Querdruckvorspannung von Holz mit Vollgewindeschrauben - Relaxation und Anwendung

Eine wirksame Methode zur Verstärkung von Bauteilen aus Brettschichtholz stellen selbstbohrende Holzschrauben mit Vollgewinde dar. In Bereichen mit großer Querzugbeanspruchung, zum Beispiel bei Ausklinkungen und Durchbrüchen, werden die Querzugkräfte durch die Schrauben aufge-nommen. Die vollständige Verstärkungswirkung kann aber erst nach der Ausbildung kleiner Risse erreicht werden, da Schraube und Holz quer zur Faser gleichzeitig gedehnt werden. Werden die querzuggefährdeten Bereiche durch eine Querdruckvorspannung überdrückt, können Risse minimiert oder sogar vollständig vermieden werden.
In einem Forschungsvorhaben wurden in Zusammenarbeit mit einem Schraubenhersteller Schrauben mit veränderlicher Gewindesteigung entwickelt, mit denen beim Einschrauben planmäßig Querdruckspannungen im Holz erzeugt werden können. In Relaxationsversuchen kann gezeigt werden, dass die Querdruckspannung bei gleichbleibender Feuchte innerhalb von 30 Stunden auf einem konstanten Niveau von ca. 75 % der Ausgangsspannung gehalten werden kann.
Am Beispiel eines gekrümmten Trägers aus Brettschichtholz wird gezeigt, dass durch Schrauben mit veränderlicher Gewindesteigung einerseits die Verstärkungswirkung von Vollgewindeschrauben verbessert werden kann und andererseits die Querzugspannungen bei Schwindvorgängen reduziert werden können.