Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Standardisierte Buchenholz-Hybridträger großer Spannweite; Teilvorhaben 1: Steigerungspotential von Produktspeicher und stofflicher Substitution durch Buchenholzprodukte niedriger Holzqualität - Akronym: Stabu

Anschrift
Technische Universität Kaiserslautern - Fachbereich Architektur - Fachgebiet Tragwerk und Material
Pfaffenbergstr. 95, Geb. 1
67663 Kaiserslautern
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Graf
Tel: +49 631 205-2296
E-Mail schreiben
FKZ
22008717
Anfang
01.11.2018
Ende
30.04.2021
Ergebnisdarstellung
Es hat sich grundsätzlich gezeigt, dass Bu nQ zur Anwendung im Ingenieurholzbau geeignet ist. Im Projekt konnten dafür die wesentlichen Grundlagen für Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte erarbeitet werden. Demnach kann Brettschichtholz aus Bu nQ in die Festigkeitsklasse GL 40c* in Anlehnung an AbZ Z-9.1-679 eingestuft werden. GL 40c* variiert gegenüber GL 40c nach AbZ Z-9.1-679 lediglich bei der Querdruckfestigkeit (7,6 N/mm²) und der Steifigkeit (11600 N/mm²) – Untersuchungen müssen dazu in weiteren Arbeiten noch geführt werden. Es wurden eigene Sortierkriterien für Äste, Markröhre und Spritzkern aufgestellt. Normgerechte Delaminationsprüfungen für Fichtenholz haben bei der Untersuchung der I-Träger im Maßstab 1:2 aus Buchenholz niedriger Qualität ergeben, dass der PRF-Klebstoff dauerhafter als der MUF-Klebstoff ist. Berücksichtigt man das große Schwind- und Quellverhalten des Buchenholzes im Vergleich zum Fichtenholz, zeigt sich unter einer realistischen Auffeuchtung und Trocknung des Holzes für die Nutzungsklassen 1 und 2, dass durchaus auch ein MUF für die Lagenverklebung einsetzbar ist. Dank der signifikanten Steigerung der Tragfähigkeit und Steifigkeit der I-profilierten Hybridträger konnte die Gesamtbauteilhöhe, die mittels des im Forschungsvorhaben entwickelten Bemessungstools ermittelt wurde, gegenüber einem üblichen BSH-Träger aus Fichte GL 28h gleicher Spannweite und "Stegbreite", bei z. B. einer Trägerspannweite von 16 m und Lasteinzug 1,5 m um ca. 28% und um ca. 21% bei einer Spannweite von 28 m reduziert werden. Zusammenfassend konnten im Rahmen des Forschungsvorhabens die Potentiale für das Entwerfen und Konstruieren mit I-Trägern aus Buchenholz aufgezeigt werden. Es wurde konstruktiv betrachtet festgestellt, dass hybride, standarisierte und reversible I-profilierte Träger unter Verwendung von Bu nQ eine sehr gute Alternative zu Stahlträgern, Stahlbetonträgern oder auch Vollwandträgern aus Nadelholz sind.
Aufgabenbeschreibung
Zielsetzung ist die Reduktion der Treibhausgasemissionen durch die Steigerung der stofflichen Verwendung von Buchenholz in Holzbauprodukten. Das erwartete Ergebnis ist der Nachweis, dass mit standardisierten und reversiblen Strukturen neue Wege im Holzbau aufgezeigt werden, die zur effektiven Steigerung der stofflichen Substitutionswirkung und der Speicherwirkung beitragen. Der Mehrwert liegt in der Sichtbarkeit und Signalwirkung eines architektonisch und konstruktiv hochwertig verarbeiteten Holzbaus, der klimaschonend und öffentlichkeitswirksam zur Steigerung der Holzbauquote beiträgt. Konkret wurden I-förmige, einfeldrige Buchenholz-Hybridträger entwickelt. Eine signifikante Steigerung der Tragfähigkeit und Steifigkeit soll möglich werden, indem Buchenhölzer niedriger Qualität (Bu nQ) in den Stegbereichen mit hochfestem Buchenfurnierschichtholz (BauBuche) in den Gurten von I-Trägern kombiniert werden. Im Projekt wurden die Hybridträger als Dachträger für standardisierte Spannweiten von Einfeldhallen (16 m Spannweite) und von Mehrfeldhallen (28 m Spannweite) optimiert. Variiert wurden Achsabstände von 1,5 m, 3,0 m und 4,5 m. Buchenholzbretter niedriger Holzqualität (= LS 7), d. h. Buchenholz aus dem Stammzentrum und das klassische Schwellensortiment wurden erforscht, um ihre Verwendung in neuen Absatzmärkten zu belegen und um die Basis für die Bemessung der standardisierten, profilierten I-Trägerquerschnitte zu bilden. Zur Steigerung des Produktspeichers sollen Träger und Stützen kreislaufeffizient in Hallentragwerken eingesetzt werden. Die Buchenholz-Hybridträger wurden dazu in ihrem Aufbau und durch einfach lösbare und reversible Verbindungen zu angrenzenden Bauteilen (Stütze, Wand, Decke) standardisiert.

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