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| Schrauben - Innovative Verbindungen mit Potenzial | |
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| Traditionelle Holzverbindungen
wurden wegen ihrer hohen Herstellungskosten sowie der eingeschränkten
Leistungsfähigkeit im modernen Holzbau nach und nach durch Verbindungen
mit mechanischen Verbindungsmitteln verdrängt, mit denen einzelne
Holzbauteile kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Zu
diesen Anschlüssen zählen Verbindungen mit stiftförmigen
Verbindungsmitteln (Nägel, Dübel, Bolzen, etc.) entweder
als Holz-Holz-Verbindungen oder als Verbindungen mit Stahlblechformteilen
(Balkenschuhe, Integralverbinder, etc.). Verbindungen mit stiftförmigen
Verbindungsmitteln, die meist auf Abscheren, d.h. rechtwinklig zur
Verbindungsmittelachse beansprucht werden, sind in der Produktion
relativ preiswert und können im Gegensatz zu geklebten Verbindungen
von jedem Holzbaubetrieb hergestellt werden. Allerdings benötigen diese Verbindungen große Anschlussflächen, um die Lasten zwischen den anzuschließenden Bauteilen übertragen zu können. Dies führt aufgrund der notwendigen Mindestabstände der Verbindungsmittel im Holz zu Bauteilabmessungen, die größer sind als der Bauteil selbst. Die Tragfähigkeit bzw. Steifigkeit einer Holzkonstruktion wird daher weniger durch die Tragfähigkeit der Holzbauteile als vielmehr durch die Tragfähigkeit bzw. die Steifigkeit der Verbindungen zwischen den Bauteilen bestimmt. Die Bauteile sind durch die im Anschlussbereich erforderlichen Querschnittsmaße oft überdimensioniert. Daher können auch vergleichsweise preiswerte Verbindungen mit stiftförmigen Verbindungsmitteln zu hohen Materialkosten einer Holzkonstruktion führen. Für tragende Holzverbindungen stehen zwei unterschiedliche Arten von Holzschrauben zur Verfügung: Genormte Holzschrauben, z.B. nach din 96, din 97 oder din 571, die alle eine Gewindeform nach din 7998 aufweisen und in vorgebohrte Löcher eingedreht werden und bauaufsichtlich zugelassene Holzschrauben, die ohne Vorbohren eingeschraubt werden. Die genormten Holzschrauben weisen unter dem Kopf einen glatten Schaftteil auf, der Gewindeaußendurchmesser entspricht in der Regel dem Schaftdurchmesser, der auch der Nenndurchmesser ist. Die Fließmomente des Schaftes bzw. des Gewindes weisen deutlich unterschiedliche Werte auf. Der Durchmesser der Schrauben nach din 571 liegt zwischen 8mm und 20mm, für Senkkopfschrauben oder Halbrundkopfschrauben zwischen 4mm und 8mm. Der Kerndurchmesser beträgt in der Regel 70% des Außendurchmessers. Selbstbohrende Holzschrauben werden im Gegensatz zu den genormten Holzschrauben nach dem Formen des Gewindes gehärtet, um höhere Werte des Fließmomentes, der Zugtragfähigkeit sowie der Torsionstragfähigkeit zu erreichen. Es sind Durchmesser bis zu 12mm und Längen bis zu 600mm verfügbar. Werden diese Schrauben mit durchgehendem Gewinde, d.h. ohne glatten Schaft unter dem Schraubenkopf hergestellt, lassen sich damit völlig neue Anwendungsgebiete erschließen. Dies betrifft sowohl Holzverbindungen mit mechanischen Verbindungsmitteln als auch Verstärkungen des Holzes quer zur Faser. Zur Steigerung der Effizienz wurden neue Anschlüsse und Verbindungen mit geneigt angeordneten Vollgewindeschrauben entwickelt. Der Grundbaustein dieser neuen Anschluss- und Verbindungssysteme wurde auf Anregung des Lehrstuhls für Ingenieurholzbau und Baukonstruktionen der Universität Karlsruhe in Zusammenarbeit mit der Industrie entwickelt. Die zweite Entwicklungsstufe - neue Systeme in den Anschlussbereichen von Holzkonstruktionen mit Hilfe von Vollgewindeschrauben - wurde vom Lehrstuhl erarbeitet. Nachfolgend werden Konstruktionsdetails für diese neuen Systeme gezeigt sowie Vergleiche zu konventionellen Systemen dargestellt. [weiter...] |
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| (Zeitschrift Zuschnitt 11, 2003; Seite 15ff) | ||||||||||||||||||||||
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