Spannungs-Formänderungsbeziehungen von dreischichtigen Holzspanplatten während Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen.

Zur Erinnerung an den weltbekannten Ingenieur, Forscher und Lehrer, der zum Ausbau der Baustatik entscheidend beigetragen und dabei dem Holzbau den Weg des wisenschaftlich fundierten Konstruierens bereitet hat.

Eignung und Ausführungsdetails für Rundhölzer im Ingenieurbau.

Es wird über die Herstellung von gekrümmten Brettschichtträgern und über die dadurch bedingten Eigenspannungen berichtet. Es wird ein einfaches Näherungsverfahren zur Bestimmung der Eigenspannungen vorgeschlagen und mit einem Beispiel erläutert.

Anhand von Versuchsauswertungen und dem analytischen Lösungsweg werden Knicklängenbeiwerte der Stabelemente von Kehlbalkendächern angegeben.

Die Vorstellung und Beschreibung von Hakenplattenanschlüssen zur vereinfachten Montage im Bereich der Knotenpunkte im Holzskelettbau.

Es wird das Problem der Druckstäbe mit Imperfektion und einachsiger Biegung im Holzbau mit Näherungen nach der Theorie 2. Ordnung vorgestellt. Es wird eine Alternative zum omega-Verfahren nach DIN 1052 vorgestellt. Die Herleitung der Nachweisformel wurde so vorgenommen, daß sie für die in der Praxis tätigen Ingenieure unter vertretbarem anwendbar ist.

Es wurde ein Berechnungsverfahren entwickelt, das es zuläßt, die bei Abwinklungen von Vorpreßrohren auftretenden maximalen Kantenpressungen in Abhängigkeit von der Vorpreßkraft, der Rohrgeometrie, der Dicke des Holzrings und der Holzart zu ermitteln. Erfaßt werden die maximalen Kantenpressungen, die sich bei einem Elastizitätsmodul des Holzes nach der Zerstörung des Holzes ergeben.

Auf der Grundlage der Analogie des dreischichtigen Sandwichverbundes mit dem zweiteiligen verschieblichen Verbund darf das "gamma"-Verfahren des Ingenieurholzbaues(DIN 1052, Teil 1) zur Bemessung einiger bauaufsichtlich zugelassener Sandwichelemente verwendet werden. In dieser Arbeit wird zunächst die genannte Analogie in allgemeingültiger Form unter Berücksichtigung von Schwergewichtslasten und der Eigendehnungs- bzw. Eigenspannungsproblematik dargestellt. Anschliessend wird ein für beide Verbundbauweisen gültiges modifiziertes "gamma"-Verfahren hergeleitet, welches ohne wesentlichen Mehraufwand eine exakte Bestimmung der Teischnittmomente und Biegespannungen ermöglicht.

Im 1. Teil der Veröffentlichung wird ein Verfahren zur theoretischen Ermittlung der nichtlinearen Momenten-Rotations-Beziehungen von Rahmenknoten angegeben. Dieses Verfahren wurde aufgrund von umfangreichen Versuchen am Institut für Stahlbau und Holzbau der Universität Innsbruck entwickelt. Es werden sowohl geschweißte als auch geschraubte Rahmenknoten behandelt. Im 2. Teil der Veröffentlichung wird gezeigt, wie der Einfluß der nichtlinearen Rahmenknotennachgiebigkeit bei der Berechnung unverschieblicher und verschieblicher Rahmen zweckmäßig berücksichtigt wird. Auch wird die schwach ausgeprägte Normalkraftinteraktion behandelt.

Kippuntersuchungen von gabelgelagerten Holzträgern mit h/b > 10 sind unnötig, wenn der Druckgurt von Rechteckquerschnitten im Abstand von a=15 x b bzw. von Sandwichquerschnitten, z.B. von Fachwerkträgern, im Abstand von a=11 x b seitlich unverschieblich gehalten ist. Diese Forderungen stehen im Widerspruch zu bisherigen Festlegungen, wo infolge der verschiedener Annahmen (keine Wölbsteifigkeit, Biegedruckspannungen begrenzt) sich andere Festlegungen zu den erforderlichen Abständen der Kipphalterungen ableiten lassen. Unter Berücksichtigung der Wölbsteifigkeit ergibt sich jedoch wieder eine gute Übereinstimmung.

Zur Ermittlung realitätsbezogener Unterhaltungskosten von Holzbrücken wurden die für 27 Brücken verfügbaren Daten aufbereitet und kritisch ausgewertet.

Im ersten Teil der Veröffentlichung wurde ein Verfahren zur theoretischen Ermittlung der nichtlinearen Momenten-Rotations-Beziehungen von Rahmenknoten angegeben. Dieses Verfahren wurde aufgrund von umfangreichen Versuchen am Institut für Stahlbau und Holzbau der Universität Innsbruck entwickelt. Es werden sowohl geschweißte als auch geschraubte Rahmenknoten behandelt. Im vorliegenden Teil der Veröffentlichung wird gezeigt, wie der Einfluß der nichtlinearen Rahmenknotennachgiebigkeit bei der Berechnung unverschieblicher und verschieblicher Rahmen zweckmäßig berücksichtigt wird. Weiterhin wird die schwach ausgeprägte Normalkraftinteraktion behandelt.

In zwei Forschungsprojekten wurden Konstruktionselemente aus dem Metallbau für den Einsatz im Holzbau untersucht. Zur Beurteilung der Eignung von Metall-Holz-Klebeverbindungen wurde ein Programm mit über 200 Einzelversuchen unter Berücksichtigung verschiedener Parameter durchgeführt. Um die Geometrie von Metalleinschraubhülsen unter Berücksichtigung der Handhabung und der Lastübertragungsmechanismen für das örtliche Einleiten von Kräften in den Verankerungsgrund Holz zu optimieren, wurde ein Programm mit nahezu 450 Einzelversuchen ausgewertet.

Dachtragwerke werden im wesentlichen aus ständiger Last sowie Schnee- und Windlast beansprucht. Für den Nachweis der Standsicherheit sind in den gültigen Bemessungs- und Ausführungsnormen für Stahlbauten (DIN 18800) und Holzbauten (DIN 1052) einerseits und der Norm für Lastannahmen (DIN 1055, Teil 4 und 5) andererseits konkurriernde Kombinationsregeln für Lasten angegeben. Es wird eine Entscheidungshilfe insbesondere bei statischen Grenzfällen und eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung im Hinblick auf die Bemessung nach den einzelnen Regelwerken durchgeführt.

Für die Holzdalben im Nord-Ostsee-Kanal wird seitens der Betreiber ein Mindestarbeitsvermögen von A = 400 kNm gefordert.Die 16pfähligen Kieferndalben nach konventioneller Bauart erreichen etwa 270 kNm. Es wurde eine Konstruktionsvariante entwickelt, die unter Einsatz von Polyamidseilen und Reduzierung auf 8 Kiefernpfähle den Anforderungen genügt.

Nach einer kurzen Einführung zum Stand der Technik der Sandwichbauweise werden zunächst die Grundgleichungen dreischichtiger Sandwichkontinua in knapper Form entwickelt. Nachfolgend werden die Beul- und Tragspannungsbeziehungen unter Berücksichtigung hier speziell zulässiger Vereinfachungen (Beplankungs- und Kernisotropie, Membrantheorie) hergeleitet. Abschliessend wird eine Druckbemessung für zweiseitige Lagerung mittels omega-Beulzahlen und ideeler Schubspannung in Anlehnung an die DIN 1052 Nachweise für Druckglieder mit nachgiebig zusammengesetzten Querschnitten durchgeführt.

Anhand der Festlegungen der neuen Holzbauvorschrift DIN1052 (April 1988) werden Zusammenhänge zwischen einem "Stabilitätsnachweis" und einer Spannungstheorie 2. Ordnung gezeigt. Die Forderungen zu Sicherheitsfaktoren, Imperfektionsannahmen und Versagensgrenzen beim Spannungsnachweis nach Theorie 2. Ordnung und auch der Aufbau der Formel für den "Stabilitätsnachweis" ergeben schlankheitsabhängig widersprüchliche Aussagen zur Tragfähigkeit. Mehrere Beispiele machen die Unterschiede in den Bemessungsergeb-nissen deutlich.

Die Entdeckung des Gelenks und seiner Nützlichkeit zur Gliederung von Tragstrukturen ist im 19. Jahrhundert ein wesentlicher Schritt zur Ausbildung einer stahlbauspezifischen Konstruktionssprache. Die Ingenieure erschließen sich damit ein Feld bisher ungeahnter Möglichkeiten. Während der junge Eisenbau noch mit traditionellen Methoden des Stein- und Holzbaus hinreichend erfolgreich sein kann und erste Ansätze zur Ausbildung von Gelenken keine Beachtung erfahren, erzwingt die dynamische Entwicklung der Eisenbahnen in der Jahrhundertmitte neue Lösungsmuster in Bautechnik und -wissenschaft; vor diesem Hintergrund entstehen die ersten Dreigelenkbrücken. Die Entwicklung ist nur möglich durch einen Paradigmenwechsel, eine grundsätzlich veränderte Sichtweise: Das Bauwerk, vordem ein unbewegter starrer Körper, wird als bewegliche Maschine erkannt. Die Geschichte des Gelenks widerspiegelt die Beweglichkeit für das Bauwesen.

Das postelastische Tragwerksverhalten von Aussteifungswänden aus Furnierschichtholz und Holzschrauben wurde mit einer nicht-linearen dynamischen Analyse abgeschätzt. Tastversuche mit biegesteifen Verbindungen aus Furnierschichtholz mit nicht vorgebohrten Holzschrauben zeigten das gleiche hysteretische Verhalten wie entsprechende Verbindungen aus Brettschichtholz mit Stabdübeln. Die erstmals ausgeführte Konstruktion der Wandscheiben wurde insbesondere im Hinblick auf eine hohe Energiedissipation geplant. Die Ergebnisse zeigen, daß Erdbebenaussteifungen in Holzbauweise möglich sind, die konsequent plastische Verformungsmöglichkeiten bereitstellen und damit der Forderung nach ausreichender Zähigkeit von Bauwerken in Erdbebengebieten gerecht werden.

Querschnittsreduzierung und Veränderung der mechanischen Eigenschaften unter Brandbeanspruchung. Erarbeitung von Bessungshilfen für kippgefährdete Brettschichtholzträger unter Gebrauchslast und im Brandfall.

Bei der Konstruktion von Hallen und Fussgängerbrücken aus Holz werden häufig Brettschichtholzträger zur Überbrückung grösserer Spannweiten eingesetzt. Diese Träger werden meist am Obergurt durch liegende horizontale Verbände für Windlast und Stabilität ausgesteift. Die Füllstäbe dieser Verbände werden in der Regel in Höhe der Oberkante der Brettschichtträger angeordnet, wobei diese selbst als Verbandsgurtstab wirken. Infolge des unsymmetrischen Anschlusses der Füllstäbe ergibt sich eine grössere Verformung des Systems und eine räumliche Beanspruchung. Mit Hilfe von Näherungsformeln zu diesem Problem gelingt eine gute Abschätzung der zu erwartenden Gesamtverformung.

Das Arbeitsvermögen, dessen Grösse für die Dalben im Nord-Ostsee-Kanal bisher nur auf theoretischem Wege abgeschätzt wurde, ist der wichtigste Parameter zur Beurteilung eines Dalbens. Zur Ermittlung des "tatsächlichen" Arbeitsvermögens sowie des dynamischen Verhaltens wurden an den alten und neuen Holzdalben Grossversuche durchgeführt. Die Versuchsergebnisse hinsichtlich des Arbeitsvermögens stimmen für die alten und verbesserten Dalben gut mit den theoretischen Werten überein. Die neuen Dalben entziehen sich einer Beurteilung, da sie weder von der Standzeit noch von der Rammtiefe ausreichend bemessen sind.

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Die Verwendung von eingeleimten Gewindestangen hat in der Praxis des Ingenieurholzbaues eine beachtliche Anwendungshäufigkeit erreicht. Die Anordnung der Stangen erfolgt aber im wesentlichen nach konstruktiven Gesichtspunkten, da Berechnungsgrundlagen nur für Sonderfälle vorliegen. Im folgenden werden zunächst die Anwendungsgebiete vorgestellt, dann das Verhalten unter äußerer Beanspruchung von in Holz eingebrachten Gewindestangen sowie ein Bemessungsvorschlag unter Berücksichtigung des Klimaeinflusses. Ein umfangreiches Literaturverzeichnis gibt zusätzlich Informationsmöglichkeiten.