Weiterentwicklung von Brettsperrholz zu einem maßgeschneiderten Holzwerkstoff angepasst an die steigende Nachfrage und den hohen Materialeinsatz von Massivholzprodukten. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden, neben den Einflussfaktoren auf die Tragfähigkeit, ebenfalls bauphysikalische sowie verbindungs- und produktionstechnische Aspekte, von Wand- und Deckenelementen mit breitgefächerten Variationen innerhalb der Materialaufbauten, untersucht. Rohstoffzirkularität, Ressourceneffizienz und Multi-Funktionalität stehen ebenfalls im Fokus des europäischen Forschungsvorhabens.

Projektwebseite: https://www.innotlt.com/

Kontakt: Kay Ackermann

Projektziel ist die Entwicklung von Speziallamellen mit Querschnitten aus mehreren miteinander verklebten Leisten. Ausgangsmaterial sind schwierig zu verwertende Bretter und Brettschichtholz aus rückgebauten Konstruktionen. Zur Herstellung wird Brettschichtholz als Zwischenfabrikat rechtwinklig zu den Klebefugen aufgetrennt. Methodisch auf die Beanspruchung im Verbund abgestimmte Versuche an Einzelleisten bilden die Grundlage, um die streuenden Materialeigenschaften der Leisten für Monte-Carlo-Simulationen empirisch zu repräsentieren. Das Tragverhalten der Speziallamellen wird damit nach den Prinzipien des Karlsruher Rechenmodells simulationswissenschaftlich untersucht. Ergebnisse werden mit Versuchen an gezielt aufgebauten Speziallamellen validiert. Deren Wirkung im Verbund mit konventionellen Lamellen wird ebenfalls simuliert und anhand von Biegeversuchen im Bauteilmaßstab überprüft. Auf Grundlage der Forschungsergebnisse werden technische Empfehlungen für die Verwendung von Speziallamellen in Brettschichtholz und Brettsperrholz erarbeitet. Damit soll eine innovative Wertschöpfung mit schwierig zu verwertenden Brettern erzielt und die Ressourceneffizienz verbessert werden: Zu Speziallamellen aufgetrenntes Rückbau-Brettschichtholz entspricht dem Gedanken einer flachen Kaskadennutzung. Zusätzliche Laminierungs- und Homogenisierungseffekte im Verbund lassen eine stoffliche Aufwertung problematischer Bretter erwarten.

Kontakt: Alexander Weese 

Dieses Projekt wird gefördert vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Auftrag des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen aus Mitteln der Zukunft Bau Forschungsförderung (AZ 10.08.7-23.01).

Im Rahmen des Projekts wird die Nutzung von produktionsrelevanten Daten vorangetrieben. Anhand von Beispielen aus der Holzindustrie wird gezeigt, wie eine intelligente und souveräne Nutzung von Daten in einem föderativen Ökosystem gelingen kann. Darüber hinaus werden Methoden und Dienste für die Adressierung zentraler Herausforderungen entwickelt und bereitgestellt. Beabsichtigt sind die Realisierung und Dokumentation von Demonstratoren, die Weiterentwicklung und Anwendung von Big-Data-Technologien, die Mitgestaltung und Anwendung von Richtlinien und Standards, der Aufbau von Kompetenzen und Kapazitäten und die Förderung des Austausches zwischen Akteuren. champI4.0ns demonstriert den Mehrwert der Nutzung von Daten in den Anwendungsfeldern Traceability, Planung und Steuerung und Qualitätssicherung in der Holzindustrie und darüber hinaus.

Projektwebsite: https://www.champi40ns.eu/

Kontakt: Sebastian Egner

Gefördert durch:

Angesichts einer erhöhten Gefährdung der Fichtenbestände durch den Klimawandel werden im Bauwesen mittelfristig Holzwerkstoffe aus alternativen Holzarten benötigt. Ziel dieses Projekts ist deshalb, tragende Bauprodukte aus dem Holz des schnellwachsenden und trockenheitsresistenten Blauglockenbaums (auch Kiri oder Paulownia spp.) zu entwickeln, bzw. deren Entwicklung und Einführung zu ermöglichen. Da Kiriholz im Vergleich zu Fichtenholz aber deutlich leichter ist und andere mechanische sowie anatomische Eigenschaften aufweist, bedarf es zunächst der Schaffung einer grundlegenden Datenbasis, um erfolgreich eine Festigkeitssortierung von Brettern aus Kiriholz durchführen zu können. In einem zweiten Schritt sollen diese in Holzprodukten wie Brettschichtholz oder Brettsperrholz homogen und kombiniert mit Fichtenholz eingesetzt und untersucht werden.

Kontakt: Alexander Weese

Der Bau von mehrgeschossigen Holzgebäuden ist heute Stand der Technik. Hierbei wird häufig die sogenannte Plattformbauweise eingesetzt, bei welcher die Decken jeweils auf eingeschossige Wände aufgelegt werden. Daraus folgen bei zunehmender Stockwerksanzahl hohe Querdruckspannungen in den Decken, aus welchen vertikale Verformungen resultieren. Hierbei sind die kurzzeitigen Verformungen vergleichsweise gut berechenbar. Die Langzeitverformungen hingegen sind bislang schwer einzuschätzen, da keine differenzierten Verformungsbeiwerte k_def für Querdruck existieren. Besonders relevant werden diese Verformungen z.B. bei hybriden Holzgebäuden, bei denen Teile des Tragwerks wie etwa die Erschließungskerne in Form von Stahlbetonkernen erstellt werden.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Konstruktionsdetails mit minimierten Querdruckverformungen im mehrgeschossigen Holzbau und die Ermittlung von Kriechbeiwerten für Querdruckbeanspruchungen.

Kontakt: Christian Bertram

Gefördert durch:

Im privaten Hausbau findet neben der Holztafelbauweise insbesondere die Verwendung von Brettsperrholzplatten für Decken und Wände Anwendung. Dabei weist Brettsperrholz ein sehr hohes Gewicht auf, was in erster Linie dem hohen Holzeinsatz in den Brettsperrholzelementen geschuldet ist. Aus diesem Grund ist die Entwicklung einer Diagonal-Lagenholz-Leichtbauwand im Rahmen des Entwicklungsvorhabens vorgesehen. Diese ermöglicht es, durch eine anforderungsspezifische Profilierung der innenliegenden Brettlagen eine erhebliche Gewichtsersparnis von bis zu 40% zu erreichen. Durch eine diagonale Anordnung einiger Lagen können mechanische Eigenschaften erreicht werden, die gleich oder höher sind als diejenigen von Brettsperrholzplatten. Der zusätzliche Lufteinschluss durch die Profilierung gewährleistet zudem einen höheren Wärmedämmwert bei entsprechender Diffusionsoffenheit.

Kontakt: Stephan Strübel und Kay Ackermann 

Bei Laubholzverbindungen mit auf Abscheren beanspruchten stiftförmigen Verbindungsmitteln führt die hohe Rohdichte zu hohen Tragfähigkeiten und hat Einfluss auf das Tragverhalten. Materialeigenschaften und Systemparameter wie Lochleibungsfestigkeit, Auszieh- und Kopfdurchziehwiderstände beeinflussen das Verbindungsverhalten und auch die Versagensarten. Ein Versagen der Verbindungsmittelquerschnitte ist aufgrund der höheren Beanspruchung in Laubhölzern vermehrt zu beobachten. Unter einer Beanspruchung auf Abscheren weisen die Verbindungsmittel einen multiaxialen Spannungszustand auf, da Biegemomente, Scherkräfte und Normalkräften gleichzeitig wirken können. Je nach Art und Geometrie des Verbindungsmittels variieren diese und können im Rahmen einer Schnittgrößeninteraktion zu einem Scher- oder Zugversagen des Verbindungsmittels führen. Die Untersuchung des neuartigen Versagens zielt auf ein umfassendes Verständnis und eine vollständige Ausnutzung der Verbindungen ab.

Kontakt: Elisabet Kuck

Lageimperfektionen von selbstbohrenden Holzschrauben sind durch Abweichungen zwischen planmäßigem und tatsächlichem Schraubkanal gekennzeichnet. Sie stellen sich während des selbstbohrenden Einschraubens ungewollt ein und werden mit zunehmender Einschraublänge größer. Bei langen schlanken Schrauben werden Lageimperfektionen durch Mindestabstände nur unzureichend kompensiert. Innerhalb gekreuzter Anordnungen kann dies zu Berührungen oder Kollisionen zwischen Schrauben führen. Mögliche Folgen sind Gewindeschäden, plastische Verformungen oder sogar ein Abdrehen bzw. Abbrechen der Schrauben. Das beeinflusst die mechanische Wirksamkeit einer Schraubverbindung und setzt die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit herab. Das IGF-Forschungsprojekt beinhaltet das Erforschen der Ursachen von Lageimperfektionen und der Schädigungsmechanismen. Ziel ist es, Modelle zur Beschreibung von Lageimperfektionen zu entwickeln sowie praktikable Lösungen zur Vermeidung von berührungs‐ und kollisionsbedingten Problemen an Verschraubungen zu formulieren.

Kontakt: Eva Baldauf

Lövträ ist ein kooperatives Forschungsprojekt der Linné-Universität in Schweden unter Beteiligung des KIT. Gegenstand ist die Untersuchung des Materialverhaltens von Laubhölzern. Hölzer dieser Art erlauben durch ihre im Vergleich zu Nadelholz erhöhten mechanischen Kennwerte eine Reduktion der erforderlichen Querschnittsmaße und eignen sich für die Verstärkung von Nadelholzprodukten. Neben der Nutzung zur Querdruckverstärkung sind beispielsweise Querlagen aus Laubholz in Brettsperrholz zur Erhöhung der Rollschubfestigkeit denkbar. Allerdings ist bisher nur wenig über das Langzeitverhalten von Laubhölzern und den Einfluss verschiedener Klimata bekannt. Um diese Lücke zu schließen, werden Versuche unter verschiedenen klimatischen Bedingungen durchgeführt. Dabei liegt der Fokus auf der Querdruck-, Rollschub- und Lochleibungsfestigkeit. Das Prüfprogramm umfasst sowohl Kurzzeit- als auch Langzeitversuche. Geprüft werden südschwedische Hölzer aus Buche und Birke sowie Fichte als Referenz. Mit den Ergebnissen soll die Verwendbarkeit von Laubhölzern in der Bauwirtschaft unterstützt werden.

Kontakt: Elisabet Kuck und Christian Bertram

Gefördert durch:

Mit der TU München und KIT Stahl- und Leichtbau entwickeln wir einen Leitfaden mit Handlungsempfehlungen für die Wiederverwendung von Bauprodukten aus Holz und Stahl. Er zeigt Mittel und Wege auf, wie im Rückbau realisierte Bauteile wieder klassifiziert werden können, damit sie im Sinne der Kreislaufwirtschaft als tragende Bauteile wiederverwendet werden. Im Mittelpunkt stehen vor allem Nadelschnittholz, Brettschichtholz, OSB-Platten, I- und H-Profile aus Baustahl sowie Trapezblech- und Sandwichelemente. Begehungen von Rückbauobjekten und Beobachtungen an Rückbauprozessen bzw. baulichen Voraussetzungen sind entscheidende Elemente unserer Feldforschung, damit die Ergebnisse für den Leitfaden im Einklang mit der "Rückbaurealität" stehen und auf zu erwartende bauliche Gegebenheiten abgestimmt sind.

Kontakt: Matthias Frese

Positive und negative Erfahrungen mit der Dauerhaftigkeit von verbautem Holz belegen bis heute, dass gelungene vorbeugende bauliche Maßnahmen ein Garant für das langfristige Bestehen von verbautem Holz sind. Solche Maßnahmen stellen für das Holz entweder stets trockene oder aufgrund eines gegebenen Rücktrocknungspotenzials fast immer trockene Bedingungen sicher. Im Auftrag des Ministeriums für Landesentwicklung und Wohnen BW werden Konstruktionsprinzipien, Leitdetails und Empfehlungen für den vorbeugenden baulichen Holzschutz ausgearbeitet, die in DIN 68800-2 Holzschutz – Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau Eingang finden sollen. Ihre Beachtung beim Entwurf, bei der Planung, Ausführung und Instandhaltung soll zum langfristigen Bestehen von verbautem Holz beitragen.

Kontakt: Matthias Frese

Gefördert durch: