Querschnittsschwächung bei Druckbeanspruchung parallel zur Faser

Zusammenfassung

Der Einfluss von Querschnittsschwächungen durch Einbringen von stiftförmigen Verbindungsmitteln in Brettschichtholz und Vollholz auf das Tragverhalten bei Druckbeanspruchung parallel zur Faser wurde untersucht. Zwei Versuchskonfigurationen wurden berücksichtigt. Neben der experimentellen Untersuchung des globalen Einflusses von Verbindungen in Brettschichtholz wurde das lokale Verhalten von verbindungsmittelbedingten Schwächungen experimentell und numerisch in einem Simulationsmodell betrachtet. Als wichtigstes Ergebnis zeigte sich, dass abweichend von der modellhaften Vorstellung, steife und satt ausfüllende Materialien Querschnittsschwächungen unschädlich überbrücken können, der Querschnitt signifikant geschwächt wird und die Tragfähigkeit in nicht vernachlässigbarem Maße abnimmt. Das Simulationsmodell bestätigt diese Beobachtung und verdeutlicht die auftretenden Spannungsspitzen im Bereich der Schwächungen bei Druckbeanspruchungen. Es wird empfohlen, beim Tragfähigkeitsnachweis von Druck in Faserrichtung des Holzes grundsätzlich den Nettoquerschnitt zugrunde zu legen.

Abstract

The influence of fastener holes in the compression area of timber and glulam members on the load-carrying capacity under compression parallel to the grain was studied. Two test set-ups were considered. In addition to an experimental study of the global influence of reductions in the cross-sectional area in glulam connections, the local behaviour around a fastener was studied with experimental and numerical analyses. The most important conclusion from this study is that the cross-section is significantly weakened and hence the load-carrying capacity of the member in the connection area decreases. The traditional assumption is wrong, that reductions in the cross-sectional area may be ignored if holes are filled with a material of higher stiffness than the wood. The numerical simulation model supports this conclusion and identifies stress peaks in the vicinity of the fasteners. It is suggested to generally take into account reductions in the cross-sectional area in the member strength verification.