Eine Lücke im Wissen um die Tragfähigkeit von „gelochten“ BSH- bzw. BSP-Trägern wurde kürzlich geschlossen. Solche kommen beispielsweise dann zum Einsatz, wenn Installationen in der Tragkonstruktion notwendig sind. Im Rahmen eines Forschungsprojekts am Institut für Holzbau und Holztechnologie der Technischen Universität Graz wurden diesbezüglich verschiedene Methoden untersucht, wie sich die Tragfähigkeit von Trägern mit Durchbrüchen im direkten Vergleich mit nicht gelochten Trägern optimieren lässt.
„Ziel dieser Arbeit war, dem Urzustand der Träger ohne Durchbrüche möglichst nahe zu kommen. Die Träger mit Durchbrüchen sollten so verstärkt werden, dass deren Tragfähigkeit nicht geschmälert wird. Gleichzeitig untersuchten wir unterschiedliche Verstärkungsmethoden und bewerteten deren Effektivität“, erklärt Forschungsleiter Univ.-Prof. Dr. Gerhard Schickhofer. Michael Bauer, Vorsitzender des Österreichischen Ingenieurholzbauverbandes, ergänzt: „Diese Arbeit ist ein weiterer Schritt zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit des Baustoffs Holz. Die pränormative Forschung und die Normung selbst sind wesentliche Schwerpunkte des Ingenieurholzbauverbandes. Dies impliziert die kontinuierliche Verbesserung des technischen Wissens.“
Die Neigung von Gewindeschrauben ist entscheidend
Die Prüfung an zehn verschiedenen Serien von Holzträgern (BSH und BSP) mit großen runden Durchbrüchen zeigte das Potenzial diverser Verstärkungsmöglichkeiten auf. Die dabei erzielten Ergebnisse wurden einem Brettschichtholzträger ohne Durchbruch gegenüber gestellt.
Die Resultate:
- Zwar konnte auf keine Weise ein gelochter Träger die Festigkeit eines unversehrten vollständig zurückerlangen, die meisten der getesteten Verstärkungsmethoden steigerten die gemessenen Werte allerdings deutlich. So gelang es, mit Vollgewindeschrauben die in einem 45-Grad-Winkel zur Trägerachse um das Loch herum eingebracht wurden, die Tragfähigkeit im Vergleich zu einem nicht verstärkten Träger um bis zu 99% zu verbessern. Eine weitere Steigerung wurde durch die zusätzliche Verwendung eingeklebter Verstärkungen möglich. Diese Methode (eingeschraubte Gewindestangen + eingeklebte Verstärkung) stellte unter allen geprüften Varianten das Optimum dar und weist im Vergleich zur unverstärkten Serie eine Erhöhung der Tragfähigkeit von 143% auf. Nach Meinung der TU-Graz-Wissenschaftler ergäbe sich in Hinblick auf diese Forschungsergebnisse die Überlegung, die momentane Normenregelung, wonach nur vertikal orientierte Verstärkungsstäbe verwendet werden dürfen, zu überarbeiten.
- Bei den außenliegenden Verstärkungen mit Furniersperrholz aus Buche konnte mit einer Plattenstärke von 20 mm eine Steigerung von 99 bzw. 123% gegenüber den unverstärkten Trägern erzielt werden.
- Das zweitbeste Ergebnis lieferten die außen verstärkten Prüfkörper mit 30 mm Plattenstärke. Die Steigerung betrug 138% verglichen mit unverstärkten Durchbrüchen und die Tragfähigkeit im Vergleich zur Serie ohne Durchbruch lag bei 84%.
- Die Brettsperrholzträger mit Durchbrüchen verzeichneten das insgesamt dritthöchste Ergebnis mit einer Steigerung der Tragfähigkeit gegenüber den unverstärkten BSH-Trägern mit Durchbruch um 131%. Damit erreichten sie 81% der vollen Tragfähigkeit eines entsprechenden ungeschwächten BSH-Trägers. In bestimmten Anwendungsfällen könnten diese daher aufgrund ihrer „integrierten“ Verstärkung einen sinnvollen Ersatz für entsprechende Träger aus Brettschichtholz darstellen.
Der komplette Prüfbericht kann hier kostenlos heruntergeladen werden.
Quelle: Österreichischer Ingenieurholzbauverband, TU-Graz