Die geltenden Brandschutzbestimmungen für Holzbauteile nach DIN 4102 "Brandschutz im Hochbau" (Ausgabe März 1981) sind auf der Grundlage der DIN 1052 "Holzbauwerke" (Ausgabe Oktober 1969) entstanden. Mit Erscheinen der "neuen" DIN 1052 (Ausgabe April 1988) sind bezüglich der statischen Bemessung von Holzbauteilen Änderungen eingetreten, die auch Auswirkungen auf die Brandschutzbemessung haben. Insbesondere aufgrund der Änderungen der Knickzahlen w, der Einführung des Kippnachweises für biegebeanspruchte Bauteile sowie der Bemessung nach der Spannungstheorie II. Ordnung sind die zur Zeit geltenden Brandschutzbestimmungen nicht in jedem Fall anwendbar, bzw ausreichend. Dies führte zu der notwendigen Überarbeitung des Abschnittes Holzbau in der DIN 4102 T4, deren Entwurf im Dezember 1991 verabschiedet wurde. Auf der Grundlage der im folgenden Aufsatz vorgestellten rechnerischen Brandschutzbemessung, in der mit dem Restquerschnitt (d.h. der ursprüngliche Querschnitt abzüglich der Abbrandflächen) in Abhängigkeit von der Feuerwiderstandsdauer und den im Brandfall abgeminderten Festigkeiten ein Tragsicherheitsnachweis geführt wird, wurden für die neue DIN 4102 T4 Bemessungstabellen für den Brandschutz erarbeitet. Diese Tabellen ermöglichen eine Brandschutzbemessung bei kombinierter Beanspruchung.

Fritz Zollinger hat einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung des Holzbaues in den zwanziger Jahren geleistet. Davon zeugen noch zahlreiche Bauten in den neuen Bundesländern. Der Erhalt dieser Bauwerke ist eine interessante Aufgabe für den Architekten oder Ingenieur. Hierfür benötigt er Kenntnisse zur Entwicklung der Bauweisen und Konstruktionsprinzipien in der Geschichte des Holzbaues. Die Autoren berichten über die Entwicklung der Zollinger-Bauweise und zeigen Beispiele ausgeführter Bauwerke. Sie möchten damit zur Erhaltung bestehender Bauten und zur Wiederbelebung dieser interessanten Holzbauweise beitragen.

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Die Biegefestigkeit von Brettschichtholz kann zerstörungsfrei abgeschätzt werden, indem Zusammenhänge zwischen signifikanten Einflußgrößen, wie Elastizitätsmodul, Rohdichte, Ästigkeit, Keilzinkenverschwächung, und der Zielgröße quantifiziert werden. Die statistische Aufbereitung vorhandenen Datenmaterials bildet die Voraussetzung hierfür. Stichproben müssen nach dem Hersteller sowie nach dem Ausgangspunkt des Bruches (Keilzinkenversagen, Holz- oder Astversagen) unterschieden werden. Die Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung werden erläutert. Vergleichende Versuche mit zerstörungsfreien und zerstörenden Methoden dienen der Ableitung von multiplen, linearen Regressionsgleichungen. Korrekturfaktoren zur Berücksichtigung weiterer Einflußfaktoren, wie Holzfeuchte, Lagenanzahl, Trägerhöhe und Keilzinkenversatz, ergänzen diese Gleichungen. Eine Prüfrichtlinie für die Anwendung im Rahmen der betrieblichen Qualitätssicherung wurde erarbeitet.

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Verbindungen mit eingeklebten Stahlstäben gehören heute schon fast zum Stand der Technik im Holzbau, lassen sich doch im Hinblick auf das Trag- und Verformungsverhalten sehr leistungsfähige Verbindungen herstellen (s. auch (1) und (2)). Die erreichbaren Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte von Verbindungen mit eingeklebten Stäben sind höher als traditionelle Verbindungen mit Bolzen, Schrauben oder Nägeln.

Die Normen zur visuellen Sortierung von Konstruktionsholz sind in ihrer Anwendung umstritten, hinsichtlich der Reproduzierbarkeit ihrer Ergebnisse fragwürdig und wirtschaftlich unbefriedigend. Als eine Alternative zur visuellen Sortierung bietet sich die Ultraschall-Laufzeitmessung an. Die Anwendung diese Verfahrens bei der Klassifizierung von Konstruktionsholz im Einschnitt als auch bei der Überprüfung des Tragwerkzustandes in Sanierungsvorhaben soll untersucht und im Hinblick auf die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit bewertet werden.

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Verbindungen mittels in Holz eingeleimter Gewindestangen haben, aufbauend auf den Untersuchungen von K. Möhler, in der Praxis des Ingenieurholzbaues weltweit eine beachtliche Anwendungshäufigkeit erreicht. In der vorliegenden Arbeit werden zunächst Kriterien zur richtigen Wahl von Gewindetyp und Kleber je nach Anwendungsgebiet angegeben sowie drei Bemessungsverfahren für Gewindestangen mit äußerer Last in Schaftrichtung vorgestellt und miteinander verglichen. Es folgt ein Bemessungsvorschlag für rechtwinklig ausgeklinkte Träger mit eingeklebten Stahlstangen als Verstärkungsmaßnahme. Abschließend werden künftige Entwicklungsmöglichkeiten, insbesondere hinsichtlich der Kleber, aufgezeigt.

Nach kurzer einführender Beschreibung der Vorzüge und Besonderheiten von Stabdübelverbindungen wird die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit beschrieben: Ermittlung des Einflusses von Ast- und Kerbwirkung auf die Tragfähigkeit von Zugstößen und -anschlüssen mit Stabdübeln und Erarbeitung entsprechender Bemessungsvorschläge. Als Ergebnis der Untersuchung werden in Abschnitt 5 einfache Bemessungsempfehlungen für Stabdübelverbindungen unter Zugbeanspruchung angegeben. Daraus geht hervor, daß bei Brutto-Querschnittsflächen des einzelnen Holzes mit A >= 100 cm2 Äste im Bereich der Stabdübelverbindungen bei der Bemessung nicht berücksichtigt zu werden brauchen. Wenn Äste bzw. Astgruppen im Bereich der ersten Stabdübelebene nicht ausgeschlossen werden können und die Brutto-Querschnittsfläche A des Einzelholzes kleiner als 100cm2 ist, sollte die zulässige Zugspannung bei Stoß und Anschlußteilen entweder mit dem angegebenen Faktor a = a(A) nach Gleichung (6) - oder, vereinfachend pauschal um 20% abgemindert werden.

Brettschichtholz wurde auf dem Gebiet der ehemaligen DDR etwa seit 1960 hergestellt. Ausgangs des Jahres 1989 betrug der Bestand an verbautem Brettschichtholz etwa 300 000 m3. Für die Verleimung stand ausschließlich säurehärtendes Phenolformaldehydharz zur Verfügung. Die Säurehärtung führte zu dem Verdacht der Holzschädigung. Eine Untersuchung von Bohrkernen aus ausgewählten, inzwischen bis zu 30 Jahre alten Bauwerken soll Aufschluß über den gegenwärtigen Zustand der Phenolharz-Verleimungen geben. Hierzu werden die Scherfestigkeit und die Querzugfestigkeit der Leimfugen geprüft. Der Vergleich mit früheren, an neuem Holz und frischen Verleimungen gewonnenen Versuchsergebnissen zeigt, daß ein signifikanter Festigkeitsabfall nicht eingetreten ist.

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Mit der Einführung der vollständig überarbeiteten DIN 4102 Teil 4 "Brandschutz im Hochbau" im März 1994 können zug-, druck- und biegebeanspruchte Holzbauteile mit Hilfe tabellierter Mindestbreiten eindeutiger und in den meisten Fällen wirtschaftlicher als nach der "alten" DIN 4102 T 4 brandschutztechnisch bemessen werden. Eine wirtschaftliche Bemessung liegt vor, wenn die Ausgangsbreiten genau den in den Tabellen angegebenen Mindestbreiten der DIN 4102 entsprechen und sich je nach Beanspruchungsart ein flächenoptimierter Querschnitt ergibt. Um dieses Ziel möglichst einfach zu erreichen, werden im Ausfatz Diagramme zur Ermittlung der Mindestbreiten in Abhängigkeit vom Ausnutzungsgrad für verschiedene Seitenverhältnisse veröffentlicht.

Der teilweise Rückbau eines ursprünglich 54 m hohen Antennenmeßturms eröffnete die Möglichkeit, die Festigkeit der aus Kunstharz-Preßschichtholz bestehenden, stabartigen Verbindungsmittel nach dreißigjähriger Nutzungsdauer zu untersuchen. Im Ergebnis zeigte sich, daß das langjährig beanspruchte Material noch immer über hervorragende mechanische Eigenschaften verfügt. Die mittlere Biegefestigkeit sbB= 290,8 N/mm2 unterschied sich nur geringfügig vom ursprüglich zugrunde gelegten Wert. Der Biege-Elastizitätsmodul betrug im Mittel EB = 18800 N/mm2. Die Scherfestigkeit quer zur Faser war mit gaB = 134,6 N/mm2 sogar geringfügig höher als die Vergleichswerte. Rohdichte, Feuchtegehalt und Dickenquellung entsprachen der ursprünglichen Normenvorgabe. Bei mikroskopischen Untersuchungen wurden weder strukturelle Fehler noch biotischer Befall festgestellt. Die Biegefestigkeit der Stabdübel kann unter Verwendung der Festigkeitshypothese von Johansen zur genaueren Berechnung der Tragfähigkeit einer Verbindung verwendet werden.

Wie allgemein bekannt ist, wurden die Bauwerke des alten China als Holzrahmenkonstruktionen errichtet. Der Beitrag stellt einige typische Beispiele für diese Bauweise vor. Außerdem werden verschiedene berühmte, noch heute erhaltene Bauwerke sowie zwei alte Gebäude beschrieben, die mit Hilfe von Stahlbeton rekonstruiert wurden. Einige alte chinesische Bauwerke, die im Ausland zu finden sind, werden ebenfalls dargestellt.

Die Hetzerbauweise, entwickelt anfangs unseres Jahrhunderts, eröffnete eine neue Ära im Holzbau. Otto Hetzer (1846-1911) erfand das Brettschichtholz. Der Autor berichtet über die Entwicklung der Hetzerbauweise und zeigt Beispiele ihrer Anwendung.

Dieser Aufsatz ist eine Ergebniszusammenstellung des Forschungsberichts "Kippverhalten und Kippaussteifung von Holzträgern unter schwerpunktmäßiger Berücksichtigung von Trägern aus nachgiebig miteinander verbundenen Querschnittsteilen". Das Forschungsvorhaben wurde von der Entwicklungsgemeinschaft Holzbau (EGH) in der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung (DGfH) und vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) gefördert.

Es wird ein Modell zur Ermittlung der nichtlinearen Momenten-Rotationsbeziehungen von Verbundknoten beschrieben. Dieses Modell wurde aufgrund von Versuchen am Institut für Stahlbau und Holzbau der Universität Innsbruck entwickelt. Der Einfluß der nichtlinearen Verbundknoten-Nachgiebigkeit kann damit bei der Berechnung unverschieblicher und verschieblicher Verbundrahmentragwerke berücksichtigt werden.

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Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden die Grundlagen für die physikalisch orientierte numerische Simulation brandbeanpruchter Holzbauteile entwickelt. Die Temperatur- und Zeitabhängigkeit der physikalischen Stoffwerte werden ebenso berücksichtigt wie Massenverlust und Feuchteänderungen. Die Verifizierung der Rechenmodelle erfolgte mittels experimenteller Daten zum Brandverhalten von Holzbauteilen bei Normbrandbeanspruchung. Eine Reihe bislng z. T. nur empirisch begündeter Daten zum Brandverhalten von Holzbauteilen konnte abgesichert bzw. präzisiert werden. Eine Erweiterung bzw. Anwendung des Rechenmodells auf natürliche Brände ist möglich.

Die Wirkung von Wärmebrücken kann zwar mittels geeigneter Rechenprogramme oder Verwendung von Wärmebrücken-Atlanten quantifiziert werden, jedoch ist damit ein erheblicher Aufwand verbunden. Mit Hilfe einer pauschalen Erfassung der Wirkung von Wärmebrücken in Abhängigkeit von der verwendeten Baukonstruktion soll eine grobe Beschreibung der Wärmebrückenwirkung ermöglicht werden. Zur Beschreibung wird ein Wärmebrückenkorrekturwert vorgeschlagen, um den der mittlere Wärmedurchgangskoeffizient der wärmetauschenden Hüllfläche zu erhöhen ist. Aus der Untersuchung eines konkreten Einfamilienhauses sowie synthetischer Gebäude mit variablen Raummodulen werden je nach Bauart Wärmebrückenkorrekturwerte von 0,2 für die Massivbauart und 0,1 für die Holzbauart bei Verwendung von Innenmaßen und von 0,14 bzw. 0,03 W/(m²K) bei Verwendung von Außenmaßen abgeleitet.

Aufgezeigt werden Probleme und Lösungsmöglichkeiten für die vielfältigen Ausführungsmöglichkeiten von Versätzen (insbesondere der ungeschützte und geschützte Stirnversatz, Fersenversatz, Brustversatz und doppelte Versatz). Stirnversatz und Brustversatz können für den Brandfall ungeschützt ausgeführt werden, durch Anordnung von Decklaschen wird die Feuerwiderstandsdauer verbessert. Bei einem ungeschützten Fersenversatz wird durch den Abbrand die Tragfähigkeit soweit reduziert, daß praktikable Lösungen in brandschutztechnischer Hinsicht ohne einen wirksamen Schutz durch eine obere Decklasche bzw. mit einem Deckteil kaum erreicht werden können. Die empfohlene Anordnung von seitlichen Decklaschen bei den verschiedenen Versatzarten zeigt Möglichkeiten einer brandschutztechnischen Verbesserung des Anschlusses auf, sie sollten aber nur in Sonderfällen angewendet werden.