Untersuchung des Tragverhaltens ausgesteifter, auf Druck und Biegung beanspruchter Holzstäbe

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Martin H. Kessel
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 96949375

Satteldächer, Pult- und Flachdächer von Wohngebäuden und Hallen unterschiedlichster Zweckbestimmung und Brücken bestehen überaus häufig aus Holztragwerken, die zum Zweck der statischen Analyse in zwei Arten von Tragsystemen, die Primär- und Sekundärtragsysteme, aufgeteilt werden können. Die Primärtragsysteme, einfach als Primärsysteme bezeichnet, sind eben und überspannen große Teile des zu schaffenden oder des zu überbrükkenden Raumes. Aufgabe der Primärsysteme (Druckstäbe, Biegeträger, Rahmen, Bogen, Fachwerke, ...) ist es, allen äußeren Kräften (Eigengewicht, Schnee, Wind), die in ihrer Ebene wirken, ausreichenden Widerstand zu leisten. Der Grenzzustand der Tragfähigkeit der Primärsysteme kann sich aus dem Verlust der stabilen Lage, aus der Materialfestigkeit und aus der Gefahr des durch Imperfektionen verursachten Knickens, Kippens und Biegedrillknickens ergeben. Da die Primärsysteme immer auch Imperfekt in dem Sinne sind, dass ihre Systemebene nicht lotrecht ausgerichtet ist, sie also schräg stehen, und dass sie insgesamt und ihre Bauteile Vorkrümmungen aus ihrer Ebene aufweisen, können die Primärsysteme die ihnen zugedachte Aufgabe erst dann übernehmen, wenn sie in ein auch senkrecht zu ihrer Ebene steifes Tragsystem, das als Sekundärsystem bezeichnet wird, eingebunden sind. Das Sekundärsystem umfasst also den auf Druck und Biegung beanspruchten Holzstab mit seiner Aussteifungskonstruktion, deren Teil er ist. Gegenstand der Untersuchung ist das geometrisch nichtlineare Tragverhalten von Sekundärsystemen. Für einfache Systeme soll auf analytischem Wege und für komplexe Systeme auf numerischem Wege nach Lösungen gesucht werden, die das Tragverhalten der Sekundärsysteme beschreiben und damit die Berechnung der Beanspruchungen der Primärsysteme und der sie verbindenden Bauteile ermöglichen. Besonderer Wert wird dabei auf die Entwicklung eines übersichtlichen, mechanisch nachvollziehbaren und mathematisch begründeten Berechnungskonzepts gelegt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen