Mit dem zunehmenden Einsatz von Holz für Ingenieurbauwerke steigen die Ansprüche an eine montagefreundliche und materialgerechte Ausbildung effektiver Anschlüsse mit hoher Tragfähigkeit auch unter mehrachsig interagierenden Beanspruchungen. Dieser Beitrag stellt baustellengerechte Varianten für Zug‐, Druck‐ sowie Biegeanschlüsse im Holzbau auf der Basis polymergebundener Vergussmassen vor. Hierbei werden typisierte frei geformte Einbauteile, z. B. aus Stahl mit metrischem Gewinde als Muffen‐ oder Gewindeanschluss, bereits vom Hersteller mittels „Vergusskleben“ in nahezu beliebig geformten, auch größer dimensionierten Ausnehmungen im Holzbauteil verankert. Damit ermöglichen derartige Vergusslösungen dem Holzbau nicht nur einen optimalen Kraftschluss, sondern auch das effiziente direkte Zusammenspiel mit typisierten Anschlüssen anderer Bauweisen, wie sie z. B. im Stahl‐ oder Stahlbetonbau üblich sind. In diesem Kontext können daher die als Stütze oder Biegeträger optimierten Holzbauteile effektiver als bisher eingesetzt werden. Darüber hinaus eignet sich der Polymerverguss hervorragend für die Ein‐ sowie Durchleitung lokaler hoher Druckbeanspruchungen quer zur Holzfaserrichtung. Der vorliegende Artikel zeigt zudem, dass mittels geeigneter numerischer 3‐D‐FE‐Modelle der vorhandene komplexe Beanspruchungszustand dieser Vergussanschlüsse zuverlässig beurteilt werden kann.

Die Komplexität von Ingenieurbauwerken im Holzbau nimmt ständig zu, sodass die zutreffende Abschätzung des Strukturverhaltens und der materialgerechte Entwurf Herausforderungen darstellen können. Insbesondere für die numerische Analyse der lokal begrenzten Einleitung großer Beanspruchungen im Bereich von Anschlüssen lässt sich die Finite‐Elemente‐Methode (FEM) vorteilhaft nutzen. Zuverlässige Ergebnisse resp. Aussagen zum Strukturverhalten und zu den Versagenskriterien erfordern eine sachgerechte Bewertung der Modellqualität, um im Spannungsfeld zwischen Modellgröße und Rechenaufwand eine bedarfsgerechte Simulation zu erstellen. Am Beispiel des Anschlusses stabförmiger Holzbauteile mittels Gewindestäben, die mit einem großvolumigen Polymerverguss im Holz verankert sind, werden nachfolgend die Mindestanforderungen an eine problemorientiert gestaltete numerische Simulation dargestellt. Ergebnisse, Zusammenhänge und die zu erzielenden Genauigkeiten zwischen Experiment und Numerik werden anschaulich gegenübergestellt.

Anspruchsvolle, weitgespannte Ingenieurholzkonstruktionen werden seit über 100 Jahren überwiegend unter Verwendung von Brettschichtholz realisiert. Durch Weiterentwicklung dieses homogenisierten Holzwerkstoffproduktes zu einem hybriden Hochleistungsbauteil können dem natürlichen Roh‐ bzw. Baustoff Holz weitere Anwendungsfelder erschlossen werden. Hierzu zählen insbesondere Leichtbaustrukturen mit gesteigerten Anforderungen hinsichtlich aufnehmbarer Lasten, größerer Spannweiten und/oder reduzierter Bauhöhe im Hoch‐, Industrie‐ und Straßenbrückenbau. Wesentliche Optimierungen der Biegetragfähigkeit und der Biegesteifigkeit können durch Verstärkung der Trägerrandbereiche mittels Hochleistungswerkstoffen erreicht werden. Im vorliegenden Beitrag werden innovative Konstruktionsansätze zur Herstellung hocheffizienter Hybridbauteile unter Verwendung von Holz als Hauptbaustoff, polymergebundenen mineralischen Deckschichten zur Druckzonenverstärkung sowie kohlefaser‐ resp. glasfaser‐ oder stahlverstärkten Furnierschichtholzlamellen zur Zugzonenverstärkung vorgestellt. Zusätzliche Verstärkungselemente steigern die Schubtragfähigkeit oder verbessern die Aufnahme der Querpressungen an den Auflagern. Development of a high‐performance hybrid beam system for timber engineering For over 100 years demanding long‐span constructions in timber engineering are mainly built using glulam. The further development of this homogenized engineered wood product into a hybrid high‐performance component creates new fields of application for wood as a natural raw and building material. This particularly includes lightweight constructions with increased demands in terms of load‐bearing capacity, longer spans and/or reduced height for building, industrial and bridge construction. Significant improvements of the flexural strength and stiffness can be achieved by reinforcements of the beam's edge zones using high‐performance materials. This article presents innovative construction approaches for the production of a highly efficient hybrid system made of wood as main material. The compression zone is reinforced by a layer of polymer concrete. The tension zone is strengthened either with CFRP‐, GFRP‐ or steel‐reinforced lamellas made of laminated veneer lumber (LVL). Additional reinforcing elements increase the shear resistance or improve the transverse load‐carrying capacity of the bearings.

Die effiziente Planung und Errichtung dauerhafter Bauwerke wird durch die Anwendung von Regelwerken, die auf dem aktuellen Stand der Technik basieren, ermöglicht. Im Brückenbau stehen umfangreiche Richtlinien für Stahlbeton‐, Spannbeton‐, Stahl‐ und Stahl‐Beton‐Verbundbrücken zur Verfügung. Für Holzbrücken gilt das nicht. Für die materialgerechte Planung, den Bau, die Unterhaltung und die Prüfung von Holzbrücken fehlen Regelwerke. Um den daraus resultierenden erheblichen Wettbewerbsnachteil für den Holzbrückenbau aufzuheben, wurde an der Fachhochschule Erfurt das Forschungsvorhaben „Protected Timber Bridges (ProTimB)“ initiiert. Ziel des Vorhabens war die Erarbeitung einheitlicher Richtlinien für den Entwurf, die Baudurchführung und die Erhaltung geschützter Holzbrücken in Anlehnung an die für die anderen Baustoffe anerkannten und eingeführten Regelwerke. In zwei Beiträgen werden die wichtigsten Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens vorgestellt. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über die Inhalte des gesamten Projekts und präsentiert die neuen Richtlinien für den Entwurf geschützter Holzbrücken. Im Fokus stehen dabei die neuen Musterzeichnungen und Hinweise zum konstruktiven Holzschutz. Die neuen Richtlinien für den Entwurf geschützter Holzbrücken unterstützen zukünftig die planenden Ingenieure bei der Konstruktion langlebiger Brücken aus Holz und leisten damit einen Beitrag zur Renaissance des Holzbrückenbaus.

Bisher gab es für den Bau von Holzbrücken nur unzureichende Vorgaben in den nationalen und europäischen Regelwerken, woraus für den Holzbrückenbau ein erheblicher Wettbewerbsnachteil entstand. An der Fachhochschule Erfurt wurde daher das Forschungsprojekt „Protected Timber Bridges (ProTimB)“ initiiert. Ziel dieses Projekts war es, einheitliche Richtlinien für den Entwurf, die Baudurchführung und die Erhaltung geschützter Holzbrücken in Anlehnung an die für die anderen Baustoffe anerkannten Regelwerke zu erarbeiten. Der erste Teil des Beitrags gibt einen Überblick über die Inhalte des gesamten Forschungsvorhabens und erläutert die neuen Richtlinien für den Entwurf. Der vorliegende zweite Teil fokussiert auf die Bauausführung und die Überwachung, Wartung und Prüfung geschützter Holzbrücken. Damit werden alle Phasen von der Planung über den Bau bis zur Erhaltung einer Holzbrücke ganzheitlich unter den Aspekten der größtmöglichen Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit betrachtet. Für die Bauausführung wurden „Empfehlungen für Technische Vertragsbedingungen für Holzbrücken – ETV‐HolzBr“ erarbeitet. Die ETV‐HolzBr definieren Anforderungen an das zu verwendende Material sowie an den Holz‐ und Korrosionsschutz. Der Schwerpunkt liegt in der Zusammenstellung von Vertragsbedingungen für Herstellung, Transport, Lagerung, Lieferung und Montage von Holzbrücken. Ergänzend sind Hinweise zum Bau von Holz‐Beton‐Verbund‐ und Grünbrücken aus Holz enthalten. Zum Thema „Erhaltung“ entstanden Musterhandbücher für die Wartung und Prüfung von Holzbrücken, Empfehlungen für die Durchführung einer objektbezogenen Schadensanalyse sowie ein Konzept für einen Weiterbildungslehrgang für das Bauwerksprüfpersonal.