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Qualitätssicherung von Holztragwerken

Aktualisiert: 14. Dez. 2023



WHFF Projekt: 2016.17 Projektleiter: Prof. Dr. Steffen Franke


Das Kurzvideo zum Projekt auf Youtube kann unter folgendem Link angesehen werden: https://youtu.be/eWMRSu8HgOc

Das Wichtigste in Kürze

  • Untersucht wurden die Einwirkungen aus dem lokalen Klima, der resultierenden Holzfeuchteverteilung, Formstabilität, Eigenspannungen und möglichen Rissen im Tragquerschnitt

  • Es wurden konkrete Anforderungsprofile für verschiedene Gebäudekategorien sowie Brückentragwerke entwickelt

  • Ein Monitoringsystem zur Qualitätssicherung wird empfohlen und ein numerisches Modell zur Beurteilung der Querschnittsgrösse oder des Einflusses des Errichtungszeitraumes wurde erstellt

  • Hinweise für die Planung und Errichtung von Holztragwerken werden gegeben, insbesondere bezüglich der auftretenden Feuchtebelastungen und ihrer Auswirkungen.

Projektbeschreibung

Holztragwerke werden immer anspruchsvoller und müssen heutzutage höchsten Anforderungen genügen. Die Kombination von moderner Architektur mit dem nachwachsenden Rohstoff Holz ermöglicht eine beeindruckende Optik und schlanke Querschnitte bei grossen Spannweiten. Dabei sind eine präzise Planung, Produktion, Logistik, Inbetriebnahme und Nutzung von grosser Bedeutung.


Während der Errichtung und Nutzungsphase müssen Gefahren für das Holztragwerk realitätsnah abgeschätzt werden. Hierbei spielt insbesondere die Holzfeuchteverteilung in den Holztragelementen sowie das Risiko der Rissbildung und die Sicherung der Formstabilität der Querschnitte eine wichtige Rolle. Eine Qualitätssicherung ist hierbei von entscheidender Bedeutung.


Das vorliegende Forschungsvorhaben beschäftigt sich daher mit Einwirkungen aus dem lokalen Klima, der resultierenden Holzfeuchteverteilung, Formstabilität, Eigenspannungen und möglichen Rissen im Tragquerschnitt. Ziel ist es, konkrete Empfehlungen für die Ausführung von Holztragwerken zu geben. Hierfür sollen entwickelte numerische Modelle und Methoden in abgesicherte Empfehlungen für die Bemessung und Planung in der Praxis übertragen werden.

Grundlagen für das Projekt bilden die Klimadaten der Schweiz, Messdaten aus Langzeitmessungen zum Nutzungsklima und dem Holzfeuchtegehalt in Tragquerschnitten sowie ein entwickeltes numerisches Modell zur Abbildung der Feuchtediffusion, der Dimensionsänderung und der resultierenden internen Spannungen. Ergänzend wurden in kleinen Laborserien benötigte Materialparameter bestimmt. Das Forschungsvorhaben soll somit zu einer verbesserten Qualitätssicherung und Umsetzung von Holztragwerken beitragen.

Schussfolgerung

Die Klimadaten und Holzfeuchtewerte aus der Langzeitmessung wurden entsprechend ihrer Nutzung klassifiziert und für die praktische Anwendung aufbereitet. Zusätzlich wurden auch Messdaten anderer Forschungsinstitute berücksichtigt.


Neu stehen nun konkrete Anforderungsprofile für verschiedene Gebäudekategorien sowie Brückentragwerke zur Verfügung. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf spezielle Einflüsse gelegt, die oft zu Verwirrungen und offenen Fragen führten.


Ein Monitoringsystem zur Qualitätssicherung wird empfohlen und ein numerisches Modell zur Beurteilung der Querschnittsgrösse oder des Einflusses des Errichtungszeitraumes wurde erstellt und validiert. Unter Berücksichtigung der tatsächlich auftretenden Klimabedingungen in Eishallen, Reithallen und Brücken wurde die Veränderung der Abmessungen und Spannungen im Querschnitt berechnet und bewertet. Abschliessend werden Hinweise für die Planung und Errichtung von Holztragwerken gegeben, insbesondere bezüglich der auftretenden Feuchtebelastungen und ihrer Auswirkungen.


Die Ergebnisse bieten Planungsingenieuren und Behörden zusätzliche Richtwerte für die Abschätzung der zu erwartenden Holzfeuchte im Tragwerk, einschliesslich ihrer Verteilung über die Querschnittsbreite während der Errichtung und Nutzung, ergänzend zu den bereits in der SIA 265:2012 verankerten Werten.

Hier können Sie den vollständigen Bericht runterladen:

2016.17 SB
.pdf
Download PDF • 14.45MB

Mehr Informationen zum Projekt finden Sie auf ARAMIS.



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