Langzeituntersuchung zu den Auswirkungen wechselnder Feuchtegradienten in blockverleimten Brettschichtholzträgern

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: WHFF 2013.06

Schlüsselwörter (Deutsch)

Holzfeuchte, Brettschichtholz, Langzeitmessung, Eigenspannungen

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Auswirkungen des hygroskopischen Materialverhaltens von Holz auf den Tragquerschnitt aus Brettschichtholz wurden im Forschungsvorhaben untersucht. Hierfür wurden in einem ersten Schritt die klimatischen Beanspruchungen für unterschiedliche Gebäudetypen (z. B. Produktions-, Verkaufs- und Lagerhallen, Eisstadien, Reithallen oder Schwimmbäder) und für Brückenkonstruktionen recherchiert und bewertet. Das Klima hier bestehend aus Lufttemperatur und relativer Luftfeuchte wurde jeweils am Objekt direkt durch installierte Messtechnik erfasst. Für die Brückenkonstruktionen wurde ergänzend zu lokal aufgezeichneten Messdaten zum Klima auch das Makroklima von einer nächstgelegenen Wetterstation mit ausgewertet. Anhand der gewonnenen Daten konnte die zu erwartende Streuung von Temperatur und Luftfeuchte je Gebäudetyp und respektive die rechnerisch zu erwartende Ausgleichsholzfeuchte an der Oberfläche bestimmt werden. Mit diesen Ergebnissen konnte eine Empfehlung für die nZuordnung zu den Feuchteklassen der SIA 265:2012 für den Nachweis der Tragsicherheit erfolgen.

Im Weiteren wurden Versuchsreihen mit unterschiedlichen Querschnitten zur zeitlichen Erfassung der Holzfeuchteverteilung über den Querschnitt für einen Auffeuchtungsprozess durchgeführt. Die Versuchsreihen gliedern sich in die drei Materialachsen, in denen der Feuchtetransport zugelassen wurde. Abschliessend wurde ein grossformatiger Prüfkörper aus blockverleimten Brettschichtholz installiert, wo der Holzfeuchtetransport in radialer und tangentialer Richtung gemessen wird.

Die gewonnenen Messdaten zeigen die zeitliche Entwicklung der Holzfeuchte über den Querschnitt und die Differenzen in den drei Materialachsen. Für die radiale und tangentiale Materialrichtung liegt nach einer einjährigen massiven Auffeuchtung mit 20°C und 65 % rel. Luftfeuchte immer noch ein Feuchtegradient über den Querschnitt von 200 mm Breite vor. Dies zeigt, dass eine Klassifizierung von einer nbeanspruchten und ruhigen Zone über den Querschnitt möglich ist. Für die Definition der Grösse der beanspruchten Zone sind noch weiterführende Untersuchungen notwendig. Es konnten zusätzlich erste Ergebnisse über das Dehnungsverhalten vom Holz während der Auffeuchtung für die Beurteilung der internen Spannungen gewonnen werden.

Abschliessend wurden erste numerische Simulationen zur Abbildung des Auffeuchtungsprozesses im Holz durchgeführt. Die erreichten Ergebnisse konnten anhand von publizierten Versuchsergebnissen und eigenen Langzeitmessungen an Holzbrücken erfolgreich validiert werden. Hiermit steht ein numerisches Simulationsmodel zu Abschätzung der zu erwartenden Holzfeuchte über den Tragquerschnitt zur Verfügung, was für die Praxis aber auch für weiterführende Untersuchungen zur Abschätzung der Querschnittsabhängigkeit der beanspruchten Zone dienen kann.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Langzeituntersuchung zu den Auswirkungen wechselnder Feuchtegradienten in blockverleimten Brettschichtholzträgern [PDF] 15'558 kB