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23-03-2017 | Baukonstruktion | Im Fokus | Article

Hochleistungsschraube für Hartlaubholz

Author:
Christoph Berger

Hartlaubholz wird zunehmend für das Bauwesen attraktiv. Im österreichischen Forschungsprojekt "hardwood_SCREWS" werden daher Prototypen selbstbohrender Schrauben entwickelt, deren Gewindegeometrie für Hartlaubholzprodukte optimiert ist.

Hainbuche, Rot-Buche, Gemeine Esche oder auch Trauben-Eiche, Ulme und Rot-Eiche: All dies sind laut dem Kapitel "Terrestrische Ökosystem" im Springer-Fachbuch "Ökologie in Zahlen" Hartlaubhölzer. Ihre zulässigen Spannungen werden im Abschnitt "Holzbau nach DIN 1052" im Springer-Essential "Berechnung von Baukonstruktionen" besprochen.

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Für das Bauwesen sind vor allem die mechanischen Eigenschaften von Hartlaubholz interessant. So eignet sich das Holz besonders für schlanke Bauteile und statisch wirksame Elemente für hoch beanspruchte Konstruktionen. Außerdem weisen aus Hartlaubholz gewonnene Bauprodukte eine deutlich höhere Festigkeit und Steifigkeit gegenüber den noch dominierenden Bauprodukten aus Fichtenholz auf. Ihr Einsatz ermöglicht daher Materialeinsparungen bei gleicher Tragfähigkeit.

Viele Verbindungspunkte

Doch, so Wissenschaftler des Instituts für Holzbau und Holztechnologie der TU Graz: Die feingliedrigen Strukturen, die mit Laubholz und Laubholzprodukten gebaut werden können, stellen mit einer hohen Knotenanzahl, also vielen Verbindungspunkten, höhere Anforderungen an die konstruktiven Details und Verbindungsmittel.

Daher sucht man im Forschungsprojekt "hardwood_SCREWS" zusammen mit Partnern aus der Wirtschaft nach geeigneten Lösungen. "Der Vorteil von Verschraubungen gegenüber Klebeverbindungen ist die volle Tragfähigkeit unmittelbar nach dem Einbau. Gleichzeitig sind Verschraubungen unabhängig von klimatischen Verhältnissen einsetzbar. Insbesondere bei Buche, die bei hoher Luftfeuchte stark quillt, besteht die Gefahr, dass sich die Fugen bei Klebeverbindungen öffnen", erklärt Reinhard Brandner vom Institut für Holzbau und Holztechnologie.

Hohe Zugtragfähigkeit und Ausziehfestigkeit

So entstanden nun spezielle Schrauben für hochleistungsfähige Bauprodukte aus Hartlaubhölzern. Die entwickelten Prototypen weisen nach statischen Kurzzeitprüfungen gegenüber konventionellen Holzschrauben mit einer um 36 Prozent höheren Zugtragfähigkeit auf. Die Ausziehfestigkeit in Buche im Vergleich zur Fichte ist zudem vierfach höher.

Die Schrauben können in Hartlaubholzprodukten und Hartlaubholz mit mittleren Rohdichten bis rund 830 kg/m³ und selbstbohrend eingesetzt werden. Weitere Untersuchungen an verschiedenen zerstreut- und ringporigen Hartlaubhölzern im Benchmark mit der Fichte finden derzeit noch statt. Auch das Langzeitverhalten der Schrauben wird noch getestet.

Neben den Hochleistungsschrauben sollen in dem Projekt auch sehr kompakte und leistungsfähige Schraubenanschlüsse im Anschlussbereich "Holz-Metall" entwickelt werden, um geschraubte Verbinder so zu optimieren, dass die Netto-Tragfähigkeit des Holzbauteils auf Zug in Faserrichtung weitgehend im Anschluss erhalten bleibt. Und es wird an einer "Metall-Metall-Montagelösung" gearbeitet, die im Anschlussbereich eine ausreichende Duktilität gewährleistet.

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Source:
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Source:
Holzbau

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