Probabilistische Bemessung von geklebten Anschlüssen im Holzbau

Kleben von tragenden Bauteilen ist im Holzbau auf wenige Anwendungsgebiete beschränkt. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Brettschichtholz oder zur Ertüchtigung bestehender Strukturen eingesetzt. Um Kleben als Alternative zu stiftförmigen mechanischen Verbindungsmitteln einzusetzen, muss die Bemessung geklebter Anschlüsse ermöglicht werden. Holzspezifische Faktoren wie Anisotropie, Streuung der mechanischen Eigenschaften und sprödes Versagen erschweren eine genaue Vorhersage. Aufgrund der auftretenden Spannungsspitzen ist ein deterministischer Spannungsnachweis nicht geeignet. Eine Alternative zur Bestimmung der Tragfähigkeit geklebter Anschlüsse bietet die in diesem Beitrag vorgestellte probabilis tische Methode, die es erlaubt, die Spannungsverteilungen in geklebten Verbindungen mit ihren Spannungsspitzen und die Streuungen der Festigkeitswerte des Werkstoffes zu erfassen. Im Rahmen der vorgestellten Arbeit wurden geklebte Doppel-Laschenanschlüsse sowohl experimentell als auch numerisch betrachtet, wobei der Einfluss der überlappungslänge, der Klebschichtdicke und des Klebstoff-E-Moduls betrachtet wurde. Im Anschluss wurde ein probabilistisches Bemessungsverfahren angewendet und eine gute übereinstimmung zwischen experimentellen und theoretischen Traglasten erreicht. Das Verfahren kann unmittelbar für die Bemessung geklebter Anschlüsse angewandt werden.

Probabilistic design of adhesively bonded timber joints.
The use of adhesive bonding in structural timber engineering is limited to the production of laminated wood and the toughening of existing structures. To use adhesives as an alternative to mechanical fasteners, an accurate and reliable design method has to be developed. Characteristic material properties of wood such as anisotropy, large scattering of mechanical values and brittle failure complicate the capacity prediction of bonded joints. A deterministic approach is not able to deal with the stress peaks inside the joints. With the probabilistic concept, an alter native solution is presented, which allows for a strength prediction under consideration of the complex stress distributions and the stress peaks in the joint, as well as the scatterings of the mechanical properties of the material. Adhesively bonded double lap joints were investigated both experimentally and numerically under consideration of various parameters such as overlap length, adhesive layer thickness and type of adhesive. The probabilistic design method was applied and good agreement between experimental and theoretical failure loads was obtained. The proposed method has immediate actionable application for the dimensioning of adhesively bonded timber joints.