Spannholz: Verstärkung von Holzbalken mit vorgespannten CFK-Lamellen mit Gradientenverankerung

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: WHFF 2003.19

Schlüsselwörter (Deutsch)

Brettschichtholz, Vorspannung, Multischicht CFK, Delaminierung, Gradientenvorspannung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Duktilität und der Biegewiderstand eines Holzbalkens können verbessert werden, wenn man CFK-Lamellen auf die Zugseite klebt. Um Kosten zu reduzieren und die Tragfähigkeit zu verbessern, haben die Autoren die Lamellen vor-gängig vorgespannt. Um der Delaminierungsge-fahr entgegenzuwirken, wurden die einzelnen Lamellen in Etappen mit einem speziellen Gerät an das Holz geklebt. Nach jeder Klebeetappe wurde die Vorspannkraft leicht reduziert, damit die Krafteinleitung über eine gewisse Länge an den beiden Holzenden erfolgte.
In diesem Projekt wurde in einer Versuchsreihe eine einzige Lamelle aufgeklebt, die noch vor der Auflagerzone aufhörte. Damit wollte man die pra-xisnahe Situation der Instandsetzung überprüfen. In einer weiteren Versuchsreihe wurden mehrere Lamellen übereinander geklebt, um die Tragfä-higkeit weiter zu steigern. Nur die erste Lamelle wurde bis zu den Auflagern geklebt: Die äusseren Lagen mussten aus technischen Gründen vor den Auflagern verankert werden.
Die Biegeversuche bestätigten die Eignung des im Haus entwickelten, nichtlinearen Berech-nungsmodells zur Erfassung des Tragverhaltens. Die Gradientenverankerung der Vorspannkraft bietet eine gute Lösung gegen die Delaminie-rungsgefahr: Bei keinem der Prüfkörper schälte eine Lamelle vor dem Versuch ab. In der Ver-suchsserie mit nur einer Lamelle blieb diese bis zum Bruch am Holz befestigt.
Bei den Versuchen mit drei übereinander gekleb-ten Lamellen wurden die äusseren Lamellen wäh-rend der Biegeprüfung plötzlich abgeschält. Dies deutet darauf hin, dass bei der vergrösserten Kraft in der Lamelle eine zusätzliche Verankerung benötigt wird, um die Delaminierungsproblematik vollständig zu lösen.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Schlussbericht - BFH SH Holz, Biel - Gradientenvorspannung Verstärkung von Holzbalken mit vor-gespannten CFK-Lamellen, die in Gradienten verankert sind - 31.03.2007 [PDF] 1'207 kB