Geklebter Holz-Beton-Verbund: Verbundfestigkeit und Bauteilbemessung

Jens Frohnmüller befasst sich in seinen wissenschaftlichen Untersuchungen mit der Holz-Beton-Verbundbauweise und hier insbesondere damit, wie der Verbund zwischen diesen beiden unterschiedlichen Werkstoffen als geklebte Verbindung hergestellt werden kann. Die Motivation, Holz und Beton in Kombination für biegebeanspruchte Tragelemente zu verwenden, ergibt sich aus den bauphysikalisch-konstruktiven Anforderungen für Deckenkonstruktionen bei mehrgeschossigen Gebäuden. Neben dem Tragverhalten und dem Schwingungsverhalten spielt hier insbesondere der Schallschutz zwischen unterschiedlich genutzten Nutzungseinheiten eine wichtige Rolle, ebenso der Beitrag von Deckenkonstruktionen zur Speichermasse in Verbindungen mit den Anforderungen des sommerlichen Wärmeschutzes. Zur mechanischen Verbindung von Holz und Beton gibt es eine Fülle unterschiedlicher technischer Lösungsmöglichkeiten. Diese reichen von der Verwendung stiftförmiger Verbindungsmittel bis hin zu unterschiedlichen Ausführungen des Formschlusses. Mit wenigen einzelnen Ausnahmen gelingt die Fügung der beiden Werkstoffe mit den vorhandenen Verbindungstechnologien nur dann, wenn der Beton in fließfähiger Form mit dem Holz in Verbindung gebracht wird. Gegenüber dieser klassischen Ortbetonbauweise weist die Verwendung von Stahlbetonfertigteilen einige Vorteile auf. Dazu zählt insbesondere die einfache und gleichzeitig mechanisch optimale Fügung der beiden Bauteilkomponenten. Dass mit geeigneten Klebstoffen auch unter baupraktischen Bedingungen eine sichere Ausführung des Verbunds gelingt, konnte sowohl im Labor als auch unter realen Baustellenbedingungen bereits gezeigt werden. Um die Bauweise nun für eine allgemeine Anwendbarkeit weiterzuentwickeln, ist es erforderlich, Berechnungsmethoden zur Verfügung zu stellen auf der Grundlage klarer strukturmechanischer und statistischer Regeln und unter der Berücksichtigung der werkstoffmechanischen Besonderheiten des geklebten Verbundes. An dieser Stelle setzt die Arbeit von Jens Frohnmüller an. Jens Frohnmüller hat in seiner Dissertation eine klar strukturierte Systematik zur Verknüpfung der an kleinformatigen Prüfkörpern Festigkeitswerten mit der Bemessung von Bauteilen entwickelt, und damit einen für Forschung und Baupraxis gleichermaßen wegweisenden Beitrag geliefert. Ich wünsche der vorliegenden Dissertationsschrift eine gute Verbreitung in der Fachwelt.

Klappentext

Das Ziel dieser Arbeit ist die zuverlässige Prognose des Verbundversagens in der Klebefuge eines Holz-Beton-Verbundbauteils. Dazu sollen eine Berechnungsmethode und ein geeignetes Versagenskriterium entwickelt werden, die sowohl die Festigkeit der Betonoberfläche als auch die Festigkeit des Holzbauteils berücksichtigen. Ferner wird angestrebt, die Ergebnisse der Untersuchungen an Verbundkörpern schlüssig auf den Maßstab des Bauteils zu übertragen. Hierfür wird eine Berechnungsmethode für geklebte Holz-Beton-Verbundbauteile erarbeitet, mit der sowohl ein Verbundversagen der Klebefuge als auch ein Versagen des gesamten Bauteils mit hoher Zuverlässigkeit prognostiziert werden kann.