Zur Entwicklung von Polymerverguss-Kopplungselementen für den Holzbau

  • Den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit bilden die konstruktive Entwicklung und die wissenschaftliche Untersuchung des Tragverhaltens von Kopplungselementen für den Ingenieur¬holzbau. Die neu entwickelten Verbindungen bestehen bevorzugt aus Stahlteilen mit Gewindeanschluss und werden mit einem Polymerverguss im Holz verankert. Die Kopplungselemente gestatten die einfache montagegerechte VerbindungDen Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit bilden die konstruktive Entwicklung und die wissenschaftliche Untersuchung des Tragverhaltens von Kopplungselementen für den Ingenieur¬holzbau. Die neu entwickelten Verbindungen bestehen bevorzugt aus Stahlteilen mit Gewindeanschluss und werden mit einem Polymerverguss im Holz verankert. Die Kopplungselemente gestatten die einfache montagegerechte Verbindung von Holzbauteilen untereinander oder zu anderen Bauweisen. Sie nehmen die Zug- oder Drucklast axial auf und gewährleisten eine leistungsfähige und schlupf¬freie Verbindung zum Holz. Für den Verguss wird ein mineralisch gefülltes Epoxidharz mit sehr guten Klebeeigenschaften gegenüber Holz und den meisten üblichen Baustoffen verwendet. Im Holz werden für die Verankerung der Kopplungselemente Bohrungen vorgesehen, die sich sowohl aus technologischen Gründen als auch für eine gleichmäßige Spannungsverteilung vorteilhaft erweisen. Der Durchmesser der Bohrung ist gegenüber dem Verbindungselement deutlich größer, wodurch die Verbindungsfläche zum Holz bei konstanter Länge ansteigt. Die Vergrößerung der Fugen zwischen dem Verbindungselement und der Holzwandung von 7 mm auf 17 mm führt bei konstanter Einbindetiefe und gleichem Durchmesser des Verbin¬dungsmittels zu einer Laststeigerung von über 20 %. Die größere Vergussfuge gewährleistet darüber hinaus eine Vergleichmäßigung der Spannungen innerhalb der Verbindung, den Ein¬satz von frei geformten Verbindungselementen und eine Vereinfachung der Herstellung. Die Kopplungselemente sind für den Einsatz in Zug- oder Druckstößen ebenso geeignet wie für biegesteife Anschlüsse axial verbundener Biegeträger oder Rahmenecken. Sie können werkseitig im Holzbauteil vorgesehen oder als direkte Verbindung auf der Baustelle vergossen werden. Für die Baupraxis wird durch den Einsatz des schwindarmen Verguss-materials mit hoher Klebewirkung eine Bandbreite an Anwendungen vom Toleranzausgleich über Schubbewehrung bis zum Druck-, Zug- oder Biegeanschluss geboten.show moreshow less
  • The development and scientific investigation of connecting structural elements for timber constructions is the focus of this thesis. These consist preferential of a connector with standard threading that is anchored to the timber with a polymer grout. The connector allows a simple assembly-compatible connection of the timber elements to other timber structures or different construction types. TheThe development and scientific investigation of connecting structural elements for timber constructions is the focus of this thesis. These consist preferential of a connector with standard threading that is anchored to the timber with a polymer grout. The connector allows a simple assembly-compatible connection of the timber elements to other timber structures or different construction types. The new developed polymer-grouted connecting structural elements carry tensile or compressive axial loads and offer a slip-free connection with a high load capacity. The grout is made of an epoxy resin with mineral filling that ensures a reliable adhesive connection to timber and most common building materials. The connectors are mounted into the timber by drill holes that are advantageous for technological reasons and a consistent stress distribution. The diameter of the hole is considerably larger than the connector. Thereby, the mounting area to the timber is enlarged as well as the load capacity, even at constant length. While enlarging the gap between connector and enveloping timber from 7 mm to 17 mm the load capacity increases by more than 20 %. Within the larger gap, filled with polymer grout, the surface stress distribution is equalized. This allows the usage of free formed connectors and an easier handling. The cast-in connectors can be used for tensile or compression joints as well as for the bending connection of axial mounted beams or frame structures. It is possible to prefabricate the elements or to grout them on site as repair-joints. The stable polymer grout offers a variety of applications with its adhesive and low shrinking properties. In combination with threaded connectors it can be used to equalize tolerances or for tension, compression or shear-connectors and as reinforcement for timber structures.show moreshow less

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Metadaten
Document Type:Doctoral Thesis
Author: Markus JahreisGND
DOI (Cite-Link):https://doi.org/10.25643/bauhaus-universitaet.3945Cite-Link
URN (Cite-Link):https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:wim2-20190731-39458Cite-Link
Referee:Prof. Dr.-Ing. Volker SchmidORCiDGND, Prof. Dr.-Ing. Mike SiederGND
Advisor:Prof. Dr.-Ing. Karl RautenstrauchORCiDGND
Language:German
Date of Publication (online):2019/04/26
Year of first Publication:2019
Date of final exam:2019/01/14
Release Date:2019/07/31
Publishing Institution:Bauhaus-Universität Weimar
Granting Institution:Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen
Institutes:Fakultät Bauingenieurwesen / Professur Holz- und Mauerwerksbau
Pagenumber:229
Tag:Anschluss; Verbindung
GND Keyword:Holzbau; Kleben; Verbund; Konstruktion
Dewey Decimal Classification:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften / 624 Ingenieurbau
BKL-Classification:56 Bauwesen / 56.14 Holzbau
Licence (German):License Logo Creative Commons 4.0 - Namensnennung-Keine Bearbeitung (CC BY-ND 4.0)