1 Einführung Das systematische Bewehren von Brettschichtholz mittels Vollgewindeschrauben (VGS) zur Verstärkung und Fügung von Bauteilen stellt sich in der Holzbaupraxis als effiziente und leistungsfähige Konstruktionsmethodik dar. Dabei kommen auch zunehmend Schrauben mit großen In der Konstruktion von filigranen, schlanken Bauteilen aus Holz hat sich deren Bewehrung und Fügung mit selbstbohrenden Vollgewindeschrauben (VGS) als innovative, effektive und praktische Methode erwiesen. In dem mit Schrauben bewehrten Holz kommen selbstbohrende Vollgewindeschrauben großer Baulänge als Bewehrungselemente zum Einsatz. VGS stellen nicht nur ein Befestigungsmittel dar, sondern fungieren aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer großen verfügbaren Längen als Basiselement, dessen Verbundeigenschaften mit einer Stahlbetonbewehrung vergleichbar sind. Zur Beschreibung des Verbundverhaltens und der Kraftübertragung bei großen Verbund-und Einbindelängen wurden experimentelle, analytische und numerische Untersuchungen am Lehrstuhl für Tragkonstruktionen der RWTH Aachen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen durchgeführt. Die experimentellen Untersuchungen wurden im Institut für Bauforschung durchgeführt und umfassen mehr als 160 Pull-Out-Versuche sowie 84 Lasteinleitungsversuche, darüber hinaus Versuche zum Einfluss eines Längsrisses sowie einer eingebetteten Schraubenspitze auf das Verbundtragverhalten. Die parallel durchgeführten numerischen und analytischen Untersuchungen bilden die Basis zur Erstellung von Modellen zur Beschreibung des Tragverhaltens und der Kraftübertragung zwischen Schraube und Holz. Die gewonnenen Kenntnisse ermöglichen die Bestimmung eines wirtschaftlichen und gleichzeitig sicheren Bemessungsansatzes unter besonderer Berücksichtigung der Anisotropie des Holzes. In diesem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse, die im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts ermittelt wurden, dargestellt. Teil 1 behandelt die experimentellen Untersuchungen, Teil 2 die analytischen und numerischen Betrachtungen sowie die Herleitung eines Verbundmodells zur Berechnung der Übertragungslänge.
The available design rules for anchor channels with channel bolts were developed on the basis of the design rules for fasteners installed in conventional concrete. Recently, also more advanced reinforced concrete types became popular, e.g. fibre reinforced concrete for the production of prefabricated tunnel elements. The existing design rules for fasteners including anchor channels with channel bolts do not cover fibre reinforced concrete. To study the load-displacement behaviour in tension and shear, exploratory tests have been carried out on anchor channel-channel bolt-systems cast in plain and fibre reinforced concrete. The test results demonstrate a superior performance of channel bolts installed in anchor channels which were cast in fibre reinforced concrete if compared with systems cast in plain reinforced concrete.
Fachthemenkonstruktionen aus dünnwandigem Material durch Einprägen einer statisch wirksamen Höhe oder als Konstruktionsprinzip für wandelbare und im eigentlichen Wortsinn faltbare Hüll-und Dachkonstruktionen. Beide Arten werden entsprechend ihren Basiseigenschaften unterschieden und als so genannte "starre Faltungen" oder "Raumfaltwerke" und als "kinematische bzw. wandelbare Faltungen" bezeichnet (Bild 2).
The use of self-tapping screws with continuous threads to reinforce and join timbers in addition to glulam elements represents an effective, simple and economic method. The high withdrawal resistance of the screws as well as its continuous bond with the wood enables an effect similar to steel reinforcement in concrete structures. Within the framework of a research project, funded by the German Research Foundation (DFG) at the Chair of Structures and Structural Design in cooperation with the Institute for Building Material Research of the RWTH Aachen University, several tests have realized to investigate the bond behaviour, the force transfer and the anchorage length of the screws. Herewith the stress distribution will be determined with an optical 3D field measuring system, based on the digital image correlation (DIC) method, which measures the strain by observing the surface of the test specimens. To ensure the accuracy of the measurements for a wide measuring field of wood surface, a comparison study was conducted involving traditional electrical sensors (i.e. strain gauges and LVDTs). The results of this study, which confirm the accuracy regarding the determination of stress distribution for small deformations on the wood surface with optical 3D field measuring system, will be presented in this article.
Carbonbeton rückt immer mehr in den Fokus von Planern, Architekten oder Bauherren. Dies begründet sich in den Vorteilen des Baustoffs, wie der enormen Beton-und Ressourcenersparnis oder der Möglichkeit, wesentlich filigranere Strukturen umzusetzen, die sich durch den Ersatz der Stahlbewehrung durch hochleistungsfähige Carbonfasern ergeben [1-5]. Problematisch ist jedoch, dass konventionelle Verbindungselemente für den Stahlbetonbau nur bedingt für Bauteildicken zwischen 20 und 70 mm, wie sie im Carbonbetonbau üblich sind, konzipiert sind. Carbonbeton eignet sich zur Umsetzung einer modularen Bauweise. Dabei werden vorgefertigte Module zur Baustelle transportiert und dort miteinander verbunden [6]. Der Transport sowie die einfache und sichere Montage und Demontage führen zu bisher unbeachteten Anforderungen an die Verbindungstechnik. Um die Vorteile und das Potenzial des Carbonbetons zur Umsetzung einer modularen Bauweise voll ausnutzen zu können, sind neue Verbindungstechniken nötig.
Zur Beschreibung des Verbundverhaltens und der Kraftübertragung von selbstbohrenden Vollgewindeschrauben bei großen Verbund‐ und Einbindelängen in Brettschichtholzbauteilen wurden experimentelle, analytische und numerische Untersuchungen am Lehrstuhl für Tragkonstruktionen der RWTH Aachen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen durchgeführt. Die experimentellen Untersuchungen umfassen mehr als 160 Pull‐Out‐Versuche sowie 84 Lasteinleitungsversuche, darüber hinaus Versuche zum Einfluss eines Längsrisses sowie einer eingebetteten Schraubenspitze auf das Verbundtragverhalten. Die parallel durchgeführten numerischen und analytischen Untersuchungen bilden die Basis zur Erstellung von Modellen zur Beschreibung des Tragverhaltens und der Kraftübertragung zwischen Schraube und Holz. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen die Bestimmung eines Bemessungsansatzes unter besonderer Berücksichtigung der Anisotropie des Holzes. In diesem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse, die im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts [1] ermittelt wurden, dargestellt. Teil 1 behandelt die experimentellen Untersuchungen [2], Teil 2 die analytischen und numerischen Betrachtungen sowie die Herleitung eines Verbundmodells zur Berechnung der Verankerungslänge.
Holzschrauben sind wichtige Verbindungselemente für Holz‐Holz‐ oder Holz‐Stahl‐Bauteile und eignen sich zur Querdruckverstärkung. Bei diesen Verbindungen ist die maßgebende Eigenschaft die Tragfähigkeit, welche durch die Verbundwirkung zwischen Schraubengewinde und Holz bestimmt wird. Für die Gestaltung von Holzschrauben fehlen bislang geeignete Modelle, welche den Zusammenhang zwischen der Gewindegestalt und der Funktion Ausziehtragfähigkeit beschreiben. Ziel dieses Beitrags ist die Betrachtung der Modelle zum Verbundtragverhalten von Holzschrauben unter dem Gesichtspunkt der Schraubengestaltung. Als Ergebnis werden vier Anforderungen an Verbundtragmodelle für die Gestaltung aufgezeigt und eine Modellerweiterung vorgestellt. Die Erweiterung zur Spannungsverteilung bez. des Rotationswinkels zur Schraubenachse wird anhand von gefärbten Rissbildern experimentell untersucht. Die Nutzung der Modellerweiterung für die Gestaltung wird am Gewindeparameter Flankenwinkel aufgezeigt. Verbesserte Modelle zum Verbundtragverhalten können von Herstellern zur Optimierung der Schraubengeometrie genutzt werden sowie die Bestimmung eines wirtschaftlichen und gleichzeitig sicheren Bemessungsansatzes ermöglichen. Der Holzbau profitiert somit von höheren Tragfähigkeiten und einer höheren Zuverlässigkeit der Schraubenverbindung.
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