Zur Berechnung von Holzstabtragwerken mit mehrlagigen nachgiebigen Verbundquerschnitten

Die Brettrippenbauweise bietet Ingenieuren und Architekten die Möglichkeit, leistungsfähige, ökonomische und ästhetische gekrümmte Flächentragwerke zu realisieren. Trotz ihrer Vorzüge sind Brettrippenschalen vergleichsweise gering verbreitet. Ein Grund ist der Mangel an geeigneten Berechnungsverfahren für derartig komplexe statische Systeme aus mehrteiligen, nachgiebigen Verbundquerschnitten. Bisherige Lösungsmethoden basieren lediglich auf Spezialfällen oder stellen Näherungen dar. Eine leistungsfähige, anwenderfreundliche und zuverlässige Berechnungsmethode würde ihre häufigere Realisierung fördern. Hierzu wird in diesem Beitrag ein Finites Stabelement mit quadratischem Längsverschiebungsansatz für nahezu beliebige, mehrteilige nachgiebige Verbundquerschnitte mit räumlicher Tragwirkung nach Theorie II. Ordnung vorgestellt, an einem Beispiel verifiziert und eine maximale Elementlänge im Verhältnis zu den Fugensteifigkeiten angegeben. Das Element eignet sich z. B. auch zur Berechnung von Holz-Beton-Verbunddecken.
Die Berechnung von Durchlaufsystemen und die Berücksichtigung von Schwinden und Kriechen in den Teil querschnitten sind möglich. Die Abstände der Verbindungsmittel können abgestuft und damit optimal eingesetzt werden, was bei den derzeitig üblichen Berechnungsmethoden nicht möglich ist. Der Beitrag ist ein Auszug aus der Dissertation des erstgenannten Autors.