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Querdruck (Belastung normal zur Plattenebene)

Werden BSP-Bauteile auf Querdruck beansprucht, erfolgt der Nachweis nach Glg. \eqref{eq:eqn_verification_compression_perp}.

\begin{equation} \label{eq:eqn_verification_compression_perp} {{{F_\text{c,90,d}}} \over {{k_\text{c,90,CLT}} \cdot {A_\text{c,sec}}}} \le {f_\text{c,90,CLT,d}} \end{equation}

Brettsperrholz bzw. Holz im Allgemeinen zeigt unter einer Querdruckbeanspruchung einen s-förmigen nichtlinearen Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung mit einer kontinuierlichen Versteifung bis zu einer Dehnung bzw. Stauchung von ≥ 10 %. Aus Prüfungen am vollflächig gedrückten BSP-Würfel werden daraus die Querdruckfestigkeit und -steifigkeit bestimmt. Diese Werte müssen allerdings auf reale Strukturen und Lastsituationen angewendet bzw. angepasst werden. Dies erfolgt in der Regel bzw. wie im Eurocode 5 [1] definiert mit Hilfe des kc,90-Beiwertes.

Dieser Beiwert ist i. A. von der Art der Belastung (Lasteinleitung oder -durchleitung), der Position in Bezug auf Randabstand bzw. Abstand untereinander bei mehreren Lasten und den Abmessungen des gedrückten Bauteils abhängig. Bei BSP kommt auch noch der Querschnittsaufbau (Stärke und Orientierung der einzelnen Lagen) dazu.

Im aktuellen Nationalen Anwendungsdokument Österreichs (ÖNORM B 1995-1-1 2014) [2] werden diesbezüglich einige kc,90-Beiwerte für verschiedene Lastsituationen angegeben, jedoch werden die Querschnittsabhängigkeit von BSP sowie die Abhängigkeit von der Größe der Lasteinleitungsfläche vernachlässigt.

Diese kc,90-Beiwerte werden auch bei der Berechnung der Verformungen zufolge Querdruck herangezogen (siehe Glg. \eqref{eq:eqn_verification_compression_perp_deformation}).

\begin{equation} \label{eq:eqn_verification_compression_perp_deformation} \Delta h = {{{F_\text{c,90,d}} \cdot {t_\text{CLT}}} \over {{E_\text{90,lay,mean}} \cdot {k_\text{c,90,CLT}} \cdot {A_\text{c,sec}}}} \end{equation}

[Alexandra Thiel]Trennen von Nachweis und Modell zur Berechnung der Querdruck-Beiwerte

Da der kc,90-Beiwert von vielen Parametern (u. a. auch Querschnittsaufbau bzw. -höhe sowie den Abmessungen der Lasteinleitungsflächen) abhängig ist, können nur Richtwerte für bestimmte Lastsituationen angegeben werden. In Tab. 1 und Tab. 2 sind Richtwerte für eine punktförmige Belastung mit den Abmessungen von 20 x 20 cm² bzw. für eine linienförmige Belastung mit der Breite von 20 cm angegeben. Genaue Werte können mit dem CLTdesigner ab Version 4.0 [3] berechnet werden.

Werden die Abmessungen größer, wird der kc,90-Beiwert kleiner!

Beispiel einer 5-schichtigen BSP-Platte mit punktförmiger Lastdurchleitung (oben und unten unterschiedliche Abmessungen)
Abb. 1: Beispiel einer 5-schichtigen BSP-Platte mit punktförmiger Lastdurchleitung (oben und unten unterschiedliche Abmessungen); Verlauf der Lastausbreitung (blau) und Verlauf von wef(z) und $\ell$ef(z) bzw. Ac,ef (rot) [3]
Tab. 1: kc,90,CLT – Beiwerte für punktförmige Lastein- und -durchleitung (20 x 20 cm2)
Lastsituation Anzahl der Schichten kc,90,CLT
Durchleitung Einleitung
punktförmig - mittig mittig 3 1,14 – 1,37 1,27 – 1,76
5 1,29 – 1,63 1,49 – 2,26
7 1,52 – 1,88 2,04 – 2,77
punktförmig - Rand parallel Rand parallel 3 1,11 – 1,29 1,23 – 1,57
5 1,19 – 1,47 1,38 – 1,91
7 1,41 – 1,64 1,79 – 2,24
punktförmig - Rand quer Rand quer 3 1,09 – 1,26 1,18 – 1,51
5 1,17 – 1,44 1,33 – 1,86
7 1,35 – 1,61 1,68 – 2,20
punktförmig - Ecke Ecke 3 1,07 – 1,18 1,13 – 1,35
5 1,12 – 1,30 1,23 – 1,57
7 1,25 – 1,41 1,48 – 1,78
Bilder © C. Salzmann [4]
Tab. 2: kc,90,CLT – Beiwerte für linienförmige Lastein- und -durchleitung (20 cm)
Lastsituation Anzahl der Schichten kc,90,CLT
Durchleitung Einleitung
linienförmig - mittig parallel mittig parallel 3 1,04 – 1,14 1,08 – 1,27
5 1,09 – 1,25 1,18 – 1,46
7 1,17 – 1,35 1,33 – 1,62
linienförmig - mittig quer mittig quer 3 1,09 – 1,21 1,18 – 1,38
5 1,14 – 1,30 1,27 – 1,55
7 1,25 – 1,40 1,46 – 1,71
linienförmig - Rand parallel Rand parallel 3 1,02 – 1,07 1,04 – 1,14
5 1,05 – 1,13 1,09 – 1,23
7 1,09 – 1,17 1,16 – 1,31
linienförmig - Rand quer Rand quer 3 1,05 – 1,10 1,09 – 1,19
5 1,07 – 1,15 1,13 – 1,28
7 1,13 – 1,20 1,23 – 1,36
Bilder © E. Serrano, B. Enquist [5]