Modellierung und Optimierung des Last- und Verformungsverhaltens lokal hochbeanspruchter Bereiche weit gespannter Ingenieurholzkonstruktionen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Karl Rautenstrauch
• Subject Area: Structural Engineering, Building Informatics and Construction Operation
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 51667584

Die politischen Organe haben mit der Agenda 2001 die zukünftig stärkere Beachtung des Nachhaltig-keitsprinzips auch im Bausektor beschlossen. Um in diesem Zusammenhang die Wettbewerbsfähig-keit des ökologischen Baustoffes Holz, insbesondere bei anspruchsvollen weit gespannten Ingenieur-konstruktionen zu stärken, ist es notwendig die wissenschaftlichen Grundlagen dafür bereitzustellen. Insbesondere bei hochleistungsfähigen Holzkonstruktionen entsteht daraus ein Forschungsbedarf hinsichtlich der Steigerung der Tragfähigkeit lokaler hoch beanspruchter Bereiche durch den effizien-ten Einsatz von geeigneten Verstärkungsmaßnahmen. Moderne selbstbohrende Vollgewindeschrau-ben mit relativ großen Schraubenlängen eröffnen durch die einfache Handhabung im Ingenieurholzbau vielfältige neue Anwendungsfelder für Verstärkungsmaßnahmen. Aufbauend auf den aktuellen Forschungsergebnissen zum dehnungsabhängigen Festigkeitsverhalten von Holz unter Querzug- und Querdruckbeanspruchung ist die Zielstellung in Bereichen mit hohen Spannungs- und Lastkonzentra-tionen, wie sie bei weitgespannten Holzkonstruktionen z. B. in den Auflagerpunkten oder gekrümmten Bauteilbereichen auftreten, durch den Einsatz von selbstbohrenden Vollgewindeschrauben, das lokale Lastverformungs- und Versagensverhalten günstiger zu gestalten und gleichzeitig die aufnehmbaren Traglasten wesentlich zu steigern. Mit dem entwickelten photogrammetrischen Messsystem in Kombi-nation mit dem in ANSYS® implementierten 3-dimensionalen elasto-plastischen Materialmodell für Fichtenholz ist es erstmals möglich, mit Hilfe von experimentellen Untersuchungen, relevante Versa-gensmechanismen des Holzes in lokalen Bereichen sehr detailliert zu analysieren, um somit noch vorhandene Tragpotentiale zu erschließen und Anwendungsgrenzen aufzuzeigen.

• DFG Programme: Research Grants