klein materialverbuende mit holz
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Materialverbünde mit Holz

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 Materialverbünde mit Holz

 

 

 

 

 

Holz + Beton oder andere mineralische Baustoffe

  • Netzwerk Holzbau Open or Close

    Im Rahmen eines Projektes des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) „Holz+“ soll die Entwicklung innovativer Holzbauweisen unter Einbindung anderer Baustoffe sowie der Nutzung neuer Technologien und Verfahren im Holzbaugewerbe vorangetrieben werden. Hierzu soll das bereits bestehende Netzwerk Holzbau (Regio Augsburg) so ausgebaut werden, dass Kooperationsprojekte für Verbundlösungen von Holz mit Kohle-/Glasfasern, Beton, Papier u.a.m. auf den Weg gebracht werden können.

    Bearbeiter: Hochschule Augsburg Institut für Holzbau Prof. Dr.-Ing. François Colling (Partner)

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Holz-Beton-Verbund Open or Close

    Bearbeiter: Netzwerk Holz+

    Die Holz-Beton-Verbundbauweise hat sich in den letzten Jahren mehr und mehr als eigenständige Bauweise auf dem Markt etabliert. Im Verbund können die Vorteile beider Materialien miteinander vereint werden. Das Holzbauteil wird dabei in der Zugzone des tragenden Elementes angeordnet, da Holz eine hohe Zugfestigkeit besitzt, auf Druck jedoch nur geringfügig beanspruchbar ist. Genau umgekehrt verhält sich der Beton, der eine hohe Druckfestigkeit aufweist, jedoch keine Zugkräfte auf- nehmen kann und so in der Druckzone angeordnet wird. Im Verbund wird damit die Tragfähigkeit sowie die Steifigkeit der Elemente erhöht, wodurch größere Spann- weiten erzielt werden und gleichzeitig die Schwingungsanfälligkeit der Konstruktion vermindert wird. Beim Einsatz als Deckenkonstruktion verbessern sich Schall- & Brandschutzeigenschaften der Decke.

    Das bisherige Einsatzgebiet erstreckt sich vorwiegend auf die Sanierung von Holzdecken, für die es bereits marktfähige Produkte gibt. Herausforderungen zeigen sich seit längerem in der Holz-Beton-Verbindung in einem vorgefertigten Holz-Beton-Fertigteil, welches aus der Baustelle ›nur‹ noch montiert werden muss. Auch beschäftigen sich verschiedene Experten mit der Forschung nach geeigneten Verbindungsarten und -mitteln sowie nach innovativen Klebtechniken für den Holz-Beton Materialverbund.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Flächen aus Brettstapeln, Brettsperrholz und Verbundkonstruktionen Open or Close

    Projekt: Holzbau der Zukunft (Teilprojekt 15)

    Bearbeiter: TU München, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion: Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter, Prof. Dr.-Ing. Heinrich Kreuzinger, Dipl.-Ing. Peter Mestek

    Beschreibung: Brettstapel-, Brettsperrholz- und Holz-Beton-Verbund-Bauweisen ermöglichen den Einsatz von flächigen Tragstrukturen im modernen Holzbau. Die genannten Elemente sind in tragender und aussteifender Funktion einsetzbar, wodurch sich ein breites Anwendungsspektrum eröffnet. Im Rahmen dieses Projektes wurden bestehende Vorgehensweisen wie auch vorhandene Berechnungsansätze bewertet und überprüft und so eine systematische Zusammenstellung der derzeit gültigen Berechnungs- und Bemessungsverfahren für die oben aufgeführten Bauweisen erarbeitet. Ergänzend werden weitere Versuchsergebnisse bzw. theoretische Erkenntnisse aufgeführt. Das Forschungsprojekt gliedert sich in einen allgemeinen Teil zu den theoretischen Grundlagen sowie in drei weitere Kapitel, die sich jeweils mit den spezifischen Besonderheiten der einzelnen Bauweisen befassen. In den theoretischen Grundlagen sind imWesentlichen die Modellierung und die Berechnung von flächigen Konstruktionen in Berechnungsprogrammen erläutert. Zusätzlich werden Hinweise zum nachgiebigen Verbund sowie zu den besonderen Untersuchungen hinsichtlich des Schwingungsverhaltens der Deckensysteme gegeben. Die Kapitel zu den spezifischen Besonderheiten der einzelnen Bauweisen gliedern sich in folgende Schwerpunktbereiche:

    • Materialeigenschaften und Kennwerte
    • Berechnungsgrundlagen
    • Berechnungsverfahren
    • Differenzierung in Platten- und Scheibenbeanspruchung
    • Konstruktive Besonderheiten (Öffnungen, Fugenbeanspruchung, Punktstützung, Schubverbinder, etc.)

    Zusätzlich wird anhand von Beispielen die direkte Umsetzung der aufgeführten Vorgehensweisen und Bemessungsregeln an baupraktischen Problemstellungen

    erläutert.

    2008

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Holzbeton Open or Close

    Projekt: Holzbau der Zukunft (Teilprojekt 16)

    Bearbeiter: TUM Centrum Baustoffe und Materialprüfung: Prof. Dr.-Ing. Detlef Heinz

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Holzleichtbeton im Fassadenbereich Open or Close

    Projekt: Holzbau der Zukunft (Teilprojekt 17)

    Bearbeiter: TUM, Lehrstuhl für Baukonstruktion: Prof. Florian Musso

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Konstruktionsgrundlagen für Fenster, Türen und Fassadenelemente aus Verbundwerkstoffen und Holz Open or Close

    Projekt: Holzbau der Zukunft (Teilprojekt 19, 20)

    Bearbeiter: HS Rosenheim: Prof. Dipl.-Ing. Josef Schmid, Prof. Dr. Alfred Leidig ift Rosenheim: Ingo Leuschner

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Bestimmung bauphysikalischer relevanter Eigenschaften in Materialkombinationen aus porösen Holzfaserplatten und anderen Materialien Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule; ETH Zürich: Michel, Franco

    2012

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Hochleistungstragwerke -HHT-: Entwicklung von hochbelastbaren Verbundbauweisen im Holzbau mit faserverstärkten Kunststoffen, technischen Textilien und Formpressholz Open or Close

    Bearbeiter: TU Dresden: Peer Haller, Martin Hamann, Mathias Hofmann

    2011

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Entwicklung von geklebten Holz-Beton-Verbund-Bauelementen Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: Maurice Brunner

    Beschreibung: Die Ausbildung der Klebefuge wird näher untersucht, um die Klebetechnik zu optimieren. Nach einer Analyse der Klebstoffverdrängung können die maßgebenden Parameter (Betontyp, Betonierzeitpunkt) festgelegt werden. Die mögliche Anwendung als Plattenelement mit vollflächiger Verklebung zwischen Holz und Beton wird geprüft. Die Eignung des Klebstoffs für die Verbindung eines Holz-Beton-Verbundelements mit reduzierter Klebefläche wird untersucht.

    Laufzeit: 2003–2009

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Swiss Wood Concrete Deck - Entwicklung eines hybriden Holz-Beton-Deckensystems Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: Martin Schollmayer

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Holz-Beton-Verbund Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule Augsburg, Institut für Holzbau: Prof. Dr.-Ing. François Colling

    Beschreibung: Eine innovative Firma aus Oberfranken will speziell entwickelte Schrauben für den Einsatz in Holz-Betondecken optimieren.

    Projektinfo... (21.03.2014)

  • Holz und Holz-Leichtbeton als Baustoffe der Zukunft? Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule für Technik und Architektur, Freiburg: Prof. Daia Zwicky

    Beschreibung: Zementgebundene Holzprodukte werden heutzutage vor allem für nicht tragende Zwecke eingesetzt, etwa als Schall- oder Brandschutzplatten. Dabei wäre Holz-Leichtbeton in neuartiger Zusammensetzung auch in Decken- und Wandelementen einsetzbar, und könnte damit einen Beitrag an den Tragwiderstand leisten. Gegenwärtig sind die Kenntnisse für eine praktische Anwendung von Tragelementen mit Holz-Leichtbeton jedoch noch zu gering. Es fehlen insbesondere Angaben dazu, welche Zusammensetzung der Holz-Leichtbeton für einen bestimmten Einsatzzweck aufweisen sollte, welcher Art die verwendeten Verbindungsmittel sein sollen, wie ganze Decken- oder Wandelemente wirtschaftlich konzipiert werden, und mit welchen Methoden solche Bauteile bemessen werden können.

    Projektziel: Das Projekt zielt darauf ab, Leichtbetonmischungen mit unterschiedlich vorbehandelten Holzbestandteilen zu entwickeln und deren Eignung als tragender Baustoff zu prüfen. Die Ergebnisse gehen in einen konzeptionellen Tragwerksentwurf von Decken- und Wandelementen ein und werden mit Versuchen an Verbindern für die einzelnen Komponenten ergänzt. Mit Hilfe von bisher im Holzbau kaum angewendeten Bemessungsmethoden prognostizieren die Forschenden das Tragverhalten ganzer Bauteile bis zum Bruch und prüfen es in Belastungsversuchen im Großmaßstab. Aus den Resultaten leiten sie praxisnahe Bemessungsansätze ab. Über weitere Vorversuche und Fallstudien beurteilen die Forschenden die weiter zu erwartenden Vorteile, beispielsweise für die Wärmeisolation und -speicherung, für den Brand- und Schallschutz und in Bezug auf die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Langzeitverhalten von Holz-Beton-Konstruktionen Open or Close

    Bearbeiter: Karlsruher Institut für Technologie Lehrstuhl für Ingenieurholzbau und Baukonstruktionen: Hans Joachim Blaß, Markus Romani

    Beschreibung: Blaß et. al. (1995) untersuchten in einem Forschungsvorhaben das Trag- und Verformungsverhalten von Holz-Beton-Verbundträgern. In dieser Untersuchung wurde auch mit einer Langzeituntersuchung an 8 Holz-Beton-Verbundträgern begonnen, die über einen Zeitraum von ca. 6 ¼ Jahren mit etwa 20–30 % ihrer Kurzzeittragfähigkeit überdacht im Freien belastet waren. Ziel dieser Langzeituntersuchung war es, das Verformungsverhalten unter wirklichkeitsnahen Klimabeanspruchungen zu untersuchen und eine Aussage über die Gültigkeit bestehender Berechnungsmodelle für das Verformungsverhalten zu erhalten. Zum Nachweis der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen wird das in Eurocode 5, Anhang B angegebene Berechnungsverfahren für Biegeträger aus nachgiebig miteinander verbundenen Querschnittsteilen verwendet. Das Langzeitverhalten wird durch Abminderung der Verschiebungssteifigkeit der Verbindungsmittel und Abminderung des Elastizitätsmoduls des Holzes und des Betons mittels Kriechzahlen aus den einschlägigen Normen in diesem Berechnungsverfahren berücksichtigt. Mit den Versuchsergebnissen der Langzeituntersuchung wurde dieses Rechenmodell für das Langzeitverhalten anhand tatsächlich gemessener Verformungen überprüft. Die berechneten Enddurchbiegungen ergaben um ca. 50 % niedrigere Durchbiegungen als die Durchbiegungen der Versuchsträger am Ende des Untersuchungszeitraumes. Die Resttragfähigkeit der Verbundträger wurde durch Kurzzeit-Biegeversuche ermittelt und mit den Traglasten der bereits geprüften Verbundträger aus Blaß et. al. (1995) verglichen. Ein Einfluss der Langzeitbelastung bei dem gewählten Langzeit-Belastungsniveau auf die Kurzzeittragfähigkeit konnte nicht festgestellt werden.

    Projektinfo... (21.03.2014)

  • Geklebte Verbundbauteile aus Holz und hochfestem Beton Open or Close

    Bearbeiter: Universität Kassel, Bauwerkserhaltung und Holzbau: Dipl.-Ing. Lars Eisenhut

    Beschreibung: Durch das Verkleben von Holz mit hochfesten bzw. ultrahochfesten Betonen ergibt sich die Möglichkeit völlig neue, schlanke Tragstrukturen zu entwickeln. Die Schubkräfte in der Verbundfuge werden durch die vollflächige Verklebung von Holz und Beton kontinuierlich übertragen und es kann ein "quasi starrer" Verbund erzielt werden.

    Es sind Konstruktionen mit hoher Tragfähigkeit bei geringer Eigenlast möglich. Diese Eigenschaften stehen im Einklang mit den Anforderungen der Nachhaltigkeit, im Sinne eines sparsamen Materialverbrauchs.
    Die Ergebnisse erster systematischer Untersuchungen zum Einfluss der Festigkeit und der Oberflächengestalt der Fügepartner Holz und Beton haben die prinzipielle Eignung einer Klebeverbindung für dieses Konstruktionsprinzip bestätigt. Die beobachteten Phänomene konnten bruchmechanisch erklärt werden. Mit zwei Bauteilversuchen wurde die baupraktische Umsetzbarkeit nachgewiesen.
    Die Erkenntnisse über Langzeiteinflüsse sind lückenhaft. Das betrifft sowohl Alterungseffekte beim Klebstoff als auch die in einer Holz-Beton-Verbindung zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen durch unterschiedliches Schwind- und Quellverhalten sowie unterschiedliche Temperaturdehnungen der beteiligten Werkstoffe. Diesen Phänomenen kommt bei Baukonstruktionen, die in vielen Fällen den natürlichen jahreszeitlich und im Tagesverlauf wechselnden Temperatur- und Feuchtebedingungen ausgesetzt sind, eine entscheidende Bedeutung zu.
    Im Rahmen eines aktuellen Forschungsvorhabens sollen realitätsnahe thermisch-hygrische Randbedingungen erarbeitet, Eigenspannungen (chemisch, thermisch, hygrisch) in der Klebefuge erfasst und mit Alterungseffekten überlagert werden.
    Grundlagen zur Bemessung, sowie zur Herstellungstechnologie wurden in Dr.-Ing. Martin Schäfers' “Entwicklung von hybriden Bauteilen aus Holz und hochfesten Betonen” erarbeitet (erschienen in: kassel university press).


    Koordination: Internationaler Verein für technische Holzfragen (iVTH), Braunschweig
    Förderung durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF)

    Laufendes Projekt

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Untersuchung des Systemverhaltens von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen unter schwellenden Belastungen Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule RheinMain, FH Wiesbaden Labor für Holzbau am Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen

    Laufzeit 2008

    Projektinfo... (bei ›Forschung‹) (20.11.2015)

  • Tragverhalten von Brettstapel-Beton-Verbunddeckenplatten mit neuartigen Verbindungsmitteln Open or Close

    Bearbeiter: Bauhaus-Universität Weimar, Professur Holz- und Mauerwerksbau: Prof. Dr.-Ing. KarlRautenstrauch, Dipl.-Ing. Marco Grosse, Dipl.-Ing. Steffen Lehmann

    Beschreibung: In Brettstapel-Beton-Verbunddecken wird das Brettstapelelement in der Zugzone der Verbundkonstruktion angeordnet. Der vorwiegend auf Druck beanspruchte Beton muss schubfest angeschlossen werden. Infolge der hochkant stehenden Brettlamellen können die vorwiegend für die Sanierung von Holzbalkendecken entwickelten stiftförmigen Verbindungsmittel nicht eingesetzt werden. Im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens wurde die Wirkungsweise neuartiger, flexibel einsetzbarer Verbindungstechniken zur Aufnahme der Schubkräfte in der Verbundfuge zwischen Aufbeton und Brettstapelelement experimentell bestimmt. Dazu wurden umfangreiche Kurzzeit-Scher- und Biegeversuche durchgeführt. Aufgrund der Versuchsergebnisse konnte ein vereinfachtes, praxisgerechtes Bemessungskonzept für diese Brettstapel-Beton-Verbundelemente auf der Grundlage eines ebenen Stabwerkmodells abgeleitet werden.

    Projektinfo... (21.03.2014)

  • Untersuchung des Biegetragverhaltens hybrider Verbundelemente aus Holz und mineralischen Deckschichten unter besonderer Berücksichtigung eines Haftverbundes zwischen den Baustoffschichten Open or Close

    Bearbeiter: Bauhaus-Universität Weimar, Professur Holz- und Mauerwerksbau: Univ.-Prof. Dr.-Ing. KarlRautenstrauch, Dipl.-Ing. Steffen Lehmann

    Beschreibung: Dass hybride Verbundelemente aus dem nachwachsenden Baustoff Holz im Zusammenwirken mit mineralischen Deckschichten sowohl eine wirtschaftliche als auch unter ökologischen, bauphysikalischen und statischen Aspekten eine innovative Lösung für zukünftige bauliche Aufgaben darstellen, wurde besonders in den letzten Jahren durch zahlreiche Veröffentlichungen und Pilotprojekte deutlich. Insbesondere ist die effiziente, möglichst wirtschaftliche schubsteife Ausbildung der Verbundfuge zwischen Holz und Deckschichten aus Beton oder anderen mineralischen Baustoffen sowie das unterschiedliche zeit- und feuchteabhängige Verhalten beider Baustoffe noch Gegenstand von Forschungs- und Entwicklungsvorhaben in allen führenden Holzbaunationen. Für die Steifigkeit und die Tragfähigkeit der Verbundkonstruktion ist natürlich die Ausbildung der Verbundfuge, d. h. die effektive Übertragung der Schubkraft ausschlaggebend.
    Stiftförmige Verbindungsmittel eignen sich auf Grund der erforderlichen Randabstände senkrecht zur Kraft- und Faserrichtung weniger gut.
    Die vom Antragsteller durchgeführten Versuche mit unterschiedlichen neuartigen nicht stiftförmigen Verbindungsmitteln in der Verbundfuge haben gezeigt, dass neben dem Einsatz von Verbindungsmitteln auch die Heranziehung, Erfassung und Optimierung des Haftverbundes zwischen flächigen Holzelementen und mineralischen Deckschichten eine effiziente und sichere Fugenausbildung darstellen kann. Weiterhin kann durch eine statistische Auswertung im Resultat ein Gesamtüberblick über das Tragverhalten von hybriden Verbundelementen mit mineralischen Deckschichten und spezieller Oberflächenbehandlung des Holzes gegeben werden.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Innovative nachhaltige Bauwerke durch effiziente Kombination von nachwachsenden Rohstoffen und einfach in Kreisläufe integrierbaren mineralischen Baustoffen in einer Hybrid-Bauweise Open or Close

    Bearbeiter: Bauhaus-Universität Weimar, Professur Holz- und Mauerwerksbau: Prof. Dr.-Ing. KarlRautenstrauch, Dr.-Ing. Kay-Uwe Schober, Dr.-Ing. Antje Simon, Dipl.-Ing. Christian Dorn, Dipl.-Ing. Markus Jahreis, Dipl.-Ing. Jens Müller, Dipl.-Ing. Alexander Stief

    Beschreibung: Mit Einführung der neuen Musterbauordnung in Deutschland ergaben sich interessante Perspektiven und neue Absatzmärkte für den Baustoff Holz im mehrgeschossigen Wohn- und Gesellschaftsbau als ökologische Alternative zu den traditionellen Massivbauweisen. Wie auch die derzeitigen Entwicklungen in den Nachbarländern Österreich und Schweiz zeigen, sind die komplexen Anforderungen an mehrgeschossige Gebäude in Holzbauweise jedoch in der marktüblichen Holzrahmenbauweise wirtschaftlich kaum zu lösen. Ziel des Forschungsvorhabens war deshalb die Nutzung der aufgezeigten vielfältigen Chancen für den Einsatz im mehrgeschossigen Holzbau durch Weiterentwicklung bekannter Technologien und Entwicklung neuartiger hybrider massiver Holzverbundbauteile unter Einsatz von natürlichen Faserstoffen in mineralischen Deckschichten.
    Zur Klärung der Anwendbarkeit von biogenen Fasern in mineralisch gebundenen Funktionsschichten wurde neben der Eignung als Zuschlagstoff zu mineralischen Verbundmaterialien vor allem die erforderlichen Eigenschaften in Bezug auf Faserfestigkeit und Steifigkeit der Verbundwerkstoffe, sowie die Qualitätsanforderungen bei Beachtung bauphysikalischer Aspekte untersucht. Dabei wurden Kombinationen mit günstig aufbereitbaren mineralischen Verbundmaterialien, wie Lehm, Zement, und Anhydrit berücksichtigt. Die konstruktive Auslegung der entwickelten Bauelemente erfolgte in experimentellen und theoretischen Untersuchungen zu Wand- und Deckenelementen aus Massivholzprodukten mit mineralischer Deckschicht. Dabei wurden insbesondere die Knotenpunkte für hybride Massivholz-Verbundkonstruktionen im Bereich des Anschlusses der Deckenelemente an die Wandelemente näher untersucht und geeignete wirtschaftliche Grundsatzlösungen entwickelt. Die bautechnische Beurteilung der erarbeiteten Detaillösungen, die Lasteinleitung und Exzentrizitäten berücksichtigen und gleichzeitig die Anforderungen hinsichtlich der Bauphysik und der Gebrauchstauglichkeit erfüllen, erfolgte dabei durch die Verifikation der entwickelter Strukturmodelle mit den experimentellen Untersuchungen sowie mit den Messergebnissen der Nahbereichsphotogrammetrie.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Untersuchung zur Verkürzung der Presszeiten und zur Homogenisierung der Eigenschaften von zementgebundenen Spanplatten im Kaltpressverfahren Open or Close

    Bearbeiter: IHDDr. Detlef Krug, M.Sc. Christoph Wenderdel

    Zementgebundene Spanplatten (CBPB) sind Holzwerkstoffplatten, die unter Verwendung von Holzspänen und einem organischen/mineralischen Bindemittel (Portlandzement, Gips, Zusatzstoffe) sowie Wasser nach dem klassischen Kaltpressverfahren, in jüngerer Zeit auch nach einem Heißpressverfahren, hergestellt werden. Zum letztgenannten Verfahren wurden bereits mehrere Forschungsprojekte am Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD) durchgeführt. Dube und Kehr (2005) stellten unter anderem fest, dass durch die Substitution des konventionellen Abbindebeschleunigers (Li-Carbonat) mittels „Substitut D“ eine Presszeitverkürzung (Heißpressverfahren) um bis zu ¼ der in der Industrie üblichen Zeiten möglich ist. Zudem weisen die mit „Substitut D“ abgebundenen Platten bessere Materialkennwerte sowie homogenere Eigenschaften auf als herkömmliche Platten. Dube (2005) begründet dies u.a. mit der besseren Wasserlöslichkeit des Substituts und der daraus resultierenden gleichmäßigeren Verteilung des Abbindereglers im Span-Zement-Gemisch. Bei dem wirtschaftlich weitaus bedeutenderen Kaltpressverfahren werden Presszeiten von 6-8 Stunden benötigt. Die Plattenpakete werden unter hohem Druck (15-25 bar) in einer Spannkassette verspannt und durchlaufen in der oben genannten Zeit einen Wärmekanal, bis die notwendige Frühfestigkeit erreicht ist. Eine durch Zugabe des neuen Substitutes erzielbare Presszeitverkürzung im Kaltpressverfahren würde eine nahezu kostenneutrale Produktionssteigerung ermöglichen (geringe Mehrkosten des Substituts im Vergleich zu herkömmlichen Abbindebeschleunigern). Im Gegensatz dazu wäre eine Produktionssteigerung durch Anschaffung weiterer Spannkassetten und Erweiterung des Wärmekanals sehr investitionsintensiv. Zudem stellt die Homogenisierung und Verbesserung der Materialkennwerte eine Absenkung der Rohdichte 2 (um bis zu 15 % bei gleichbleibenden Platteneigenschaften) und somit eine Materialeinspaarung in Aussicht.

    2012

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Schwingungs- und Dämpfungsverhalten von Holz- und Holz-Beton-Verbunddecken Open or Close

    Bearbeiter: TU München, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion: Dr.- Ing. Patricia Hamm, Dipl.-Ing. Antje Richter

    Beschreibung: Durch den modernen Holzbau stehen Holzwerkstoffe und Holz-Beton-Verbund-Konstruktionen zur Verfügung, mit denen fast beliebige Grundrisse im Büro-, Verwaltungs-, Bildungs- und Wohnungsbau wirtschaftlich realisiert werden können. Die in diesen Bereichen erforderlichen großen Spannweiten beeinflussen jedoch meist negativ das Schwingungsverhalten der Decken. Gleichzeitig sind die Komfortansprüche der Nutzer und damit die Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit gestiegen – schon ein leichtes Schwingen der Decke wird teilweise als Mangel empfunden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Schwingungstechnische Optimierung von Holz- und Holz-Beton-Verbund-Decken“ werden Bemessungs- und Konstruktionsregeln für den Nachweis des Schwingungsverhaltens im Rahmen des Gebrauchstauglichkeitsnachweises der DIN 1052: 2004-08 entwickelt. Die Ergebnisse werden auf der Grundlage eines kalibrierten FEM-Modells und von Messergebnissen gewonnen. Zusätzlich wird die Dämpfung unterschiedlicher Deckenaufbauten gemessen, um das vorhandene Dissipations-Potential bereits in der Planungsphase der Decke berücksichtigen zu können. Dazu werden Literaturrecherchen, Finite- Element- Berechnungen, Messungen in situ mit Nutzerbefragungen und Labormessungen durchgeführt. Messungen in situ sind erforderlich, um die Ergebnisse aus Labormessungen auf reale Bauwerke übertragen zu können. Geplant sind ca. 30 bis 50 in-situ-Messungen in geeigneten Objekten. Zur Systemkontrolle des FEM-Modells werden die Messergebnisse aus den Labormessungen eingearbeitet. Die FEM- Analysen ermöglichen eine ausführlichere Parameterstudie mit unterschiedlichen Verhältnissen von Längs- und Querbiegesteifigkeit sowie Länge und Breite des Deckenfeldes. Die Berechnungsergebnisse werden wiederum mit den Messergebnissen aus der Labormessung und evtl. mit den Messergebnissen aus den in-situ-Messungen verglichen.

    Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Verifizierung von Bemessungsregeln zur Erfassung personeninduzierter Schwingungen in Abhängigkeit von der Nutzung und der Konstruktion, auch bei variablen Randbedingungen.

    Laufzeit: August 2007 bis August 2009

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Entwicklung einer biotechnologischen Veredelungstechnologie von Naturfasern für deren Einsatz in naturfaserverstärkten mineralisch gebundenen Baustoffen Open or Close

    Bearbeiter: TU Dresden, Institut für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik: Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ, Dr.-Ing. Nguyen Trung Cong, Dipl.-Ing. Holger Unbehaun

    Projektpartner: Sächsisches Institut für angewandte Biotechnologie an der Universität Leipzig e.V

    Beschreibung: Es ist bekannt, dass lignocellulosische Rohstoffe aus verschiedenen Holzarten und Pflanzen (Einjahrespflanzen und schnellwachsende Pflanzen) viele Inhaltsstoffe (Inhibitoren) enthalten, die den Abbindeprozess des Zements stark stören und somit eine Herstellung von zementgebundenen Faserplatten verhindern. Die Aufgabe des vom BMWi (AiF) geförderten Projektes besteht darin, diese lignocellulosischen Faserstoffe biologisch zu modifizieren, um sie für die Herstellung von Naturfaserzementplatten einsetzen zu können. Die Modifikationen wurden mit verschiedenen Mikroorganismen (Schimmelpilzen und Milchsäurebakterien) sowie direkt mit verschiedenen Enzymsystemen (Xylanase, Cellulasen sowie Kombination von beiden) durchgeführt.

    Durch diese Modifikationen konnten die negativen Einflüsse dieser Naturfasern auf die Hydratation des Portlandzements deutlich reduziert werden (kürzere Hydratationsdauer, bessere Festigkeiten der Werkstoffe). Somit können die bisher als zementgiftige Holzarten (z. B. Buche) und Einjahrespflanzen (z. B. Weizenstroh) für die Herstellung von zementgebundnen Faserplatten eingesetzt werden.

    Abgeschlossen

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Hybride Werkstoffe Open or Close

    WPC (wood plastic composites), Flüssigholz (ARBOFORM, Fasal F134) bestehen zu 50–90% aus Holzfasern, die mit Kunststoffen verarbeitet wurden

    Mit coelan high solid beschichtete (Flüssigkunststoff) Holzoberflächen machen Verwendung im Außenbereich möglich

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Tragende Massivholzelemente mit mineralisch gebundenen Holzleichbetonlagen | WooCon (Wood-based concrete: building construction with composite elements of wood-concrete compounds and timber) Open or Close

    Bearbeiter: TU Wien, Institut für Architekturwissenschaften: Univ. Prof. DDI Wolfgang Winter

    Beschreibung: Dieses von dem Wissenschaftsfonds FWF - Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung - geförderte Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung neuer Grundlagen für tragende Bauteile, die aus Holz und Holzleichtbeton bestehen. Neben der verbesserten statischen Tragfähigkeit können diese neuartigen Bauelemente auch wirtschaftliche und ökologische Vorteile (Gewichtsreduktion, Wärme- und Schallisolation, Brandbeständigkeit, Wärmespeicher, Wiederverwendbarkeit in der Strom- und Wärmegewinnung) bieten.

    Ziel:
    Das Projekt zielt darauf ab, Leichtbetonmischungen mit unterschiedlich vorbehandelten Holzbestandteilen zu entwickeln und deren Eignung als tragender Baustoff zu prüfen. Die Ergebnisse gehen in einen konzeptionellen Tragwerksentwurf von Decken- und Wandelementen ein und werden mit Versuchen an Verbindern für die einzelnen Komponenten ergänzt.

    Mit Hilfe von bisher im Holzbau kaum angewendeten Bemessungsmethoden prognostizieren die Forschenden das Tragverhalten ganzer Bauteile bis zum Bruch und prüfen es in Belastungsversuchen im Großmaßstab. Aus den Resultaten leiten sie praxisnahe Bemessungsansätze ab. Über weitere Vorversuche und Fallstudien beurteilen die Forschenden die weiter zu erwartenden Vorteile, beispielsweise für die Wärmeisolation und -speicherung, für den Brand- und Schallschutz und in Bezug auf die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Weitgespannte Flachdeckensysteme in Holzspanbeton-Verbundbauweise Open or Close

    Bearbeiter: TU Wien, Institut für Architekturwissenschaften: Univ. Prof. DDI Wolfgang Winter

    Beschreibung

    Im abgeschlossenen von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG geförderten Forschungsprojekt wurde der schon seit Jahrzehnten bekannte und industriell erzeugte Holzspanbeton als schubbeanspruchte Zwischenlage eingesetzt (anstatt mineralischer Zuschläge wurden zur Gewichtsreduktion und zur Verbesserung der Querzugfestigkeit Holzteilchen wie Sägemehl, Holzwolle, Hackschnitzel etc. verwendet). Ausgangsmaterialien waren marktübliche Holzspanbetonplatten der Firma VELOX Werk GesmbH. Dabei erfolgte die Schubübertragung durch Reibung und teilweise mit faserbewehrten dünnen Zwischenschichten und Schrauben.

    Durch den Einsatz von mineralisierten Holzzuschlagstoffen, von mineralischen Feinzuschlägen und neuen Zementarten mit geringem CO2 Ausstoß sollen die Schub- und Druckfestigkeiten der Mischungen angehoben werden. Die statischen, dynamischen und akustischen Eigenschaften der Verbundsandwiche sollen sich trotz des geringeren Gesamtgewichtes verbessern - bei geringeren Kosten für die Holzzuglage trotz gleichbleibender Brandbeständigkeit des Gesamtsystems.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Untersuchung des Biegetragverhaltens hybrider Verbundelemente aus Holz und mineralischen Deckschichten unter besonderer Berücksichtigung eines Haftverbundes zwischen den Baustoffschichten Open or Close

    Bearbeiter: Uni Weimar, Professur Holz- und Mauerwerksbau: Prof. Dr.-Ing. Karl Rautenstrauch

    Beschreibung:

    Dass hybride Verbundelemente aus dem nachwachsenden Baustoff Holz im Zusammenwirken mit mineralischen Deckschichten sowohl eine wirtschaftliche als auch unter ökologischen, bauphysikalischen und statischen Aspekten eine innovative Lösung für zukünftige bauliche Aufgaben darstellen, wurde besonders in den letzten Jahren durch zahlreiche Veröffentlichungen und Pilotprojekte deutlich.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Numerische Modellierung von Holz- und Holz-Beton-Verbundkonstruktionen Open or Close

    Bearbeiter: Uni Weimar, Professur Holz- und Mauerwerksbau: Prof. Dr.-Ing. Karl Rautenstrauch

    Beschreibung: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, mit Hilfe geeigneter konstitutiver Materialmodelle auf Basis der Plastizitätstheorie das Tragverhalten und die Versagensmechanismen in Brettstapel-Beton- Verbundkonstruktionen zu simulieren. Zum Einsatz kommt dabei das Programmsystem ANSYS.  

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Brettstapel-Beton-Verbund Open or Close

    Bearbeiter: Uni Weimar, Professur Holz- und Mauerwerksbau: Prof. Dr.-Ing. Karl Rautenstrauch

    Beschreibung

    In Brettstapel-Beton-Verbunddecken wird das Brettstapelelement in der Zugzone der Verbundkonstruktion angeordnet. Der vorwiegend auf Druck beanspruchte Beton muss schubfest angeschlossen werden. Infolge der hochkant stehenden Brettlamellen können die vorwiegend für die Sanierung von Holzbalkendecken entwickelten stiftförmigen Verbindungsmittel nicht eingesetzt werden. Im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens wurde die Wirkungsweise neuartiger, flexibel einsetzbarer Verbindungstechniken zur Aufnahme der Schubkräfte in der Verbundfuge zwischen Aufbeton und Brettstapelelement experimentell bestimmt

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Straßenbrücken in Holz-Beton-Verbundbauweise Open or Close

    Bearbeiter: Uni Weimar, Professur Holz- und Mauerwerksbau: Prof. Dr.-Ing. Karl Rautenstrauch

    Beschreibung

    Weiterentwicklung der Holz-Beton-Verbundbauweise unter Einsatz von blockverleimten Brettschichtholzquerschnitten bei Straßenbrücken

    Projektinfo... (20.11.2015)


Holz + Kunststoff – Wood Plastic Composites WPC

  • Dauerhafte, wasserbasierende Beschichtungen für holzhaltige Wood-Plastic Composites, WPC Open or Close

    Bearbeiter: Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI: Dr. Claudia Schirp, Dr. Arne Schirp

    Beschreibung: Ziel des in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Oberflächentechnologie und dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. durchgeführten Projekts ist es, eine lösemittelfreie, wasserbasierte Beschichtung für Fassaden-Profile aus Wood-Plastic Composites (WPC) zu entwickeln. Lösemittelbasierte Beschichtungen für Kunststoffe weisen zwar eine gute Haftfestigkeit und gute Benetzung der Oberfläche auf, finden jedoch aufgrund rechtlicher Regulierungen wie der VOC-Richtlinie (1999) und der Decopaint-Richtlinie (2004) immer weniger Verwendung.

    Zur Vermeidung bzw. Reduzierung witterungsbedingter Veränderungen von WPC stehen grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Hierzu zählen die Verwendung von Pigmenten und UV-Schutzmitteln in der gesamten Rezeptur der Wood-Plastic Composites, Holzvorbehandlung, Co-Extrusion, Ummanteln mit Folien sowie Pulver- und Nasslackierung. Eine flüssige Beschichtung kann den Anforderungen an Dauerhaftigkeit, Farbgebung und Design bei der Anwendung als Fassade effektiver und flexibler gerecht werden. Es muss somit nur eine WPC-Rezeptur ohne Pigmente und UV-Schutz extrudiert werden, da Farbgebung und UV-Schutz durch die nachträglich aufgebrachte Beschichtung realisiert werden können. So können auch kleinere Losgrößen wirtschaftlicher produziert werden.

    Oberflächen von WPC lassen sich derzeit nicht zufriedenstellend mit wasserbasierten Lacken beschichten. Die Ursache dafür liegt in der niedrigen Oberflächenenergie und der kaum vorhandenen Funktionalität und somit einer schlechten Benetzbarkeit und dem Fehlen von Ankerplätzen des Materials mit wässrigen Bindemitteln. Die Zielstellung kann nicht allein mit Technologien, wie sie aus der Kunststoffbeschichtung bekannt sind, gelöst werden, da der Unterschied zwischen Polypropylen und WPC in der Inhomogenität des Materials und der höheren Oberflächenrauigkeit besteht. Aus ökologischer Sicht ist es wünschenswert, nicht nur den Decklack, sondern auch den Primer lösemittel- und halogenfrei zu formulieren. Auch im Hinblick auf das Entsorgen und Recyclen des Werkstoffs sind halogenfreie Produkte, die sowohl halogenfrei in der Kunststoffkomponente im Verbundwerkstoff als auch halogenfrei in der Primer- und Decklackformulierung sind, anzustreben.

    Die in diesem Projekt erarbeiteten Forschungsergebnisse sollen den Zusammenhang zwischen Oberflächenbeschaffenheit, Oberflächenenergie, Oberflächenfunktionalität, Benetzbarkeit und Haftfestigkeit beschreiben und erklären. Hierzu werden zum einen spezielle WPC-Rezepturen am Fraunhofer WKI extrudiert, zum anderen werden Profile aus industrieller Herstellung verwendet. Mit diesen Ergebnissen soll es möglich sein, für verschiedene Substrate jeweils optimale Empfehlungen im Hinblick auf Vorbehandlung und Primerauswahl abzuleiten. Darüber hinaus sollen die Forschungsergebnisse den Haftverbund zwischen dem Substrat WPC und verschiedenen Bindemittelklassen sowie den Einfluss von Oberflächenvorbehandlungen erläutern.

    Durch die Verwendung von WPC mit Wasserlacken könnten im Bauwesen neue Anwendungen und Märkte erschlossen werden, z. B. für Fassaden- und Fensterprofile. Das Marktwachstum von WPC in Europa verlief in den letzten Jahren rasant, und die Aussichten für weiteres Wachstum werden positiv beurteilt. Insgesamt besteht aktuell in Deutschland ein Produktionsvolumen von ca. 50.000 t jährlich, während für Europa eine Kapazität von 120.000 t geschätzt wird.

    Wesentliche Vorteile der Flüssigbeschichtung von WPC für die mittelständische Industrie sind eine gute Applizierbarkeit der Beschichtungssysteme auch auf kleineren Losgrößen, die Flexibilität der Farbgebung, geringere Lagerhaltung, da nur eine Farbe extrudiert und vielfältig beschichtet werden kann, und dem Verzicht auf größere Investitionen. Die Verwendung von umweltfreundlichen, wasserbasierenden Bindemitteln und der Verzicht auf halogenhaltige Ausgangsstoffe stellen darüber hinaus einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz dar.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Wood Plastic Composite (WPC) basierende Sandwichkonstruktionen Open or Close

    Bearbeiter: Universität Hamburg, Holztechnologie/Holzphysik: Masterarbeit Max Rütze

    Beschreibung: Unter der Werkstoffgruppe der Wood Plastic Composites (WPC) werden Verbundwerkstoffe aus Holzpartikeln, thermoplastischen Kunststoffen sowie verschiedenen Additiven verstanden. Diese eignen sich aufgrund ihrer guten Witterungsbeständigkeit im Vergleich zu wenig dauerhaften Hölzern und konventionellen Holzwerkstoffen vor allem für die Außenanwendung, wie am Beispiel der inzwischen recht verbreiteten Terrassendielen anschaulich wird. – Um die Dichte von WPC-Platten zu verringern, während die mechanischen Eigenschaften möglichst konstant bleiben, könnten die Platten in der Form einer Sandwichkonstruktion mit einem leichten Material für die Mittellage aufgebaut werden. Als leichtes Kernlagenmaterial könnte der Einsatz von expandiertem Polypropylen (EPP) interessant sein, da sich aus einer Kombination mit Polypropylen-basierenden WPC-Deckschichten Sandwichplatten herstellen lassen, die nur eine einzige Kunststoffart enthalten. Dies könnte für das Recyceln der Werkstoffplatten von Vorteil sein. Zum Verbinden der WPC-Deckschichten und der EPP-Mittellage müssten ebenfalls keine weiteren Stoffe eingesetzt werden. Beide Komponenten sind Thermoplasten und lassen sich somit durch Heißpressen miteinander verbinden. EPP ist ein thermoplastischer, geschlossenzelliger, unvernetzter Partikel-Schaumstoff, der durch das Aufschäumen von Polypropylen erzeugt wird. Es wird in Form von kleinen Perlen produziert. – Dadurch ist bei einer Sandwichplattenproduktion mit EPP-Kernlagen eine kontinuierliche Schüttung auf einer Pressanlage denkbar. – Das Ziel der Masterarbeit besteht darin, über die Durchführung praktischer Versuche einen möglichen Ansatz zur Herstellung von WPC-basierten Leichtbauplatten zu untersuchen, sowie die Eigenschaften der hierbei erzeugten Werkstoffplatten darzustellen. Hierfür wurden auf verschiedene Art und Weise Sandwichplatten aus flachgepressten WPC-Platten als Deckschichten und EPP-basierten Kernlagen erzeugt. Neben der Beschreibung des entwickelten Pressprozesses und den hierbei erzieltem Know-how, werden die variierten Prozessparameter anhand der erzielten Platteneigenschaften wie Biegeelastizitätsmodul, Biegefestigkeit und Dichte evaluiert.

    Publikationsjahr: 2011
    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Polymerbasierte Verbundwerkstoffe für die Nachhaltigkeit / Wood-Plastic-Composites from Saw Dust (WPC-SD) Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde Fachbereich Holztechnik

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Wood Plastic Composites – Neue Wertschöpfung aus Holzspänen Open or Close

    Bearbeiter: BOKU Wien, Holztechnologie und Nachwachsende Rohstoffe: Ulrich Müller, Alfred Teischinger

    Beschreibung: Charakterisierung von Holzspänen für den Extrusionprozess mit folgenden Aufgabenstellungen: Spangröße, Spangeometrie, Oberflächeneigenschaften, Spanorientierung und Verbund in der Matrix des Extrusionsprofils

    Laufzeit: 01.12.2002–30.11.2004

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Untersuchung zum Verbund zwischen eingeklebten stiftförmigen faserverstärkten Kunststoffen und Holz Open or Close

    Bearbeiter: Universität Kassel, Bauwerkserhaltung und Holzbau: Dr.-Ing. Carsten Pörtner (ehemaliger Mitarbeiter)

    Beschreibung: Faserverbundwerkstoffe wurden in den vergangenen Jahren zunehmend in mehreren Bereichen des Bauingenieurwesens zur Verstärkung von bestehenden Tragwerken eingesetzt. Im Rahmen eigener experimenteller Untersuchungen wurden zahlreiche Verbundversuche mit verschiedenen Werkstoffen und unterschiedlichen geometrischen Randbedingungen durchgeführt. Diese Thematik findet ihren Praxisbezug unter anderem im Verstärken bzw. Ertüchtigen bestehender Holztragwerke durch nachträglich zugfestes anschließen historischer Holzverbindungen, welche im ursprünglichen Zustand im Wesentlichen nur Druckkräfte übertragen.

    Aus der Wahl des Faserverbundwerkstoffes als Stabmaterial ergeben sich gegenüber dem Stahl eine einfache Handhabbarkeit im Zuschnitt und Einbau, eine hervorragende Eignung als Fügeteil in einer Klebverbindung, die Korrosionsbeständigkeit und insbesondere die sich aus den Festigkeitseigenschaften ergebenden geringen Durchmesser. Darüber hinaus verringert die geringe Wärmeleitfähigkeit die Gefahr örtlicher Kondensation. Ein nachträglich zugfester Anschluss zimmermannsmäßiger Verbindungen ist eine gezielte, knotenorientierte Maßnahme, die mit der Möglichkeit der Reversibilität eines solchen Eingriffes auch dem Grundgedanken der Denkmalverträglichkeit weitestgehend gerecht wird.
    Aus den Ergebnissen konnten klare Hinweise für das Vorgehen in der Praxis abgeleitet werden. Das betrifft sowohl die Auswahl der Materialien und die zulässige Bauteilgeometrie als auch die zuverlässige Bemessung entsprechender Verstärkungsmaßnahmen.

    Abgeschlossenes Projekt

    Projektinfo... (20.11.2015)


Holz + Metall

  • Entwicklung von leistungsstarken Fachwerkkonstruktionen aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz unter Verwendung innovativer Holz-Metall-Klebeverbindungen Open or Close

     

    Bearbeiter: Hochschule RheinMain, FH Wiesbaden, Labor für Holzbau am Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen

     

    Laufzeit: 2010–2013

     

    Projektinfo... (bei „Forschung“) (20.11.2015)

     

  • Entwicklung eines technologisch neuen Verbindungssystems Holz-Stahl und Kleber mit Füllstoff zur Realisierung von Holzbauwerken mit einer Verdopplung der Belastbarkeit zur Anwendung im Innenbereich Open or Close

    Bearbeiter: Labor für Holzbau am Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen der Hochschule RheinMain, FH Wiesbaden

    Laufzeit: 2007–2009

    Projektinfo... (bei „Forschung“) (20.11.2015)

  • In Holz eingeklebte Verbindungsmittel aus Stahl Open or Close

    Bearbeiter: MPA Wiesbaden, Materialprüfanstalt für Bauwesen

    Beschreibung: Während die im Holzbau bekannten mechanischen Verbindungsmittel wie Nägel, Schrauben oder Bolzen weitgehend erforscht sind, stehen Holz-Stahl-Klebeverbindungen im Ingenieurholzbau am Anfang ihrer Entwicklung. Wie Untersuchungen gezeigt haben, weisen Holz-Stahl-Klebeverbindungen vielfältige positive Eigenschaften auf, die sich wie folgt gegenüber dem Stand der Technik abheben: Herstellung von kraft- und formschlüssigen Verbindung ohne Schlupf; Verringerung der Anschlussflächen mit dadurch verbundenen Kosteneinsparungen; Erhöhung des Wirkungsgrades der Verbindung; Möglichkeit zur Ausführung von statischen Systemansätzen, die zu geringeren Materialbeanspruchungen führen; guter Feuerwiderstand von Verbindungen durch im Holz befindliche (geschützte) Metallteile; Ästhetik durch Unauffälligkeit der Verbindung; Korrosionsschutz; duktiles Verbindungssystem durch Definition des Stahlbauteils als schwächstes Glied der Verbindung. Bei den aktuellen FuE-Tätigkeiten werden u. a. praktische Untersuchungen an in Holz eingeklebten Metallquerschnitten zu den Themen Temperaturbeständigkeit und Ermüdungsfestigkeit durchgeführt.

  • Verbindungstechnik im Holzbau Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung Austria: Dipl.-HTL-Ing. Klaus Peter Schober

    Beschreibung: Verbindungsmittel und Verbindungstechnik sind für Neubau als auch für die Sanierung von schadhaften oder hoch belasteten Holzbauten von immenser Bedeutung. Deshalb hat die HFA ihre Kompetenz durch prokis04/2 in diesem Bereich erweitert

    Der Forschungsschwerpunkt des Projektes lag auf Klebeverbindungen (Holz-Holz, Holz-Stahl) sowie mechanischen Verbindungsmitteln. Ein Einsatzgebiet liegt in der Sanierung von Massivholzelementen oder Brettschichtholz vor Ort. Ein weiterer Schwerpunkt war die Entwicklung neuer Verankerungen für Gebäude und einer Bemessungssoftware für die Gebäudeaussteifung im Holzhausbau.

    19. April 2009

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Bewertung und Modellierung der Leistungsfähigkeit von Verbindungselementen aus Laubhölzern mit eingeklebten Stäben aus Stahl und Verbundwerkstoffen" Open or Close

    Bearbeiter: MPA Wiesbaden, Labor für Holzbau

    Beschreibung: IGF-FuE-Vorhaben Nr. 18266 N in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) sowie der Technischen Universität Dortmund, Fachgebiet Werkstoffprüftechnik; Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über den Projektträger AiF

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Systementwicklung von Holz-Stahl-Hybridbauteilen für wirtschaftlich und ökologisch nachhaltige Holzmischbauweisen für das verdichtete Bauen im urbanen Raum Open or Close

    Bearbeiter: TU Wien, Institut für Architekturwissenschaften: Univ. Prof. DDI Wolfgang Winter

    Beschreibung

    Die Möglichkeit der schnellen vorgefertigten Bauweise mit großen Spannweiten, geringen Bauhöhen und flexibler Raumaufteilung durch den Einsatz von Holz-Stahl-Hybridelementen bietet wirtschaftliche Lösungen für das verdichtete Bauen im urbanen Raum an. Dabei gilt das Interesse nicht ausschließlich dem Neubau, sondern ebenfalls dem speziell in Österreich (Wien) umfassenden Thema der Sanierung und Erweiterung (Stichwort Dachausbau).
    Die Entwicklung in Richtung nachhaltiges Bauen, Einschränkung der Verwendung von fossilen Rohstoffen und Reduzierung von CO2- Emissionen sollen Anlass dafür sein, ein Grundkonzept mit allen erforderlichen Tools für Bauunternehmer im Bereich mehrgeschossiger Holzmischbau auch im urbanen Raum zur Verfügung stellen zu können. Das Motto soll lauten „light, fast, clean and secure“.

    Projektinfo...

    PDF (20.11.2015)


Holz + Sonstiges

  • Siliciumcarbid Keramik SIC Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung München Dipl. -Ing. Josef Lohr

    Durch Pyrolyse und Siliziuminfiltration kann auf Basis biogenen Materials ein Hochleistungswerkstoff erstellt werden. Dieser kann mit etablierten Formgebungsverfahren (Extrusion, Spritzguss) in komplexe Formen gebracht werden. Ist beständig gegenüber Hitze, chemischen Einflüssen und hat eine hohe Härte. Die Dimensionsstabilität und die Dauerhaftigkeit sind erhöht.

    Projektinfo...

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Entwicklung eines technologisch neuen Holz-Verbund-Solarelements Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule Rhein Main, FH Wiesbaden, Labor für Holzbau am Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen

    Laufzeit: 2009–2011

    Projektinfo... (bei „Forschung“) (20.11.2015)

  • Entwicklung neuartiger Verbundwerkstoffe auf der Basis von Vollholz und CFK Open or Close

    Bearbeiter: TU Dresden, Institut für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik: Dr.-Ing. Mario Zauer

    Beschreibung Natives Holz ist ein anisotroper und inhomogener Werkstoff dessen Festigkeitswerte, bedingt durch Rohdichteschwankungen respektive Strukturstörungen wie Astigkeit und Schrägfaserigkeit, großen Streuungen unterliegen. Moderne konstruktive Systeme verlangen nach einem hohen Widerstand gegen statische und dynamische Belastungen, wobei die Querschnitte möglichst geringe Dimensionen aufweisen sollten. Dies resultiert u. a. aus den Anforderungen geringer Eigengewichte und einer ergonomisch sicheren Handhabbarkeit der Konstruktionen (z. B. Fotostative). Ausschlaggebend ist dabei nicht nur die Höhe, sondern auch die Sicherheit mit der hohe Festigkeiten und Steifigkeiten erreicht werden.
    Zur Verbesserung des Trag- und Verformungsverhaltens bzw. deren Zuverlässigkeit sind gezielte Verstärkungsmaßnahmen mittels hochfesten Materialien, wie Faser verstärkte Kunststoffe (FVK), sehr gut geeignet, wobei der hauptsächliche Querschnittsanteil aus Holz / Holzwerkstoffen besteht. Ziel des kooperativen F/E-Vorhabens war es, Verbundwerkstoffe mit sehr hohen und berechenbaren Festigkeitseigenschaften zu entwickeln. Die Erstanwendung des Verbundes von Holz und High-Tech-Materialien auf Kohlefaserbasis ist beispielhaft bei Berlebach-Astrostative erfolgt. Die zu entwickelten Verbundwerkstoffe nutzen die vorteilhaften Eigenschaften der einzelnen Werkstoffe. Die Nachteile werden durch die Kombination weitgehend kompensieren.


    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Entwicklung eines Hochleistungsverbund-Trägersystems aus dem nachwachsenden Baustoff Holz mit innovativen Hochleistungswerkstoffen im direkten Verbund Open or Close

    Bearbeiter: Bauhaus- Universität Weimar Professur Holz- und Mauerwerksbau: Prof. Dr.-Ing. KarlRautenstrauch, Dipl.-Ing. Wolfram Hädicke, Dipl.-Ing. Markus Jahreis, Dipl.-Ing. Martin Kästner, Mike Oppel M.Sc.

    Beschreibung: Anspruchsvolle, weitgespannte Ingenieurholzkonstruktionen werden seit über 100 Jahren überwiegend unter Verwendung von Brettschichtholz realisiert. Durch Weiterentwicklung dieses homogenisierten Holzwerkstoffproduktes zu einem hybriden Hochleistungsverbundbauteil können dem natürlichen Roh- bzw. Baustoff Holz weitere Anwendungsfelder erschlossen werden. Hierzu zählen insbesondere Leichtbaustrukturen mit gesteigerten Anforderungen hinsichtlich aufnehmbarer Lasten, größeren Spannweiten und/oder reduzierter Bauhöhe im Hoch-, Industrie- und Straßenbrückenbau. Im Rahmen eines Verbundforschungsprojektes der Bauhaus-Universität Weimar und der Bennert GmbH wurden innovative Konstruktionsansätze zur Herstellung hocheffizienter Hybridbauteile unter Verwendung von Holz als Hauptbaustoff, polymergebundenen mineralischen Deckschichten zur Druckzonenverstärkung sowie kohlefaser- resp. glasfaser- oder stahlverstärkten Furnierschichtholzlamellen zur Zugzonenverstärkung entwickelt. Zusätzliche Verstärkungselemente steigern die Schubtragfähigkeit oder verbessern die Aufnahme der Querpressungen an den Auflagern.

    Hauptbaustoff des entwickelten „High-Tech Timber Beam“, ist weiterhin Brettschichtholz, mit über 90% des Trägervolumens. Durch Substitution der unteren Brettschichtholzlamellen durch Lamellen aus Furnierschichtholz wird eine wesentliche Vergleichmäßigung der Holzeigenschaften in der Trägerzugzone erreicht. Zur Zugzonenverstärkung wurden vier Varianten entwickelt und im Rahmen von Bauteilversuchen an HTB-Prototypen versuchstechnisch untersucht. Aufgrund der, verglichen mit Holz, wesentlich höheren Festigkeiten und Steifigkeiten der verwendeten Materialien wird eine signifikante Tragfähigkeitssteigerung und Verbesserung des Verformungsverhaltens erreicht. 
    Ein starrer Verbund zum Holz wird durch Verklebung bzw. Verguss mit Polymermörteln sichergestellt. Zur Verstärkung der Druckzone wurde eine Polymerbetonmischung auf Basis des Epoxidharzsystems Compono® mit anwendungsspezifisch abgestimmter Kornabstufung entwickelt. Die Polymerbetonmischung zeichnet sich durch eine hohe Druckfestigkeit, eine gleichfalls hohe Steifigkeit sowie durch geringe Kriech- und Schwindneigung aus. Infolge des sehr guten Haftverbundes zwischen polymerem Bindemittel und der Holzoberfläche wird eine kontinuierliche, starre Verbindung erreicht.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Neue Verbundwerkstoffe für den Fassadenbau Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhoschule, Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur: Urs Uehlinger

    Beschreibung:

    Die stetig steigenden bauphysikalischen Anforderungen an die Gebäudehülle stellen die Hersteller von Bauprodukten vor neue Herausforderungen. Gerade opake Fassadenelemente von geringer Bautiefe, wie Brüstungsplatten oder Verkleidungen hinter Storenkasten, erfüllen die gewünschten Leistungs-eigenschaften immer weniger.
    PDF... (20.11.2015)

  • Holz-Beton-Verbundbauteile mit textilen Verbindungs- und Bewehrungselementen Open or Close

    Bearbeiter: MPA Wiesbaden, Labor für Holzbau

    Beschreibung: FuE-Vorhaben in Kooperation mit der Firma Hemmerlein Ingenieurbau GmbH; Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über den Projektträger AiF

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Entwicklung und Langzeituntersuchungen von Holz-Glas-Verbundkonstruktionen mit gleichzeitiger Verklebung und Verklotzung Open or Close

    Bearbeiter: TU Wien, Institut für Architekturwissenschaften: Univ. Prof. DDI Wolfgang Winter

    Beschreibung: Holz-Glas-Verbundkonstruktionen werden seit etwa 10 Jahren in Kooperation mit internationalen Firmenpartnern durch namhafte Institutionen untersucht. Bestehende Produkte werden derzeit durch den verklebten Verbund von Holz und Glas verbessert und neue Produkte für den Wintergarten-, Fenster- und Fassadenbau sowie für Fertig- und Sonderbauten entwickelt.

    Holz und Glas werden hierbei miteinander verklebt, wodurch das Glas am Lastabtrag beteiligt werden kann. Zahlreiche abgeschlossene und laufende Forschungsprojekte haben die Entwicklung dieser jungen Technologie vorangetrieben. Alle entwickelten Systeme müssen in Einzelversuchen das Versagens- und Tragverhalten nachweisen, eine normative Berechnung und Bemessung war bisher nicht möglich. Holz-Glas-Verbundkonstruktionen bleiben jedoch aufgrund derzeit noch fehlender Berechnungs- und Bemessungskonzepte für die breite Masse der Bevölkerung nur beschränkt zugänglich.

    Das Institut für Architekturwissenschaften „Abteilung Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau“ (ITI) entwickelte in den vergangenen sechs Jahren für die Bauteile Scheibe, Träger und Platte jeweilige Berechnungskonzepte und normreife Vorschläge zur Bemessung.

    Projektinfo... (20.11.2015)


Holzverbund

  • Erarbeitung von Konstruktionsgrundlagen für Fenster, Türen und Fassadenelemente aus Verbundwerkstoffen und Holz – Teil 2 Open or Close

    Bearbeiter: ift Rosenheim: Dipl.-Ing. (FH) Ingo Leuschner, Dipl.-Ing. (FH) Bernhard v. Houwald

    Ausgangssituation/Problemstellung: Holz zählt zu den ältesten Werkstoffen für die Umsetzung von Tragkonstruktionen und hat in seiner bisherigen Entwicklung zu den unterschiedlichsten Anwendungen geführt, was die Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit dieses Werkstoffes unterstreicht. Die ansteigenden Wünsche an das Aufgabenspektrum von Außenwandbauteilen können jedoch von den derzeit verfügbaren Konstruktionen immer weniger in der gewünschten Bandbreite erfüllt werden.

    Zielsetzung: Ziel des Projekts war die Erarbeitung von Konstruktionsgrundlagen mit neuen Materialien oder Materialkombinationen und Holz, um komplexe und innovative Lösungen für Bauvorhaben mit Holz im Fenster-, Türen- und Fassadenbereich realisieren zu können. Dabei werden die verschiedenen Möglichkeiten der Verbünde betrachtet.

    Ergebnisse: Die große Bandbreite der Thematik konnte im Projekt nicht vollständig aufgearbeitet werden. Die vorliegenden Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

    Beim Einsatz modifizierter Hölzer ist darauf zu achten, dass eine gleichmäßige Holz- und Modifizierungsqualität gegeben ist. Die Abstimmung des Klebstoffs und der Klebstoffverarbeitung auf die Gegebenheiten und Werkstoffe erweist sich als sehr komplex. Die Qualität der Klebung hängt dabei vom einzelnen Klebstoffprodukt ab, eine pauschale Aussage zur Eignung einer Klebstoffbasis ist nicht möglich.

    Bei der Weiterentwicklung der Verbinder für Schalen wird in der Hauptsache eine Verbesserung bei der Montage und Positionierung erwartet. Die Verbindertypen verhalten sich in Bezug auf maximal aufzunehmende Kräfte und das Verformungsverhalten unterschiedlich. Damit eignen sie sich teilweise nur für bestimmte Anwendungen. Die Temperaturabhängigkeit der Verbindungen ist teilweise ausgeprägt. Durch eine genauere Untersuchung des Tragverhaltens ist es möglich, die vorgegebenen Maximalabstände zu vergrößern, ohne die Gebrauchstauglichkeit merklich einzuschränken.

    Zum Aufbau von Profilen und Platten aus unterschiedlichen Werkstoffen konnten folgende Grundsätze bestätigt werden: Die Auswahl des richtigen Materials für die Decklagen ist von entscheidender Bedeutung, da je nach deren Materialwahl Zugkräfte auftreten können, welche für eine Verkrümmung verantwortlich ist. Bei der Verwendung unterschiedlicher Materialien müssen neben den funktionstechnischen Aspekten stets auch herstellungstechnische berücksichtigt werden. Klebetechnische Untersuchungen sind stets am konkreten Werkstoff durchzuführen, um die Abstimmung der Materialien, Klebstoffe und Herstellungsprozesse für eine dauerhafte Klebung vorzunehmen.

    Für Verbundaufbauten liefert die bisherige, vereinfachte Bemessung von frei tragenden Rahmenteilen keine ausreichende Genauigkeit. Dazu wurde eine Bemessungshilfe mit MS-Excel als Basis erstellt. Mit der Bemessungshilfe können Querschnitte mit unterschiedlichen Werkstoffen und individuellen Abmessungen überprüft werden. Zusätzlich ist das in DIN 1055-4 beschriebene vereinfachte Bemessungsverfahren der Windlasten mit den gemäß ift-Richtlinie FE-05/2 „Einsatzempfehlungen für Fenster und Außentüren" getroffenen Festlegungen integriert. Die Bemessungshilfe steht als kostenloser Download auf der ift-Hompage (www.ift-rosenheim.de) zur Verfügung.

    Die untersuchten Beschichtungen, Materialien und Klebstoffe für Verbundaufbauten können in die europäische Klasse E „Normalentflammbar" eingestuft werden. Anhaltspunkte für erhebliche Wechselwirkungen bei Beschichtung-Werkstoff-Klebstoff-Variationen in Bezug auf die Entflammbarkeit konnten bei den geprüften Materialien nicht festgestellt werden. Sollten neuartige, nicht bautypische Werkstoffe zum Einsatz kommen, müssen die entsprechenden Nachweise zum Brandverhalten erstellt werden.

    Die Erarbeitung von Strategien in Bezug auf die Verwertung und Entsorgung ist bereits bei der Konzeption des Verbundaufbaus eine wesentliche Überlegung. Spätestens wenn die geplante Ausweitung zur Nachweisführung bzgl. der Nachhaltigkeit von Bauprodukten umgesetzt wird, können diese Überlegungen über die Sinnhaftigkeit eines Verbundaufbaus entscheiden.

    Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass eine Vielzahl von Lösungsansätzen mit Holz-Werkstoff-Verbünden existieren. Dabei ist stets das Gesamtkonzept aus

    Werkstoffen, Fügetechnik, Fensterkonstruktion, Herstellprozess und Einsatzzweck zu berücksichtigen. An mehreren Stellen der Forschungsarbeit ist die komplexe Abstimmung dieser Faktoren, speziell z. B. bei der Klebung, hervorgetreten. Die bestehenden Holzfensterherstellungsverfahren  sind dabei nur kaum für einen schnellen Umstieg auf Holz-Werkstoff-Verbünde geeignet. Für die Zukunft wird eine enge Zusammenarbeit zwischen den Lieferanten der Werkstoffe, der Anlagen und dem Hersteller Voraussetzung für wirtschaftliche Holzfenster aus Verbundwerkstoffen sein.

    Projektlaufzeit: November 2005 bis März 2008

    Projektinfo... (21.03.2014)

  • HIPERWOOD® Open or Close

    Bearbeiter: Kompetenzzentrum Holz GmbH (Wood Kplus) Österreich (Dr. Uwe Müller, Dr. Andreas Haider, Dr. Michael Roth, Dr. Huong Lan Nguyen, Ing. Melanie Steiner) und der Entwicklungsabteilung der Agrolinz Melamine International GmbH (AMI)/Österreich (Dr. Andreas Endesfelder, Dr. Steffen Pfeiffer, Dr. Christian Fürst, Dr. Ulf Panzer).

    Beschreibung: Bei der Entwicklung und Herstellung des neuartigen, thermoplastisch bearbeitbaren Melaminharzes HIPERESIN® wurden die Eigenschaften des Duroplasts Melamin so modifiziert, dass die Holz-Harz-Mischungen thermoplastisch bearbeitbar, die Endprodukte aber nicht mehr durch Temperatureinwirkung verformbar sind. Basierend auf diesem neuartigen Harz konnte im zweiten Innovationsschritt der neue Holz-Plastik- Verbundwerkstoff HIPERWOOD® hergestellt werden.

    Projektinfo... (21.03.2014)

  • Plastikersatz aus nachwachsenden Rohstoffen: Arboform© Open or Close

    Beschreibung: Ausgangspunkt dafür ist Lignin, welches nach der Cellulose das am zweithäufigsten vorkommende Polymer in der Natur ist. Lignin ist ein Beiprodukt der Zellstoffindustrie.

    Mischt man Lignin mit Naturfasern (Flachs, Hanf oder anderen Faserpflanzen), so erhält man einen unter Temperaturerhöhung verarbeitungsfähigen Faserverbundwerkstoff, der auf herkömmlichen Kunststoffverarbeitungsmaschinen wie ein synthetisch hergestellter Thermoplast zu Formteilen, Tafeln oder Platten verarbeitet werden kann.

    Projektinfo... (21.03.2014)

  • Traglastverfahren für Holztafeln Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule Hildesheim, Bau und Erhaltung: Christian Anders

    Beschreibung: Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Verteilung der Beanspruchungen des Verbundes von Holztafeln unter Berücksichtigung des plastischen Verhaltens der Verbindungsmittel auf Grundlage der DIN 1052:2004-08 untersucht. Dazu wurden mit Hilfe der Finite Element Methode und des Programmsystems ANSYS nichtlineare FE-Modelle erstellt, mit denen das plastische Verhalten des Verbundes zwischen stabförmiger Rippe und plattenartiger Beplankung simuliert werden kann.

    Projektinfo (PDF)...

    Projektinfo (Webseite)... (20.11.2015)

  • Vergleich von Berechnungsmethoden zur Ermittlung vertikaler Auflagerkräfte im Holztafelbau Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule Hildesheim, Bau und Erhaltung: Alex Sander

    Beschreibung:

    In der vorliegenden Arbeit wird die händische Berechnung von vertikalen Verankerungskräften nach dem Traglastverfahren und DIN 1052:2004-08 mit der Berechnung durch das Computerprogramm Diamo-Wind verglichen. Dabei werden im Holztafelbau auftretende Belastungssituationen an verschiedenen Bauwerksteilen sowie verschiedene Wandsysteme untersucht. Das besondere Augenmerk liegt darauf, zu einer allgemeingültigen Aussage über die Notwendigkeit des Einsatzes der verschiedenen Berechnungsmethoden zu gelangen.

    Projektinfo (PDF)... (20.11.2015)

  • Entwicklung von vorgefertigten Rippendeckensystemen in Hybridverbundbauweise Open or Close

    Bearbeiter: TU Wien, Institut für Architekturwissenschaften: Univ. Prof. DDI Wolfgang Winter

    Beschreibung

    Das Bauwesen ist auch in modernen, postindustriellen Konsum- und Wissensgesellschaften nach wie vor ein Schlüsselbereich. Das Bauwesen ist mit Abstand der größte Verbraucher von Rohstoffen und Energien und trägt wesentlich zur Schädigung von Umwelt und Klima bei. Es ist daher für jede Gesellschaft wichtig den Bausektor konstant weiterzuentwickeln. Kreativität und neue Ideen müssen gestärkt und „ausprobiert“ werden, die Marktdominanz von einzelnen Bauweisen und Materialien muss hinterfragt werden.

    Projektinfo... (20.11.2015)

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