Modifikation einer Prüfvorrichtung für Scheibenschubversuche von Brettsperrholzelementen
Übersetzter Titel:
Modification of a test method analysing in-plane shear behaviour of cross laminated timber (CLT)
Abstract:
Die Verwendung massiver Holzprodukte als Substitut für Stahlbeton erfährt wachsende Relevanz in der Hochbaupraxis. Für den Einsatz von Brettsperrholzelementen als aussteifende Tragwerksteile ist das Tragverhalten in Scheibenebene von großer Bedeutung. Doch die etablierten Testverfahren zur Prüfung des Bauprodukts auf Schubbeanspruchung in Scheibenebene weisen theoretische und praktische Schwächen auf.
Die bisher weniger etablierten Rahmenversuche bieten großes theoretisches Potenzial, doch gehen stets einher mit Defiziten bei den praktischen Ausführungen. Das Aufbringen eines gleichmäßigen Schubflusses auf die Prüfkörperränder ist abhängig von der gewählten Verbundmethodik. Diese bestimmt ebenfalls maßgeblich den Zeitaufwand des Ein- und Ausbaus des Prüfkörpers.
In diesem Kontext wird der bisher unerprobte Verbundmechanismus von Kerven untersucht. Der zugrunde liegenden These nach ist die Schubeinleitung mittels Kerven ausreichend stark als auch konstant und ermöglicht gleichzeitig wirtschaftliche Versuchsdurchführungen.
Umfang dieser Arbeit ist jegliche theoretische Vorarbeit für praktische Versuchsdurchführungen, mit welchen die These final verifiziert werden kann. Das beinhaltet konkret die Entwicklung einer auf den geometrischen Randbedingungen eines bestehenden Rahmens basierenden, optimierten Kervengeometrie und des weiteren die Überführung in Fertigungspläne. Gezielte Abmessungen und eine Befestigungsmethode werden erarbeitet. Darüber hinaus wird die Funktionalität an einem physischen Modell sowie mit numerischen Methoden erprobt und bestätigt.
Die finale Tauglichkeit des Verbundkonzeptes kann abschließend nur durch die praktische Präparation des Rahmens und der Prüfkörper sowie der Versuchsdurchführungen belegt werden.
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Die Verwendung massiver Holzprodukte als Substitut für Stahlbeton erfährt wachsende Relevanz in der Hochbaupraxis. Für den Einsatz von Brettsperrholzelementen als aussteifende Tragwerksteile ist das Tragverhalten in Scheibenebene von großer Bedeutung. Doch die etablierten Testverfahren zur Prüfung des Bauprodukts auf Schubbeanspruchung in Scheibenebene weisen theoretische und praktische Schwächen auf.
Die bisher weniger etablierten Rahmenversuche bieten großes theoretisches Potenzial, doch g...
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übersetzter Abstract:
The substitution of timber products for solid construction elements of concrete and steel is gaining popularity in the building sector. Utilizing CLT in important construction parts like shear walls requires a precise understanding of the in-plane behaviour of the elements under shear loads. Yet, established test methods show deficits in a theoretical and practical way.
The less established picture frame tests provide great theoretical potential but display shortcomings in execution. The introduction of a uniform shear flow to the edges of the specimen is strongly dependent on the chosen bonding method of frame and specimen. It also determines the time expenditure required to install and remove the specimen into the apparatus.
In this context, the untested bonding method of notches is analysed. According to the underlying thesis, notches as shear connectors can introduce shear in a sufficiently strong and constant way and enable economically efficient test executions at the same time.
The scope of this work is the provision of all theoretical preparatory work for the practical test executions, that can ultimately verify the thesis. This includes the development of optimized shape of the grooves based on the geometric boundary conditions predestined by an existing testing frame. Specific dimensions and a fastening procedure are developed and transferred into fabrication drawings.
Furthermore, the functionality is tested and confirmed using a physical model as well as numerical methods like finite-element analyses.
Finally, the suitability of the designed bonding system can only be proved by the practical preparation of frame and specimen, as well as the execution of test runs.
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The substitution of timber products for solid construction elements of concrete and steel is gaining popularity in the building sector. Utilizing CLT in important construction parts like shear walls requires a precise understanding of the in-plane behaviour of the elements under shear loads. Yet, established test methods show deficits in a theoretical and practical way.
The less established picture frame tests provide great theoretical potential but display shortcomings in execution. The introd...
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