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Die derzeitigen Regelungen zur Bemessung der Tragfähigkeit von ungeschützten Holzverbindungen mit stabförmigen Verbindungsmitteln im Brandfall basieren überwiegend auf empirisch gewonnenen Daten. In einem Forschungsvorhaben "Stabförmige Verbindungsmittel im Brandfall, Grundlagenuntersuchungen", wurde ein theoretisches Modell zur Ermittlung der Tragfähigkeit zweischnittiger, auf Abscheren beanspruchter Stabdübelverbindungen im Brandfall entwickelt. Mit Hilfe des entwickelten Modells konnte mit FE-Berechnungen die Temperaturentwicklung innerhalb einer Verbindung im Brandfall abgebildet werden. Zur Bestätigung der theoretischen Erkenntnisse als Voraussetzung für eine Umsetzung in die zukünftige Brandschutznormung wurden nun Versuchsreihen an zweischnittigen Holzverbindungen mit Stabdübeln durchgeführt. Schwerpunkt der Untersuchungen bildeten Versuche an Verbindungsgeometrien mit einer Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten. Zusätzlich wurden zwei Probekörper für eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten bemessen und geprüft.
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis III
Tabellenverzeichnis VI
Formelzeichen und Abkürzungen VII
1 Einführung 1
1.1 Ausgangssituation und Problembeschreibung 1
1.2 Ziel des Forschungsvorhabens 3
2 Konzeption der Brandversuche 4
2.1 Allgemeines 4
2.2 Geometrie der Probekörper 4
2.3 Bestimmung der aufzubringenden Beanspruchung im Brandfall 5
2.3.1 Rohdichte des Holzes 6
2.3.2 Zugfestigkeit des Stahls 7
2.3.3 Beanspruchbarkeit der Verbindungen im Brandfall 7
3 Versuchsvorbereitung 9
3.1 Aufbau und Herstellung der Probekörper 9
3.1.1 Vorfertigung der Holzelemente 9
3.2 Befestigung der Thermoelemente an den Stabdübeln 11
3.3 Zusammenbau der Probekörper 12
3.4 Anordnung der Thermoelemente 15
3.5 Klimatisierung der Probekörper 15
4 Versuchsdurchführung 16
4.1 Allgemeines 16
4.2 Versuchseinrichtung 16
4.3 Kaltversuche 19
4.4 Brandbeanspruchung nach DIN EN 1363-1 (ISO 834-1) 22
4.5 Brandversuche 23
5 Auswertung der Versuche 26
5.1 Allgemeines 26
5.2 Temperaturverlauf im Brandraum 26
5.3 Temperaturen innerhalb der Verbindungen 27
5.3.1 Temperaturverläufe in den Stabdübeln 27
5.3.2 Temperaturverläufe im Holz 35
5.4 Abbrandraten des Holzes 40
5.5 Tragfähigkeiten der Verbindungen 41
6 Beurteilung des Bemessungsvorschlags 47
7 Zusammenfassung und Ausblick 50
Literaturverzeichnis 52
Anhang A: Zugversuche Stabdübel 53
Anhang B: Ermittlung der Rohdichte des Holzes 57
Anhang C: Geometrie der Probekörper 59
Anhang D: Lage und Bezeichnung der Thermoelemente 67
Anhang E: Kaltversuche und Tragfähigkeiten und Verformungen der Verbindungen 75
Anhang F: Temperaturverläufe in der Brandkammer 83
Anhang G: Temperaturmesswerte der Probekörper 97
Anhang H: Brandversuche ý Verformungen der Verbindungen 125
Anhang I: Verformung der Verbindungsmittel 139
Über den Autor / die Autorin
Prof. Dipl.-Ing. Claus Scheer war bis 2003 Leiter des Fachgebietes Baukonstruktionen/ Holz- und Mauerwerksbau an der Technischen Universität Berlin. Er ist ö.b.u.v. Sachverständiger für Schäden an Gebäuden und Mitherausgeber des Holzbau-Taschenbuches. Die letzten drei Ausgaben von DIN 1052 sind unter seiner Mitwirkung entstanden.
Dr.-Ing. Mandy Peter ist Lehrbeauftragte für die Fächer Baukonstruktionen und Ingenieurholzbau an der Technischen Universität Berlin.
