Geklebte Verbundbauteile aus Holz und hoch‐ bzw. ultrahochfesten Betonen

Abstract

Das primäre Ziel der vorliegenden Untersuchungen besteht darin, wesentliche Grundlagen für die Bemessung biegebeanspruchter Verbundbauteile aus Holz und hochfesten bzw. ultrahochfesten Betonen (UHPC) mit geklebtem Verbund zu ermitteln. Weiterhin wird ein Testverfahren für die experimentelle Untersuchung der Verbundfestigkeit geklebter Holz‐Beton‐Verbunde vorgeschlagen. Es werden zwei mechanische Modelle zur Beschreibung des Verbundverhaltens vorgestellt. Neben der Theorie des Verschieblichen Verbunds, die bereits 1953 von Volkersen hergeleitet wurde, wird in diesem Zusammenhang die linear elastische Bruchmechanik (LEBM) herangezogen. Der Versuchsaufbau und die wesentlichen Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen werden vorgestellt. Die Verbundversuche belegen, dass das Verbundversagen in den meisten Fällen im Holz, nahe der Klebfuge auftritt. Auf der Grundlage der Verbundversuche wird ein Vorschlag für die Bemessung biegebeanspruchter Bauteile angegeben. Dieser wird mit Hilfe zweier Vierpunkt‐Biegeversuche im Bauteilformat validiert. Bonded Timber‐Concrete‐Composite Structures with high‐ resp. ultrahigh performance Concretes. The main ambition of the present investigations is to develop the basic information for the design of adhesive bonded composite members from timber and UHPC. Furthermore, a standard test setup for the experimental determination of the bond strength of timber‐concrete composites will be derived. Two mechanical models for the description of the bond behaviour will be documented. The theory of the compliant bond, which was already introduced by Volkersen in 1953 and the linear elastic fracture mechanics (LEFM) are possible approaches for this purpose. The setup and the main results from experimental investigations on the bond behavior will be presented. It is found that the bonding failure occurs in timber close to the bond‐line in most cases. In general, the ultimate loads can be estimated by Volkersen’s theory. On the basis of the bond investigations, recommendations for the design of bending members are given. These recommendations are validated by two full‐scale bending tests. Additional strain‐ and deformation‐measurements proved, that the assumptions which were taken for the design of bending members are sound.

Neue Forschungsergebnisse zu Nass‐in‐Nass geklebten Holz‐Beton‐Verbunddecken

“…Negrão [5,6] zeigte, dass bei mittels Epoxidharz in dün ner Fuge geklebten Elementen aus Brettschichtholz (BSH) und Beton C20/25 quasi ausschließlich ein Versa gen des Holzes oder des Betons, nicht aber der Klebefuge erfolgt, wobei das Betonversagen häufiger eintritt. Bei höheren Betonfestigkeiten verlagert sich das Versagen zum Holz [7].…”

“…Dies konnte bspw. von Negrão[5,6] an NassinNass geklebten HBV Elementen und von Schäfer[7] an geklebten Proben aus Fichtenholz und ultrahochfestem Beton (UHPC) gezeigt werden. Ein starrer Verbund schöpft das Steifigkeitspo tenzial einer HBVKonstruktion voll aus.…”

Entwicklung neuartiger Holz‐Betonverbunddecken in Fertigteilbauweise

“…Heller gibt in [12] für Vollgewindeschrauben Berechnungsverfahren an; in [13] werden Dübelleisten für Straßenbrücken untersucht. Rein geklebte Verbindungen wurden von Schäfers et al in [14] behandelt, wobei ultrahochfester Beton zum Einsatz kam.…”

Langzeitverhalten geklebter Bauteile aus Holz und hochfestem Beton bei natürlichem Klima

“…Bei natürlichen Klimabedingungen sind der Zeitpunkt der Erstbelastung, der Zeitpunkt nach einem Jahr und der Zeitpunkt nach 50 Jahren relevant. Schäfers zeigt, dass für die Bemessung von geklebten Holz‐Beton‐Verbundträgern bei gleichmäßiger Belastung das γ‐Verfahren nach EC5 geeignet ist. Die Einflüsse aus dem Schwinden des Betons, aus dem Quellen und Schwinden des Holzes und aus unterschiedlichen Temperaturdehnungen könnten durch fiktive Ersatzlasten berücksichtigt werden, die zu gleich großen Durchbiegungen am Verbundquerschnitt führen.…”

“…Verbindungselemente aus Metall . Am Fachgebiet Holzbau und Bauwerkserhaltung der Universität Kassel wurden aufbauend auf die Untersuchungen zum Kurzzeitverhalten von Schäfers im Rahmen des AiF‐Forschungsclusters „BestKleb” in den vergangenen Jahren umfangreiche Untersuchungen zum besseren Verständnis des Langzeitverhaltens geklebter Konstruktionen aus Holz und hochfestem Beton unter baupraktischen Umgebungsbedingungen durchgeführt. Im Fokus standen die Fragestellungen, wie thermisch‐hygrische Effekte das Verformungsverhalten beeinflussen und mit welchen Modellen sich das Langzeitverhalten beschreiben und prognostizieren lässt.…”