Produktentwicklung einer Holzsystemwand - Support durch baustatische Modellierung mittels RFEM

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist es eine, von der Firma FRITZ EGGER GmbH und Co. OG (im weiteren als Firma EGGER bezeichnet) favorisierte Wandkonstruktion in Holzbauweise anhand eines FE Modells zu simulieren. Hierbei soll ein allgemeines Verständnis der gesamten Tragstruktur sowie auftretender Versagensmechanismen erlangt werden. Der Kraftfluss der Konstruktion soll konzeptionell verstanden werden und generierte Lastumlagerungen durch nicht lineares Tragverhaltensollen in die Modellierung mit einfließen um schlussendlich ein möglichst realitätsnahes Modell im Rahmen einer baupraktischen Bemessung erhalten zu können. Umgesetzt wird die baustatische Modellbildung und Realisierung mittels Finiten Elementen mit Hilfe der Software RFEM des Herstellers Dlubal in der Version 5.28. Die Wahl einer kommerziell genutzten und auch in der Privatwirtschaft in vielen Ingenieurbüros oftmals eingesetzten Software wurde bewusst getroffen, um bereits von Beginn an einen gewissen ”Konnex zur Praxis” herstellen zu können. Zur Validierung der Berechnungsergebnisse wird ein bereits im Vorfeld dieser Arbeit durchgeführter Belastungsversuch einer exemplarisch hergestellten Systemwand herangezogen. Der dabei zerstörte Probekörper wurde in Teile zerschnitten, um die aufgetretenen Bruchmechanismen im Inneren studieren zu können. Nach der virtuellen Rekonstruktion der bereits durchgeführten Versuche wird eine Variantenstudie mit Hilfe von numerischen Rechenmodellen und der aus der Validierung erhaltenen Modellparameter durchgeführt.

The aim of this work is to simulate a wall construction out of timber which was developed by the FRITZ EGGER GmbH und Co. OG company (hereinafter referred to as EGGER) by using an FE model. A general understanding of the entire load-bearing structure and the occurring failure mechanisms is to be obtained. The force flow of the construction is to be understood conceptually and generated load redistributions due to non-linear load-bearing behaviour are to be included in the modelling in order to finally be able to obtain a model that is as close to reality as possible within the framework of a practical construction design.The structural modelling and realisation is carried out by means of finite elements with the help of the software RFEM of the manufacturer Dlubal in version 5.28. The choice of a commercially used software, which is also often used in the private sector in many engineering offices, was made deliberately in order to be able to establish a certain ”connection to practice” right from the beginning.In order to validate the calculation results, a load test of an exemplary system wall was carried out prior to this work. The destroyed test specimen was cut into parts in order to be able to study the fracture mechanisms that occurred inside.After the virtual reconstruction of the tests already carried out, a variant study is carried outwith the help of numerical calculation models and the model parameters obtained from the validation.