FE-Modellierung von Holzschraubenverbindungen in Vollholz und Furnierschichtholz unter axialer Beanspruchung

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vorwiegend mit der axialen Steifigkeit von selbstbohrenden Holzschrauben. Hierzu wurde ein numerisches Modell entwickelt, mit welchem sich derartige Verbindungen für nahezu beliebige Geometrien und Einbindetiefen der Schrauben untersuchen lassen. Das Modell liefert ein vertieftes Verständnis der Spannungszustände sowohl im Holz als auch in der Schraube. Da ein Abgleich der Ergebnisse bestehender Versuche nur eine geringe Übereinstimmung mit den Simulationen ergab, wurden weitere Versuche geplant und durchgeführt. Neben klassischen Ausziehversuchen wurden auch Verbindungen geprüft, bei denen die Schrauben zuvor eingeklebt wurden. ... mehrInsbesondere für Hölzer aus Buchenschnittholz und Buchenfurnierschichtholz war eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse aus Versuchen und Simulationen zu erkennen. Dabei wiesen die eingeklebten Schrauben durchweg die höchste axiale Steifigkeit auf.

The present work mainly deals with the stiffness of joints with self-tapping wood screws. Therefore, a numerical model has been developed which can investigate such joints for various geometries and penetration depths of the screw. The model enables a deep understanding of the stress conditions in timber as well as the screw. Since existing results of given withdrawal tests did not confirm the simulation results, further tests have been evolved and performed. Apart from classic withdrawal tests, tests with screws glued into predrilled timber specimens were carried out. Especially the withdrawal tests with beech lumber and laminated veneer lumber made from beech, showed the best match with the simulation results. ... mehrThe glued screws led in all test series to the highest values of axial stiffness.