Beitrag zur Entwicklung von Holz-Holzbeton-Betonverbunddecken

Abstract

Im Rahmen des Forschungsprojektes Weitgespannte Flachdeckensysteme in Holzspanbeton-Verbundbauweise, gefördert durch die österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), übernahm das Institut für Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau (ITI) der TU-Wien die wissenschaftliche Leitung. Für die Durchführung und Auswertung von Material- und Bauteilversuchen wurde das Institut für Hochbau und Technologie- Forschungsbereich für Baustoehre, Werkstofftechnologie und Brandsicherheit beauftragt. Mit dem Ziel, für den seit Jahren bekannten Werkstoff Holzbeton (Holzspanbeton) weitere Anwendungsmöglichkeiten zu finden, sollten dazu umfassende Untersuchungen durchgeführt werden. Konkretes Ziel des Projektes ist, den genannten Werkstoff für ein tragendes Flachdeckensystem einzusetzen. Dabei wird Holzspanbeton als Zwischenschicht eines Sandwichquerschnittes aus Holz und Beton eingesetzt, um das Gewicht der Gesamtkonstruktion zu reduzieren. Daher stellt sich für diese neue Entwicklung die Frage, ob ein Verbund durch diese weiche Zwischenschicht überhaupt möglich ist. Aus diesem Grund wurde bereits durch das ITI eine Diplomarbeit mit umfassenden Scher- und Plattenversuchen durchgeführt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen weiteren Beitrag zur Entwicklung dieses Flachdeckensystems zu leisten. Dazu wurden vom Verfasser weitere Scherversuche und Biegeversuche mit Plattenstreifen unterschiedlicher Länge (also Spannweite) durchgeführt. Die genannten Versuche sollen einen Aufschluss über das Verbundverhalten und damit über das Trag- und Verformungsverhalten verschiedener Aufbauten und Verbindungsmittel geben. Am Beginn dieser Arbeit werden die für die Versuche verwendeten Materialien, sowie einige Verbundsysteme beschrieben. In weiterer Folge wird dann die Herstellung undDurchführung der Vorversuche und Hauptversuche (Biegeversuche) sowie deren Ergebnisse erläutert. Am Ende der Arbeit werden noch einige Vergleichsberechnungen zu den durchgeführten Versuchen angesetzt. Durch die Versuche und den durchgeführten Vergleichsberechnungen konnte gezeigt werden, dass es mit den angedachten Aufbauten möglich, ist imWohnbau übliche Lasten aufzunehmen. Mit der Verwendung von Holzschrauben oder der vollächigen Verklebung zwischen der Holz und Holzbetonschicht, konnte eine gute Verbundwirkung und damit ein gutes Tragverhalten erzielt werden.

The research project Weitgespannte Flachdeckensysteme in Holzspan-beton-Verbundbauweise is supported by the Austrian Research Promotion Agency (FFG). The Institute of Architectural Sciences - Structural Design and Timber Engineering was entrusted with the scientific management. Moreover, the Institute of Building Construction and Technology is responsible for all material tests und component examinations. The objective is to find new applications for the well known material wood-concrete. The main goal is to apply this material into a at slab. Therefore a wood concrete layer should be embedded in a normal timber-concrete composite slab like the middle part of a sandwich cross section. The main advantage of this new construction is to save some weight. Consequently, the fundamental question is: Is it possible to achieve a stiffff connection with a weak layer, such as wood-concrete, between the concrete and the timber parts? For this reason, some shear tests and some bending tests were already done by a graduate student at the Department of Architectural Sciences. In addition to those experiments, for this master's thesis several further shear and bending tests were done by the writer. The eperiments shall give information about the connection, the failure and the deection behaviour of different constructions. The paper starts with a describtion of the materials used for the tests aswell as some common composite structures. Furthermore it is commented on the production of the test elements and the tests with their results. At the end of this paper the results of the tests are compared with results of the calculations. With the calculations it was possible to demonstrate that some of the planned structures are suitable for slabs in residential buildings. The planned structure isable to carry common loads for normal use. Screws and glues achieve a good connection between the timber and the wood-concrete layer. As a result, the behaviour of a screwed or a glued structure in case of bearing capacity is suitable.