Neues Verbindungskonzept aus bewehrtem Polymerfeinbeton für Faserverbund‐ und Holzwerkstoffe

• Published in: Die Bautechnik Vol. 96; no. 6; pp. 459 - 471
• Main Authors: Schmeck, Michel, Arendt, Stephan, La Magna, Riccardo, Schmid, Volker, Gengnagel, Christoph
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Berlin Wiley Subscription Services, Inc 01.06.2019
• Subjects: Bearing capacity; Conception and Design; Dies; Entwurf und Konstruktion; FFRP; FRP; GFK; Glass fiber reinforced plastics; Holz; Holzbau; Ingenieurholzbau; interlocking connections; Load tests; polymer concrete; Polymerbeton; Polymers; Rapid prototyping; Reinforced plastics; Timber construction; timber engineering; Verbindungstechnologie; Verzahnung
• ISSN: 0932-8351; 1437-0999
• DOI: 10.1002/bate.201800094

Entscheidend für die Tragfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und die Gestaltung von schlanken Konstruktionen aus Holz‐ oder Faserverbundkunststoffen (FVK) sind i. d. R. die Verbindungen. In diesem Beitrag wird ein neuartiges Verbindungskonzept für Stabwerkskonstruktionen aus Holz‐ oder FVK vorgestellt. Eine wichtige Eigenschaft dabei ist eine reversible Montagemöglichkeit. Ein weiterer Vorteil ist die Weiterleitung hoher Beanspruchungen ohne Querschnittsvergrößerungen. Das Konzept basiert auf einer formschlüssigen Kraftübertragung durch Verzahnung in Kombination mit GFK‐bewehrtem Polymerbeton. Der Werkstoff ermöglicht aufgrund seiner exzellenten Verbundeigenschaften mit Holz und FVK, seiner Tragfähigkeit sowie seiner freien Formbarkeit die Entwicklung einer vollständig neuartigen Verbindungstechnologie. Am Beispiel eines biegesteifen Längsstoßes werden die Potenziale und Herausforderungen der neuen Bauweise in Hinblick auf Detailentwicklung und Analyse aufgezeigt und diskutiert. Für den neuartigen, kaltvergossenen Verbindungsknoten erfolgten umfangreiche numerische und experimentelle Traglastuntersuchungen, die hier vorgestellt werden. Ebenfalls dargestellt werden Ansätze einer computergestützten Geometriegenerierung und Fertigung des Knotens (Rapid Prototyping) sowie weitere Entwicklungsstrategien für das Gesamtkonzept. New connection design with reinforced polymer concrete for FRP and timber Decisive for the load bearing capacity, economic efficiency and the design of slender timber constructions or fiber‐reinforced plastics (FRP) are usually the joints. This paper presents a novel connection concept for timber framework constructions. An important feature is a reversible assembly option. Another advantage is the transmission of high stresses without cross‐sectional enlargements. The concept is based on a force transmission through interlocking of toothes in combination with GRP reinforced polymer concrete. Due to its excellent bonding properties with wood and FRP, its load capacity and its free formability, the material enables the development of a completely new joining technology. Using the example of a rigid longitudinal joint, the potentials and challenges of the new construction method with regard to detail development and analysis are demonstrated and discussed. For the novel, cold‐cast connection node extensive numerical and experimental load tests will be presented. Also presented are approaches of a computer‐aided geometry generation and production of the node (rapid prototyping) as well as further development strategy for the overall concept.