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HOLZ-HOLZ-Verbindungen

Schwerpunkte 2008-2012

Schwerpunkte 2003-2007








Hochleistungsfähige BSP-Holz-Hybride für Wand-, Dach- und Deckensysteme großer Spannweite


Projektbeschreibung

Das vor rund 15 Jahren als Innovation in das Bauen mit Holz eingeführte Bauprodukt „Brettsperrholz“ (BSP) befindet sich nach einer – teils stürmisch verlaufenden – Einführungsphase auf dem Weg zum Bausystem. Ein System besteht stets aus einzelnen Komponenten: Im Zusammenhang mit der lastabtragenden Funktion sind dies das (Bau-) Element BSP (siehe Area 2) sowie die dazugehörige, auf den Verwendungszweck abgestimmte Verbindungstechnik (siehe Area 3). Obwohl BSP bereits in vielen Fällen als Scheibe (Beanspruchung in der Ebene) für z. B. Wände bzw. als Platte (Beanspruchung quer zur Ebene) für z. B. Dach- und Deckenelemente zu leistungsfähigen und effektiven Tragssystemen zur Anwendung kommt, sind derzeit noch keine ausreichenden Ansätze in Richtung eines systematisierten – und damit ökonomisch effizienten – Bausystems erkennbar. Dies ist sicherlich auch durch die erst in jüngster Vergangenheit in Gang gebrachten Bemühungen hinsichtlich einer Standardisierung der Querschnittsaufbauten und Normierung unter Beachtung von einheitlichen Prüfbedingungen und Bemessungsmodellen bedingt.

Neben der weiteren Bearbeitung von Forschungsfragen zur Produktion und Berechnung sind ist in weiterer Folge verstärkte Aufmerksamkeit auf die Fügetechnik von BSP-Elementen zu legen. Parallel dazu ist es zielführend, darauf aufbauend auch die systematisierte Betrachtung einzelner Komponenten voranzutreiben und in weiterer Folge ein möglichst einheitliches Bausystem unter Verwendung von BSP-Elementen voranzutreiben. Antworten auf diesbezüglich anstehende Fragen sind aus gesamtheitlicher Sicht unter Anwendung der Erkenntnisse aus Produktion und Berechnung unter Miteinbeziehung der Verbindungstechnik und sonstiger Fachbereiche wie der Bauphysik, aber auch unter Bedachtnahme auf die ökonomischen Randbedingungen zu geben. Mit der zunehmenden weltweiten Verwendung dieses Produktes treten auch die damit verbundenen Spezifika auf: Beispielsweise ist es in mehreren Regionen der Welt erforderlich Komponenten und Systeme für eine Beanspruchung bei dynamischen Einwirkungen wie Erdbeben oder auch auf Ermüdung (z. B. für Windtürme) zur Verfügung zu stellen.

Im Bereich der Dachelemente ist dabei neben der Abklärung von Fragestellungen für die üblichen Einsatzbereiche auch die Entwicklung von weitgespannten Konstruktionen für den mehrgeschossigen Holz- Massivbau und den Hallenbau angedacht. In beiden Fällen können mit BSP-Elementen vom Potential her mögliche, leistungsfähige Konstruktionen umgesetzt werden. Neben mit Stahlstäben unterspannten Elementen können in diesem Zusammenhang vor allem Faltwerke genant werden; das sind Baukomponenten mit denen die kombinierte scheiben- und plattenförmige Beanspruchung sehr leistungsfähige Konstruktionsteile konzipiert werden können. Derzeit scheitert ein breiterer Einsatz dieses Tragwerkstypus vor allem an den nur spärlich vorhandenen Berechnungsgrundlagen und der nicht ausgereiften Verbindungstechnologie für diesen Einsatzbereich. Ein weiteres Betätigungsfeld ist durch systematisierte Dachelemente mit hohem Vorfertigungsgrad mit integrierten Photovoltaik und Solarpaneelen gegeben.

Im Bereich der Deckenelemente ist es erforderlich, die möglichen Einsatzbereiche für unter-schiedlicher Bauteilkomponenten wie massive Deckenkonstruktion, Rippenplatten und Kastenträgersystemen in Bezug auf Spannweite und möglicher Belastung zu geben. Neben den gängigen Konfigurationen ist auch eine Abklärung der Möglichkeit mit den unterschiedlichen Holz und Holzwerkstoffkombinationen als auch die Kombination mit anderen Baustoffen wie z. B. Beton zielführend. Entwicklungen wie z. B. UHPC-Betone in Kombinationen mit BSP-Elementen und Brettschichtholz können hier durchaus zu leistungsfähigen Konstruktionen mit neuen Möglichkeiten führen. In jedem Fall sind die technischen Möglichkeiten mit Kostenfragen zur Erreichung von wirtschaftlich effizienten Bauteilen abzustimmen.

Forschungsbedarf bei den Wandelementen ist hinsichtlich einer weiteren Steigerung des Vorfertigungsgrades im Werk gegeben. Weiters sind vor allem konstruktive Lösungen für Wandanschlüsse mit Mehrfachfunktion (z. B. Tragfähigkeit und Luftdichtigkeit) unter Verwendung von Fügepartnern bzw. Verbindern aus Holz/Holzwerkstoffen und metallischen Blechen und unter Bedachtnahme auf eine hohen Vorfertigungsgrad zu entwickeln will man in Zukunft von einem Bausystem BSP sprechen bzw. Schritte in dieser Richtung tun. Anfragen aus der Praxis legen nahe weiters auf die Berücksichtigung von Öffnungen in der statischen Berechnung und die Auswirkungen dieses Umstandes in der Konstruktion sowie insbesondere bezüglich des Verhaltens von Wänden bei einer Erdbebenbeanspruchung einzugehen. Ein weiterer Anknüpfungspunkt stellt die Anbindung von an anderer Stelle entwickelten „plug-and-play“- Fassadenelementen dar. Auch für diese genannten Bereiche gilt, dass nur eine integrale Betrachtung des Systems von Erfolg gekrönt sein wird.

BSP- Elemente und Bauteile können auf Grund ihres Aufbaues gleichzeitig Beanspruchungen in mehreren Richtungen abtragen und stellen somit Bausteine für eine integrierte Bauweise dar, d. h. Im Vergleich zum klassischen Ingenieurholzbau der vielfach aus ebenen Tragsystemen (primäres Tragsystem) mit eigenen Bauteilen wie z. B. Pfetten (sekundäres Tragsystem) und Verbänden besteht, um damit ein dreidimensionales Bauwerk zu formen sind BSP-Bauteile in der Lage die Funktionen der genannten Bauteile in Einem umzusetzen. Die Verwendung von BSP- Bauteilen zu Aussteifungssteifungszwecken neben deren primärer Funktion als Scheibe oder Platte sowie zur Raumabgrenzung liegt daher nahe. Was derzeit nur unzureichend bearbeitet vorliegt ist die Frage, wie die entsprechende Berechnung und die Konstruktion von Anschlußdetails zu erfolgen hat.