Rechnerische Nachweise für das Spaltversagen von Holz in Haupt-Nebenträger-Anschlüssen. Teil 1: Entwicklung eines Rechenmodells

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein Rechenmodell auf Grundlage der Methode der finiten Elemente entwickelt, das es erlaubt, das Spaltverhalten von Holz beim Eindrehen von Schrauben abzuschätzen. Bei unterschiedlichen Abständen und Holzdicken können die resultierenden Rissflächen berechnet werden. Hierbei werden materialspezifische Einflüsse des Holzes auf das Spaltverhalten wie u. a. die Rohdichte berücksichtigt. Die für das Aufspalten relevante Querzugtragfähigkeit des Holzes wird mit Hilfe von Federelementen modelliert, deren nicht lineares Materialgesetz auf Grundlage von Versuchen mit CT-Proben bestimmt wurde. Zur Erfassung verbindungsmittelspezifischer Einflüsse auf das Spaltverhalten wurde eine Prüfmethode entwickelt, mit der Kräfte ermittelt werden, die beim Einschrauben rechtwinklig zur Faserrichtung auf das Holzbauteil wirken. Die Prüfmethode erlaubt auch eine direkte Beurteilung des Spaltverhaltens für eine Schraube durch Vergleichsversuche mit einer Referenzschraube, für die das Spaltverhalten bekannt ist. Zur Kalibrierung und Verifizierung des Rechenmodells wurden Einschraubversuche durchgeführt, bei denen die Rissflächen durch Einfärben visualisiert wurden.