Verbundverhalten von Vollgewindeschrauben mit großen Einbindelängen beim Einsatz als Bewehrung in Brettschichtholzbauteilen - Langzeitverhalten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Raupach; Professor Dr.-Ing. Martin Trautz
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 206536031

Selbstbohrende Vollgewindeschrauben (VGS) sind nicht nur ein Befestigungsmittel, sie stellen aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer großen verfügbaren Längen von 1000 mm und mehr ein Basiselement für die Verstärkung und direkte Fügung von Holzbauteilen dar. Bedingt durch den hohen Anteil an Gewindefläche im Verhältnis zum Kernquerschnitt und wegen des kontinuierlichen Verbundes des Vollgewindes mit dem Holz sind die Verbundeigenschaften von VGS hervorragend und vergleichbar mit denen einer Stahlbetonbewehrung. Aufgrund der sehr unterschiedlichen Festigkeiten und Steifigkeiten parallel und senkrecht zur Faser infolge der Anisotropie des Holzes ist ein bewehrungsartiger Einsatz nahe liegend und erweist sich, bestätigt durch positive Versuchsergebnisse an Bauteilen mit verschiedenen bewehrungsartigen Anordnungen von VGS, auch als sinnvoll, hat sich aber im Ingenieurholzbau bisher kaum durchgesetzt. Die Konfiguration von Schraubenbewehrungen, wie auch ihre überschlägige Berechnung, sowie die Bemessung von Fügungen mittels VGS können auf Basis von Stabwerkmodellen erfolgen. Zur Festlegung von Bewehrungsrichtlinien, zur Abschätzung der anteiligen Kraftübertragung in Holz und Stahl oder zu Verankerungs- und Übergreifungslängen – kurz – zur Beschreibung des Verbundverhaltens bei großen Verbund- und Einbindelängen (le > 20d), existieren hingegen weder Forschungsergebnisse noch bemessungstechnisch verwertbare Größen. Ziel des beantragten Vorhabens ist es, diese Wissenslücken zu schließen und Grundlagen zum Verbundverhalten eines Schraube-Holz-Verbundwerkstoffes unter Berücksichtigung der Anisotropie des Holzes bei Kurzzeit- und Langzeitanwendungen zu erarbeiten, um eine fundierte Bemessung von Bauteilen und Fügungen und die Ermittlung von Schraubenkonfigurationen im Sinne einer Bewehrungsführung zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen