Hochwertige Fachwerke aus Buchenfurnierschichtholz
Abb. 13: Reduktionsfaktor kred = nef/n bei Normabständen gem. EC 5 (a1 = 5d). Vergleich der Versuchsresultate mit dem Ansatz nach Gleichung (9) (EC 5). Stabdübelverbindungen (A): ◊: 0% q.-l.; ×: 15% q.-l.; Bolzenverbindungen (B): +: 21% q.-l.
den. Dies hatte sowohl einen wesentlich höheren Tragwiderstand, als auch eine stark gesteigerte Duktilität zur Folge. Allerdings wurde bei Stabdübelverbindungen in querlagigem FSH mit mehreren Dübelreihen auch ein Versagen durch „Öffnen“ der Verbindung beobachtet, welches nach Erreichen grosser Verformungen auftrat. Dabei entstanden nach Bildung des Versagensmodus (IIa) durch die Neigung der Stabdübel Ablenkkräfte, welche die aussenliegenden Holzteile nach aussen bogen. Bei einigen Versuchen wurde dies in der Folge durch eine Klemmvorrichtung verhindert (Abb. 9). In der Praxis könnte dies beispielsweise durch den Einsatz von mit Muttern versehenen Passschrauben erreicht werden. Um die Versuchsresultate bezüglich Abminderungsfaktor für mehrere in Kraftrichtung hintereinander angeordneten Verbindungsmittel mit dem Bemessungsansatz gemäss Gleichung (9) zu vergleichen, wurde der Faktor k red n ef n berechnet. k red stellt dabei die Abminderung nef pro Verbindungsmittel dar. Abb. 13 zeigt die Werte für k red für Versuchskonfigurationen mit Verbindungsmittelabständen gemäss EC 5, Abb. 14 zeigt k red für Konfigurationen mit reduzierten Abständen (vgl. Tabelle 2). Die Resultate zeigen, dass der Ansatz für nef gemäss Gleichung (9) für querlagiges Buchen-FSH durchwegs konservativ war. Für längslagiges FSH ergaben sich stärkere Reduktionen, sodass nef nach Gleichung (9) teilweise auf der unsicheren Seite zu liegen kam. 5.3 Versuche an Fachwerkträgern
Abb. 14: Reduktionsfaktor kred = nef/n bei reduzierten Abständen (a1 = 4d). Vergleich der Versuchsresultate mit dem Ansatz nach Gleichung (9) (EC 5). Stabdübelverbindungen (A): ◊: 0% q.-l.; ×: 15% q.-l.; Bolzenverbindungen (B): +: 21% q.-l.
Der positive Einfluss von Querlagen auf das Tragverhalten zeigte sich insbesondere bei Verbindungen mit mehreren Verbindungsmitteln in Kraftrichtung hintereinander. Bei mehreren Verbindungsmitteln erhöht sich durch die Überlagerung von Querzugspannungen die Gefahr von vorzeitigem sprödem Aufspaltversagen. Dieser Gruppeneffekt wird durch Querlagen im FSH reduziert, da diese dem Material wesentlich höhere Festigkeiten quer zur Faser verleihen. Abb. 12 zeigt diesen Einfluss beispielhaft anhand von Stabdübelverbindungen mit n = 2. Während Verbindungen ohne Querlagen durch sprödes Aufspalten versagten, konnte sich der vorgesehene Versagensmodus in querlagigem FSH wesentlich weiter Ausbil-
5.3.1 Versuchsaufbau und Prüfkörper Um die durch die Lochleibungs- und Verbindungsversuche gewonnen Erkenntnisse auch auf Bauteilebene zu implementieren, wurde eine Serie von Drei-PunktBiegeversuchen an Fachwerkträgern durchgeführt. Ziel war die Aktivierung des Verformungsvermögens in den Verbindungen, um das Tragverhalten des gesamten Fachwerkträgers zu verbessern und ein duktiles Versagen zu erreichen. Die Serie beinhaltete 10 Versuchskörper, welche als Strebenfachwerke mit einer Spannweite von 4.80 m und einer statischen Höhe von 0.90 m ausgebildet waren. Die gewählte Versuchsanordnung hatte zur Folge, dass zumindest gemäss idealer Fachwerktheorie alle 6 Diagonalen gleich beansprucht wurden. Es wurde sowohl längslagiges Buchen-FSH eingesetzt, wie auch querlagiges mit q.-l. = 14%. Abb. 15 zeigt den Versuchsaufbau. Die Last wurde gemäss dem Belastungsverfahren von EN 26891 (1991) in Fachwerkmitte in den Obergurt eingeleitet. 39