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Kurzfassung

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Verbinden von Rundhölzern oder prismierten Stäben zu räumlichen (dreidimensionalen) Stabkonstruktionen. Charakteristisch für derartige Stabkonstruktionen ist, dass die einzelnen Stabtragglieder, wie beispielsweise Rund- oder Kanthölzer, fachwerkartig in Knotenpunkten zusammenlaufen, was zu einer Lastkonzentration und Lastumlenkung im Knotenbereich führt. Mit Hilfe eines neuentwickelten Formkörpers aus Polymerbeton, der definierte Krafteinleitungsflächen zum Anschluss mehrerer Stabtraggliedern besitzt, wird im Verbindungsbereich jeglicher Schlupf aus der Stabkonstruktion eliminiert, so dass Verformungen innerhalb der Stabkonstruktion in nur sehr geringem Umfang auftreten.

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Hintergrund

Im Rahmen immer wichtiger werdender ökonomischer und ökologischer Gesamtbilanzierungen, gewinnt die Holzbauweise als Leichtbausystem immer mehr an Bedeutung. Aus einzelnen Stabtraggliedern zusammengesetzte Stabkonstruktionen aus Holz sind vor allem aus statisch tragende Strukturen für Gebäude, Hallen, Dächer aber auch als lasttragende Bauelemente wie z.B. Fachwerkträger, Masten etc. bekannt. Insbesondere Wand-, Dach- und Deckenkonstruktionen in Holzbauweise sind bevorzugte Leichtbausysteme. Die Konstruktion und die Fügung von Bauteilen in Holzbauweise ist relativ einfach, ihr Trage- und Funktionsverhalten und die Relation bei statischer, dynamischer und klimatischer Beanspruchung allerdings sehr komplex.

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Bilder & Videos

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Problemstellung

Bisherige Verbindungssysteme (Stahl-Holzverbindung bzw. Holz-Holzverbindung) sind entweder sehr weich (hoher Schlupf), durch inhomogene und anisotrope Materialeigenschaften des Holzes mit hohen Sicherheiten zu kalkulieren oder in ihrer Geometrie sehr eingeschränkt und somit sehr aufwendig in der Produktion.

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Lösung

Das neuartige Knotenelement (Verbindungsmittel) besteht aus Polymerbeton und dient sowohl zur Aufnahme von Zug-, Druck- und Biegemomenten als auch zum sicheren Verbinden der Stäbe aus Holz. Die Verbindung von Knoten- und Holzelement erfolgt durch in Faserrichtung eingeleimte Stahlstangen. Dadurch entsteht eine steife und duktile Verbindung, wobei die auf das Holzelement wirkende Last in Faserrichtung des Holzes abgetragen wird, wodurch Risse oder Beschädigungen des Holzelementes aufgrund von Querkräften vermieden werden können.

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Vorteile

• Eliminierung von Schlupf im Verbindungsbereich
• Vermeidung von Scherkräften in den einzelnen Stabtraggliedern
• Formkörper besteht aus einem homogenen Material mit definierten Materialeigenschaften
• Gestalt des Formkörper kann auf den Kraftverlauf angepasst werden, um Spitzenspannungen innerhalb des Querschnitts zu vermeiden
• durch die Verwendung eines Formkörpers aus Polymerbeton, kann die Stabkonstruktion leistungsfähiger, wirtschaftlicher, schlanker und damit auch ästhetischer konzipiert werden
• bei geeigneter Materialwahl liegen die Festigkeiten des Formkörpers weit über denen des anzuschließenden Stabtraggliedes
• statisch wirksame und matrialgerechte Bauweise ohne großen Abbundaufwand

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Anwendungsbereiche

Verbindung von Einzelstämmen oder prismierten Querschnitten zu räumlichen Stabkonstruktionen

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Service

Angeboten wird eine Lizenz für Herstellung und Vertrieb, exklusiv oder nicht-exklusiv.