten der Queranschlüsse genauer zu untersuchen und den Einfluss verschiedener Parameter abzuschätzen. In den Versuchen wurden verschiedene relative Anschlusshöhen zwischen 60% und 80% Prozent der Trägerhöhe und zwei verschiedene Anschlussgeometrien untersucht.
Mithilfe verschiedener Wegmessungen konnte das Verformungsverhalten der Verbindung und die Rissöffnung im Bereich der Verbindungsmittel bestimmt werden. Die Verformungen an der Oberfläche des Trägers im Bereich des Queranschlusses wurdenmithilfe optischer Messungen bestimmt. Die so gemessenen Verteilungen der Verformungen konnten dazu verwendet werden, die Dehnungen im Bereich des Queranschlusses zu bestimmen. So konnten die Rissbildung und der Risswachstum berechnet werden und eine Aussage über das Versagensverhalten getroffen werden.
Die Versuche führten unter anderem zu der wichtigen Erkenntnis, dass für Queranschlüsse mit einer relativen Anschlusshöhe über 70% eine Rissbildung zu erwarten ist. Auch an verstärkten Queranschlüssen ist mit einer Rissbildung zu rechnen, die jedoch bei ausreichender Dimensionierung der Verstärkung nicht zum Versagen des Trägers führt.

Die Ergebnisse der im Rahmen dieses Projektes durchgeführten Versuche wurden zusammen mit einer grossen Anzahl weiterer Versuchsdaten aus der Literatur dazu verwendet, um die vorhandenen Bemessungsansätze aus der Literatur bewerten zu können. Dazu wurden die verschiedenen Einflüsse auf den Tragwiderstand und das Versagensverhalten untersucht. Für eine Auswahl an geeigneten Bemessungsansätzen wurde eine Zuverlässigkeitsanalyse durchgeführt, um die für die Bemessung relevanten Materialparameter zu bestimmen. Somit konnte ein Vorschlag für einen einfachen und sicheren Bemessungsansatz gemacht werden.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Tragsicherheit von Queranschlüssen: Entwicklung eines praxisgerechten Bemessungsverfahrens [PDF] 1'343 kB