Analytischer Ansatz zur Erfassung von Tragfähigkeitssteigerungen infolge von Schubverstärkungen in Bauteilen aus Brettschichtholz und Brettsperrholz

Dieser Beitrag stellt einen analytischen Ansatz zur Berechnung der Tragfahigkeit von Brettschicht- bzw. Brettsperrholzbauteilen vor, bei denen stiftformige Verbindungsmittel als Schubverstarkungen vorliegen. Das Verfahren basiert auf bekannten mechanischen Grundlagen und Werkstoffgesetzen unter Anwendung der Matrizenschreibweise. Es greift die konstruktive Anisotropie der schubverstarkten Querschnitte auf und ermoglicht auch die Erfassung des nachgiebigen Verbundes zwischen den Verstarkungselementen und dem Holzquerschnitt. Nach der Beschreibung der generellen Vorgehensweise folgt ein Vergleich mit experimentellen Untersuchungen. Fur Brettsperrholzelemente zeigte sich ein deutlicher, positiver Einfluss einer Schubverstarkung in Form von selbstbohrenden Schrauben. Fur mit selbstbohrenden Schrauben schubverstarkte Brettschichtholzbauteile ergaben sowohl das analytische Verfahren wie auch die Versuche nur eine geringe Erhohung der Schubsteifigkeit und Schubfestigkeit. Analytical approach to determine the increase in load-carrying capacity due to shear reinforcement in structural elements from glued-laminated and cross-laminated timber This article presents an analytical approach to determine the load-carrying capacity of timber elements from glued-laminated or cross-laminated timber, featuring shear reinforcements like self-tapping screws. Using matrix format, the approach is based on common theoretical concepts and constitutive equations for material properties. It uses the structural anisotropy of the cross-sections with shear reinforcement, also enabling to incorporate the semi-rigid composite action between the reinforcement and the wood material. The description of the general approach is followed by a comparison with experimental data from tests on both timber products. It is shown that shear reinforcements have a distinct positive influence on cross-laminated timber elements. Shear reinforcement by self-tapping screws in glued-laminated timber elements does in contrast only result in a small increase in shear stiffness and shear strength.