Vergleich von Modellierungen des Kriechens von Holz unter variablen Umgebungsbedingungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Für die Berechnung des Trag- und Verformungsverhaltens spielt das Langzeitverhalten (Kriechen und Schwinden) des Holzes insbesondere dann eine Rolle, wenn die Schnittgrößen mit der Verformung gekoppelt sind, wie z.B. bei Verbundkonstruktionen und Stabilitätsverhalten. Um dieses Langzeitverhalten zu bestimmen, wurden bisher verschiedene rheologische Modelle entwickelt (vgl. u.a. [Toratti 1992], [Hanhijärvi 1995], [Becker 2002] und [Märtensson 1992]). Diese Modelle lassen sich nun in die Berechnungen einbauen und beeinflussen damit direkt das Ergebnis. So treten- wie in [Fragiacomo und Schänzlin 2000] dargestellt - zum Teil deutlichen Unterschiede sowohl in den qualitativen als auch quantitativen Abhängigkeiten des Trag- und Verformungsverhaltens von Holz-Beton-Verbunddecken je nach verwendetem rheologischen Modell auf. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Studie die rheologischen Modelle nach [Toratti 1992], [Hanhijärvi 1995], [Becker 2002] und [Märtensson 1992] in ein Berechnungsprogramm implementiert. Damit wird erreicht, dass alle Modelle dieselbe Berechnungsumgebung besitzen, so dass kein Einfluss unterschiedlicher Berechnungsabläufe auftreten kann. Um einen Vergleich der Ergebnisse zu erzielen, wurden - basierend auf systematischen Parameteruntersuchungen - Kriechzahlen ermittelt, indem Ansatzfunktionen an die Ergebnisse angepasst wurden. Wie die Ergebnisse zeigen, lässt sich keine einheitliche Kriechzahl weder für den Fall "wechselnder Umgebungsbedingungen" noch für den Fall "konstanter Umgebungsbedingungen" bestimmen, da die einzelnen Ergebnisse der Theologischen Modelle voneinander abweichen. So schwanken die Kriechzahlen nach den jeweiligen Theologischen Modellen in konstantem Klima zwischen 0,4 und 1,2. Darüber hinaus ergeben sich deutliche Unterschiede im Hinblick auf den Einfluss der wechselnden Feuchte. In diesem Fall schwanken die Kriechzahlen im Bereich von 0,8 bis 1.9. Interessant ist, dass auch qualitative Unterschiede auftreten. So wird in den Modellen nach [Toratti 1992], [Becker 2002] und [Märtensson 1992] die theoretische Kriechgrenze der einzelnen Anteile des Kriechens aus normalem Kriechen und mechano-sorptive creep (=Kriechen infolge einer Feuchteänderung) getrennt voneinander erreicht, da diese Anteile addiert werden. Damit sind die Ergebnisse dieser Modelle stark abhängig vom Umgebungsklima, während im Modell nach [Hanhijärvi 1995] eine gemeinsame Kriechgrenze für beide Anteile definiert ist. Damit spielt zwar die wechselnde Feuchte zu Beginn der Lastgeschichte einen großen Einfluss, allerdings für Kriechzahlen nach 50 Jahren nähert sich die Kriechdehnung der Kriechgrenze derart, dass der Einfluss der wechslenden Feuchte im Modell nach [Hanhijärvi 1995] annähernd vernachlässigbar wird. Damit lässt sich keine einheitliche Kriechzahl ermitteln. Dennoch ist mit dieser Studie nun möglich, die Kriechzahlen der einzelnen Modelle auf einfache Art und Weise zu bestimmen, so dass die Einflüsse der unterschiedlichen Modellierungen der Langzeitverhaltens von Holz- Beton-Verbunddecken identifiziert werden können. Im Hinblick auf weitere Untersuchungen sollen die Einflüsse der Belastungsgeschichte, der wechselnden Feuchte und des Einflusses von statistischen Abweichungen der Materialeigenschaften, Belastungen und Umgebungsbedingungen untersucht werden. Darüber hinaus sollen diese Ergebnisse mit Versuchen verglichen werden, um die einzelnen Modelle auch für längere Zeiträume zu verifizieren. Mit diesen verifizierten Modellen können dann Kriechzahlen ermittelt werden, mit denen eine realitä'tsnähere Erfassung des Kriechens ermöglicht wird
