Verbundträger aus Massivholz und Stahl – Entwicklung, Bemessung und Anwendung

Um dem wachsenden Bedarf an neuen Gebäuden gerecht zu werden und gleichzeitig den Verbrauch von Rohstoffen, Energie und Emissionen zu begrenzen, scheint es zielführend zu sein, eine Verbundwirkung zwischen Massivholz und Stahlträgern herzustellen. Die Schubverformungen der Verbundmittel sowie der Querlagen des Brettsperrholzes führen jedoch zu einem deutlich anderen Tragverhalten als bei Verbundträgern aus Beton und Baustahl. Daher wurden das Verbundbiegetragverhalten sowie die Verbundmittel experimentell und numerisch an verschiedenen Forschungseinrichtungen untersucht. Um die baupraktische Anwendung zu ermöglichen, wurde ein analytischer Bemessungsansatz für das elastische Verbundtragverhalten hergeleitet, der in diesem Beitrag mitsamt seiner numerischen Grundlage dargelegt wird. Auf Basis der bisherigen Erkenntnisse wird das Potenzial der Bauweise an konkreten Anwendungsszenarien unter Berücksichtigung der relevanten Bewertungskriterien aufgezeigt und bestätigt.

Strengthening mass timber elements through a composite effect with steel girders could help meeting the growing demand for new buildings and still limiting the consumption of resources, energy and emissions. However, the shear deformations of the shear connectors and the transverse layers of cross‐laminated timber lead to a complex deformation behaviour. For this reason, the composite bending behaviour as well as the shear connectors were investigated experimentally and numerically. A design approach for steel‐timber composite beams was derived to enable the application of the systems in practice. The approach and its numerical background are presented in this article. As a further step to application, the potential of the composite beams is confirmed in realistic application scenarios.