25.04.2013 Aufrufe

Eingeklebte Stahlstäbe - Hbv-systeme.de

Eingeklebte Stahlstäbe - Hbv-systeme.de

Eingeklebte Stahlstäbe - Hbv-systeme.de

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.

<strong>Eingeklebte</strong> <strong>Stahlstäbe</strong><br />

Gewin<strong>de</strong>stäbe<br />

Betonstähle<br />

<strong>Eingeklebte</strong>r Stahlstab<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

Technisches Dossier<br />

Der Inhalt dieser Dokumentation darf nur mit Zustimmung <strong>de</strong>r TiComTec GmbH veröffentlicht o<strong>de</strong>r an externe<br />

Stellen weitergegeben wer<strong>de</strong>n. TiComTec GmbH schliesst in je<strong>de</strong>m Falle bei Schä<strong>de</strong>n o<strong>de</strong>r Folgeschä<strong>de</strong>n mit<br />

Bezug auf diese Dokumentation jegliche Haftung aus.<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 1 von 18


Inhaltsverzeichnis<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

1. Grundlagen und Anfor<strong>de</strong>rungen ........................................................................ 3<br />

2. Entwurf und Bemessung von Verbindungen........................................................ 5<br />

2.1 Bemessungskonzept ................................................................................. 5<br />

2.1.1 Allgemein ............................................................................................ 5<br />

2.1.2 Bemessungsverfahren ........................................................................... 5<br />

2.1.3 Bemessungsverfahren nach EC 5 ............................................................ 5<br />

2.1.4 Bemessungswert <strong>de</strong>r Einwirkung............................................................. 5<br />

2.2 Materialanfor<strong>de</strong>rungen .............................................................................. 6<br />

2.2.1 Klebstoff .............................................................................................. 6<br />

2.2.2 Holz .................................................................................................... 6<br />

2.2.3 Stahlstab ............................................................................................. 6<br />

2.3 Dauer <strong>de</strong>r Lasteinwirkung und Nutzungsklassen........................................... 7<br />

2.3.1 Dauer <strong>de</strong>r Lasteinwirkung ...................................................................... 7<br />

2.3.2 Nutzungsklasse .................................................................................... 7<br />

2.3.3 Modifikationsbeiwerte kmod ..................................................................... 7<br />

2.4 Beanspruchung in Richtung <strong>de</strong>r Stabachse .................................................. 8<br />

2.4.1 Tragsicherheitsnachweis bei Beanspruchung parallel zur Stabachse............. 8<br />

2.4.2 Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong> bei Zug- o<strong>de</strong>r Druckbeanspruchung ................................ 8<br />

2.4.3 Bemessungswerte <strong>de</strong>r Streckgrenze und <strong>de</strong>r Zugfestigkeit von <strong>Stahlstäbe</strong>n 9<br />

2.4.4 Grenzzugkräfte von Anschlussstäben....................................................... 9<br />

2.4.5 Nachweise <strong>de</strong>r Klebefuge ......................................................................10<br />

2.4.6 Tragwi<strong>de</strong>rstand <strong>de</strong>s Holzquerschnitts......................................................10<br />

2.4.7 Querzugnachweis im Grundmaterial .......................................................10<br />

2.5 Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse ................................................11<br />

2.5.1 Allgemein ...........................................................................................11<br />

2.5.2 Nachweis bei Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse .........................12<br />

2.6 Temperatureinfluss..................................................................................13<br />

2.6.1 Allgemein ...........................................................................................13<br />

2.6.2 Anfor<strong>de</strong>rungen an die Klebefuge ............................................................13<br />

2.6.3 Bemessung für <strong>de</strong>n Brandfall.................................................................13<br />

2.7 Anschlussverformung ..............................................................................13<br />

2.7.1 Beanspruchung in Richtung <strong>de</strong>r Stabachse ..............................................13<br />

3. Montageanweisung zum Einkleben von Stahlteilen .............................................14<br />

3.1 Allgemein...............................................................................................14<br />

3.2 Bohrung und Positionierung <strong>de</strong>s Stahlstabs ................................................14<br />

3.3 Vorgehen ...............................................................................................14<br />

4. Anwendungsbeispiele .....................................................................................15<br />

5. Wichtige Hinweise zur Haftung ........................................................................16<br />

6. Anhang.........................................................................................................17<br />

6.1 Literatur.................................................................................................17<br />

6.2 Aufsätze, Referate, Berichte .....................................................................17<br />

6.3 Normen, bauaufsichtliche Zulassungen, Empfehlungen ................................18<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 2 von 18


1. Grundlagen und Anfor<strong>de</strong>rungen<br />

1.1 Allgemeine Grundlagen<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

Die Ausführung eingeklebter <strong>Stahlstäbe</strong> in tragen<strong>de</strong> Holzbauteile erfor<strong>de</strong>rt die beson<strong>de</strong>re<br />

Sachkun<strong>de</strong> <strong>de</strong>r damit beauftragten Personen und eine Ausstattung <strong>de</strong>r Betriebe mit <strong>de</strong>n<br />

entsprechen<strong>de</strong>n Einrichtungen. Die in dieser Dokumentation aufgeführten Angaben basieren<br />

auf <strong>de</strong>r Grundlage <strong>de</strong>r DIN 1052:2008-12 und werkseigenen Versuchen zur Erlangung<br />

einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung. Weitergehen<strong>de</strong>, nationale Normen<br />

und Bestimmungen müssen bei <strong>de</strong>r Bemessung und Ausführung berücksichtigt wer<strong>de</strong>n.<br />

1.2 Anfor<strong>de</strong>rungen an die <strong>Stahlstäbe</strong><br />

Die Bemessungsangaben gelten für Verbindungen in Bauteilen aus Holz mit eingeklebten<br />

<strong>Stahlstäbe</strong>n. Die Oberfläche <strong>de</strong>r <strong>Stahlstäbe</strong> kann verzinkt o<strong>de</strong>r unverzinkt sein. Die Stahlgüte<br />

muss <strong>de</strong>n in <strong>de</strong>r Bemessung gemachten Angaben entsprechen.<br />

Für die Gewin<strong>de</strong>stäbe gilt DIN 976-1 für die Betonrippenstähle die DIN 488-1. Der Nenndurchmesser<br />

d für die <strong>Stahlstäbe</strong> beträgt min<strong>de</strong>stens 6 mm und höchstens 30 mm.<br />

1.3 Min<strong>de</strong>steinklebelänge<br />

a) Gewin<strong>de</strong>bolzen<br />

b) Betonstahl<br />

Nenndurchmesser d Min<strong>de</strong>steinklebelänge lad,min<br />

6 mm 60 mm<br />

8 mm 80 mm<br />

10 mm 100 mm<br />

12 mm 120 mm<br />

14 mm 140 mm<br />

16 mm 160 mm<br />

18 mm 180 mm<br />

20 mm 200 mm<br />

22 mm 245 mm<br />

24 mm 290 mm<br />

26 mm 340 mm<br />

28 mm 395 mm<br />

30 mm 450 mm<br />

Im Holzbau wer<strong>de</strong>n bevorzugt die Durchmesser d= 12 mm, 16 mm und 20 mm eingesetzt.<br />

Die Min<strong>de</strong>steinklebelänge lad,min errechnet sich <strong>de</strong>r DIN 1052:2008-12, Gleichung 277.<br />

lad,min= max(0,5 x d 2 ; 10 x d)<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 3 von 18


1.4 Anfor<strong>de</strong>rungen an <strong>de</strong>n Bohrlochdurchmesser<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

Der Bohrlochdurchmesser muss bei Gewin<strong>de</strong>bolzen min<strong>de</strong>stens 2,0 mm bis maximal<br />

4,0 mm größer als <strong>de</strong>r Nenndurchmesser <strong>de</strong>r <strong>Stahlstäbe</strong> sein.<br />

Bei Betonrippenstählen muss <strong>de</strong>r Bohrlochdurchmesser <strong>de</strong>n Werten <strong>de</strong>r nachfolgen<strong>de</strong>n<br />

Tabelle entsprechen.<br />

Nenndurchmesser d<br />

<strong>de</strong>r Betonrippenstähle<br />

in mm<br />

Bohrlochdurchmesser<br />

in mm<br />

6 ≤ d ≤ 10 d + 2,5 ± 0,5<br />

10 ≤ d ≤ 20 d + 4,0 ± 1,0<br />

20 ≤ d ≤ 30 d + 5,5 ± 0,5<br />

1.5 Bestimmungen für die Ausführung<br />

Die Montageanweisungen <strong>de</strong>s Klebstofflieferanten für das Einkleben <strong>de</strong>r Stahlelemente<br />

müssen befolgt wer<strong>de</strong>n.<br />

Im Allgemeinen ist darauf zu achten, dass die Holzfeuchtigkeit ≤ 15% beträgt und die<br />

Bauteiltemperatur min<strong>de</strong>stens 18°C.<br />

Besteht eine Verbindung aus mehreren, zusammenwirken<strong>de</strong>n <strong>Stahlstäbe</strong>n, die in Stabachse<br />

auf Zug beansprucht wer<strong>de</strong>n und mit einem an<strong>de</strong>ren Bauteil verschraubt wer<strong>de</strong>n,<br />

müssen die Muttern so angezogen wer<strong>de</strong>n, dass die Zugkräfte zwischen <strong>de</strong>n einzelnen<br />

HSK-Rohrverbin<strong>de</strong>rn gleichmäßig verteilt sind.<br />

Bei auf Druck beanspruchten <strong>Stahlstäbe</strong>n ist ein Knicknachweis zu führen.<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 4 von 18


2. Entwurf und Bemessung von Verbindungen<br />

2.1 Bemessungskonzept<br />

2.1.1 Allgemein<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

Die Konzeption und Bemessung von "<strong>Eingeklebte</strong>n Stahlteilen in tragen<strong>de</strong>n<br />

Holzbauteilen" erfor<strong>de</strong>rt die beson<strong>de</strong>re Sachkun<strong>de</strong> <strong>de</strong>s damit beauftragten Ingenieurs.<br />

2.1.2 Bemessungsverfahren<br />

Die Angaben zur Bemessung von Verbindungen setzen ein semiprobabilistisches<br />

Bemessungskonzept voraus. Dabei wird zwischen Grenzzustän<strong>de</strong>n <strong>de</strong>r Tragfähigkeit und<br />

<strong>de</strong>r Gebrauchstauglichkeit unterschie<strong>de</strong>n und es wer<strong>de</strong>n die für <strong>de</strong>n Grenzzustand <strong>de</strong>r<br />

Tragfähigkeit massgeben<strong>de</strong>n Lasten mit entsprechen<strong>de</strong>n Sicherheitsbeiwerten<br />

multipliziert.<br />

2.1.3 Bemessungsverfahren nach EC 5<br />

Verschie<strong>de</strong>ne europäische Tragwerksnormen berücksichtigen ein semiprobabilistisches<br />

Bemessungsverfahren nach <strong>de</strong>r Grundlage <strong>de</strong>s EUROCODE (EC5. resp. EC1). Die DIN<br />

1052:2008-12 ist die <strong>de</strong>utsche Norm für Tragwerke in Holz und basiert auf <strong>de</strong>m EC5.<br />

Die in diesem Kapitel aufgeführten Angaben basieren auf <strong>de</strong>n Angaben <strong>de</strong>r<br />

DIN 1052:2008-12<br />

Für Bemessungsverfahren die auf <strong>de</strong>m Konzept mit zulässigen Spannungen beruhen<br />

dürfen die Angaben in diesem Kapitel nicht verwen<strong>de</strong>t wer<strong>de</strong>n!<br />

2.1.4 Bemessungswert <strong>de</strong>r Einwirkung<br />

Der Bemessungswert <strong>de</strong>r Beanspruchung "Ed“ wird nach DIN 1055-100, "Einwirkungen<br />

auf Tragwerke, Teil 100 Grundlagen <strong>de</strong>r Tragwerksplanung" bestimmt:<br />

Grundkombination:<br />

Außergewöhnliche Situation:<br />

Erdbeben:<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 5 von 18


2.2 Materialanfor<strong>de</strong>rungen<br />

2.2.1 Klebstoff<br />

2.2.2 Holz<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

2-Komponenten Polyurethanklebstoff (PURBOND ® CR421)<br />

2-Komponenten Epoxydharzklebstoffe (WEVO EP32S)<br />

Holzart: Fichte und Tanne, Furnierschichtholz<br />

Das Einkleben in an<strong>de</strong>re Holzarten ist nur nach Rücksprache mit <strong>de</strong>m<br />

Klebstoffhersteller möglich.<br />

Festigkeitsklasse: Empfohlene Min<strong>de</strong>stanfor<strong>de</strong>rung:<br />

Vollholz C24 o<strong>de</strong>r Brettschichtholz GL24h<br />

Holzfeuchte beim Einkleben: Normalfall: U: ≤ 15%;<br />

Bei später zu erwarten<strong>de</strong>n Ausgleichsfeuchten von u < 12% sollte die<br />

Holzfeuchte in etwa <strong>de</strong>r Ausgleichsfeuchte im Gebrauchszustand entsprechen<br />

(~+2; -3%)<br />

Holztemperatur beim Einkleben: t≥ 18°<br />

Weitere Grundmaterialien: Das Einkleben in an<strong>de</strong>re Grundmaterialien ist nur nach<br />

Absprache mit <strong>de</strong>r TiComTec GmbH zu empfehlen.<br />

2.2.3 Stahlstab<br />

Festigkeitsklasse: - Gewin<strong>de</strong>bolzen: 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8 (DIN 976-1)<br />

A2-70, A4-70 (DIN EN ISO 3506-1)<br />

- Betonrippenstahl: BSt 500S (DIN 488-1)<br />

Durchmesser: - Gewin<strong>de</strong>bolzen: M6 bis M30<br />

- Betonrippenstahl: Ø 6 mm bis Ø 30 mm<br />

Oberfläche: Blank o<strong>de</strong>r verzinkt<br />

Die Oberfläche ist vor <strong>de</strong>r Verklebung zu reinigen.<br />

Stahltemperatur beim Einkleben: t≥ 18° C<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 6 von 18


2.3 Dauer <strong>de</strong>r Lasteinwirkung und Nutzungsklassen<br />

2.3.1 Dauer <strong>de</strong>r Lasteinwirkung<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

Für die Nachweise in <strong>de</strong>n Grenzzustän<strong>de</strong>n <strong>de</strong>r Tragfähigkeit und <strong>de</strong>r<br />

Gebrauchstauglichkeit wer<strong>de</strong>n je nach zeitlicher Beanspruchung, "Klassen <strong>de</strong>r<br />

Lasteinwirkungsdauer" unterschie<strong>de</strong>n.<br />

2.3.2 Nutzungsklasse<br />

Die Einordnung eines Bauteils in die Nutzungsklassen erfasst die Unterschie<strong>de</strong> in <strong>de</strong>r<br />

klimatischen Einwirkung. <strong>Eingeklebte</strong> <strong>Stahlstäbe</strong> sind für Tragwerksteile <strong>de</strong>r Nutzungsklassen<br />

1 und 2 (DIN 1052:2008-12) geeignet.<br />

Es wird empfohlen, die Feuchteschwankungen im Holz bei eingeklebten <strong>Stahlstäbe</strong>n auf<br />

ein Minimum zu reduzieren. Der Einfluss von Holzfeuchteän<strong>de</strong>rungen und daraus resultieren<strong>de</strong>n<br />

Zwängungen bez. Risse muss beachtet wer<strong>de</strong>n. Für <strong>de</strong>n Anwendungsbereich sind<br />

insbeson<strong>de</strong>re auch die speziellen Anfor<strong>de</strong>rungen <strong>de</strong>s verwen<strong>de</strong>ten Klebstoffes zu beachten!<br />

2.3.3 Modifikationsbeiwerte kmod<br />

Rechenwerte für die Modifikationsbeiwerte kmod für eingeklebte <strong>Stahlstäbe</strong> in Voll- und<br />

Brettschichtholz.<br />

Klasse <strong>de</strong>r<br />

Lasteinwirkungsdauer<br />

(KLED)<br />

Grössenordnung <strong>de</strong>r<br />

akkumulierten Dauer <strong>de</strong>r charakteristischen<br />

Lasteinwirkung<br />

Nutzungsklasse (NKL)<br />

1 2 3<br />

ständig länger als 10 Jahre 0,60 0,60 -<br />

lang 6 Monate bis 10 Jahre 0,70 0,70 -<br />

mittel 1 Woche bis 6 Monate 0,80 0,80 -<br />

kurz kürzer als eine Woche 0,90 0,90 -<br />

sehr kurz kürzer als eine Minute 1,10 1,10 -<br />

Ausgleichsfeuchten von Holzbaustoffen 10 +- 5% 15 +- 5% 18 +- 6%<br />

Für <strong>de</strong>n Klebstoff PURBOND CR421 ist zu beachten:<br />

- Der Modifikationsfaktor kmod für die Klasse <strong>de</strong>r Lasteinwirkungsdauer „ständig“<br />

nach DIN 1052:2008-12 ist um 15% abzumin<strong>de</strong>rn.<br />

- Das Einkleben von <strong>Stahlstäbe</strong>n in Lärchenholz ist nicht zulässig.<br />

- Das Einkleben von <strong>Stahlstäbe</strong>n ist nur in <strong>de</strong>r Nutzungsklasse 1 zulässig.<br />

- Die Bauteiltemperatur darf 50°C nicht überschreiten.<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 7 von 18


2.4 Beanspruchung in Richtung <strong>de</strong>r Stabachse<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

2.4.1 Tragsicherheitsnachweis bei Beanspruchung parallel zur Stabachse<br />

Versagen Stahlstab: Fax,d ≤ Rax,S,d<br />

Versagen Klebfuge im Holz: Fax,d ≤ Rax,K,d<br />

Um ein duktiles Versagen <strong>de</strong>r Verbindung sicherzustellen, sind die Verbindungen so zu<br />

konzipieren, dass die Streckgrenze <strong>de</strong>s Stahlstabs vor <strong>de</strong>m Versagen <strong>de</strong>r<br />

Klebstoffverbindung erreicht wird:<br />

Rax,S,d < Rax,K,d<br />

2.4.2 Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong> bei Zug- o<strong>de</strong>r Druckbeanspruchung<br />

Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong> von parallel und rechtwinkelig zur Faserrichtung eingeklebten<br />

<strong>Stahlstäbe</strong>n bei paralleler Beanspruchung zur Stabachse nach Bild 52 aus<br />

DIN 1052:2008-12<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 8 von 18


Parallel zur Faser eingeklebte <strong>Stahlstäbe</strong><br />

Rechtwinklig zur Faser eingeklebte <strong>Stahlstäbe</strong><br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

a2 = 5 x d<br />

a2,c = 2,5 x d<br />

a1 = 4 x d<br />

a2 = 4 x d<br />

a1,c = 2,5 x d<br />

a2,c = 2,5 x d<br />

Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong> von in Richtung <strong>de</strong>r Stabachse beanspruchten eingeklebten <strong>Stahlstäbe</strong>n<br />

nach Tabelle 24 in DIN 1052:2008-12<br />

2.4.3 Bemessungswerte <strong>de</strong>r Streckgrenze und <strong>de</strong>r Zugfestigkeit von<br />

<strong>Stahlstäbe</strong>n<br />

Streckgrenze Gewin<strong>de</strong>stab: Rax,S,d= Aef,S x fy,b,k /1,1/ γM<br />

Zugfestigkeit Schraubenverbindung: Rax,S,d= Aef,S x fu,b,k /1,25/ γM<br />

Für die Bemessung <strong>de</strong>s Stahlstabes muss <strong>de</strong>r kleinere <strong>de</strong>r bei<strong>de</strong>n Werte angenommen<br />

wer<strong>de</strong>n.<br />

2.4.4 Grenzzugkräfte von Anschlussstäben<br />

Empfehlung für die Bemessungswerte in kN je Gewin<strong>de</strong>stab mit metrischem Gewin<strong>de</strong> und<br />

für Betonstahl<br />

Durchmesser Stahlstab Klassifizierung <strong>de</strong>r Festigkeiten<br />

Nenn-Ø As AØ,BSt 4.6 4.8 5.6 5.8 8.8 BSt 500S<br />

mm mm² mm² kN kN kN kN kN kN<br />

M6 20,1 28,3 3,99 5,32 4,98 6,64 10,63 12,3<br />

M8 36,6 50,3 7,26 9,68 9,07 12,10 19,36 21,9<br />

M10 58,0 78,5 11,50 15,34 14,38 19,17 30,68 33,9<br />

M12 84,3 113,1 16,72 22,29 20,90 27,87 44,59 49,2<br />

M14 116,7 153,9 23,15 30,86 28,93 38,58 61,73 66,9<br />

M16 157,0 201,1 31,14 41,52 38,93 51,90 83,04 87,4<br />

M20 245,0 314,2 48,60 64,79 60,74 80,99 129,59 137<br />

M24 353,0 - 70,02 93,36 87,52 116,69 186,71 -<br />

M27 459,0 - 91,04 121,39 113,80 151,74 242,78 -<br />

M30 561,0 706,9 111,27 148,36 139,09 185,45 296,73 307<br />

1) : Die Stäbe <strong>de</strong>r Festigkeitsklassen 4.6, 5.6 und BSt 500S, St500/580 weisen ein ausgeprägtes duktiles Verhalten auf<br />

2) : Spannungsquerschnitt einer Gewin<strong>de</strong>stange mit metrischem Gewin<strong>de</strong>.<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 9 von 18


2.4.5 Nachweise <strong>de</strong>r Klebefuge<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

Der Bemessungswert <strong>de</strong>s Tragwi<strong>de</strong>rstan<strong>de</strong>s <strong>de</strong>r Klebefuge berechnet sich allgemein nach<br />

DIN 1052:2008-12:<br />

Rax,K,d= kmod / γM x Rax,K,k<br />

Die charakteristische Klebfugenfestigkeit fk,1,k errechnet sich in Abhängigkeit von <strong>de</strong>r<br />

Einklebelänge lad <strong>de</strong>r Gewin<strong>de</strong>bolzen/Betonstahl zu:<br />

Verankerungslänge lad in mm Char. Klebfugenfestigkeit fk,1,k in N/mm²<br />

lad ≤ 250mm 4,0<br />

250 ≤ lad < 500mm 5,25 – 0,005 x lad<br />

500 ≤ lad < 1000mm 3,5 – 0,0015 x lad<br />

2.4.6 Tragwi<strong>de</strong>rstand <strong>de</strong>s Holzquerschnitts<br />

Bei parallel zur Holzfaser eingeklebten <strong>Stahlstäbe</strong>n ist <strong>de</strong>r Nachweis <strong>de</strong>r Festigkeit <strong>de</strong>s<br />

Nettoquerschnitts im Grundmaterial zu führen. Dabei muss jeweils die Fehlfläche durch<br />

das Bohrloch berücksichtigt wer<strong>de</strong>n. Bei auf Zug beanspruchten Verbindungen darf als<br />

wirksame Querschnittsfläche pro Stabachse höchstens eine Fläche von 36 x dS 2 angesetzt<br />

wer<strong>de</strong>n.<br />

Nachweis <strong>de</strong>r Zug-/Druckfestigkeit im Nettoquerschnitt: Fax,d≤ ft/c,d x Anet<br />

Nachweis <strong>de</strong>r Zugfestigkeit in <strong>de</strong>r wirksamen Querschnittsfläche: Fax,d≤ ft,d x n x 36 x dS 2<br />

2.4.7 Querzugnachweis im Grundmaterial<br />

Bei Zugbeanspruchung quer zur Holzfaser ist ein Nachweis im Grundmaterial zu führen,<br />

falls die Einklebelänge weniger als 0,7 <strong>de</strong>r Bauteilhöhe beträgt.<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 10 von 18


2.5 Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse<br />

2.5.1 Allgemein<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

<strong>Eingeklebte</strong> <strong>Stahlstäbe</strong> mit einer Belastung rechtwinklig zur Stabachse können wie herkömmliche<br />

Stabdübel bemessen wer<strong>de</strong>n. Auf die Tragfähigkeit haben folgen<strong>de</strong> Faktoren<br />

einen Einfluss:<br />

- Stabdurchmesser<br />

- Stahlgüte (4.6; 4.8; 5.6; ….)<br />

- Holzqualität (C24; Gl24c; GL24h; …)<br />

- Querschnitt <strong>de</strong>r Anschlussbauteile<br />

- Winkel zwischen Beanspruchung und Holzfaser<br />

- Einhaltung <strong>de</strong>r Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong><br />

- Nutzungsklasse<br />

- Klasse <strong>de</strong>r Lasteinwirkungsdauer<br />

Die Bemessung ist gemäß <strong>de</strong>r national gültigen Norm o<strong>de</strong>r <strong>de</strong>m entsprechen<strong>de</strong>n Anwendungsdokument<br />

vorzunehmen.<br />

Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong> von parallel zur Faserrichtung eingeklebten <strong>Stahlstäbe</strong>n bei<br />

rechtwinkeliger Beanspruchung zur Stabachse nach Bild 51 aus DIN 1052:2008-12<br />

Parallel zur Faser eingeklebte <strong>Stahlstäbe</strong><br />

Rechtwinklig zur Faser eingeklebte <strong>Stahlstäbe</strong><br />

a2 = 5 x d<br />

a2,c = 2,5 x d<br />

a1 = 4 x d<br />

a2 = 4 x d<br />

a1,c = 2,5 x d<br />

a2,c = 2,5 x d<br />

Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong> von rechtwinklig zur Stabachse beanspruchten eingeklebten<br />

<strong>Stahlstäbe</strong>n nach Tabelle 23 in DIN 1052:2008-12<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 11 von 18


Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

2.5.2 Nachweis bei Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse<br />

Versagen Stahlstab: FV,d ≤ RV,S,d<br />

Versagen im Holz: FV,d ≤ RV,d<br />

Für eine Stahlblech-Holz-Verbindung mit außen liegen<strong>de</strong>n dünnen Stahlblechen können<br />

zur vereinfachten Bemessung die minimalen Bemessungswerte <strong>de</strong>r Tragfähigkeit nach<br />

<strong>de</strong>r folgen<strong>de</strong>n Formel ermittelt wer<strong>de</strong>n:<br />

RV,d= (2 x My,d x fh,α,d x d) 0,5<br />

Min<strong>de</strong>stwerte <strong>de</strong>r Tragfähigkeit im Holz rechtwinklig zur Stabachse unter Beachtung folgen<strong>de</strong>r<br />

Bedingungen:<br />

- Gewin<strong>de</strong>stange (Außendurchmesser)<br />

- Stahlgüte 4.6<br />

- Dünne Außenbleche (t


2.6 Temperatureinfluss<br />

2.6.1 Allgemein<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

Für die Bemessung <strong>de</strong>s Tragwerks im Brandfall sind die län<strong>de</strong>r- o<strong>de</strong>r objektspezifischen<br />

Anfor<strong>de</strong>rungen zu berücksichtigen.<br />

2.6.2 Anfor<strong>de</strong>rungen an die Klebefuge<br />

Verbindungen, die für das Tragwerk von entschei<strong>de</strong>n<strong>de</strong>r Be<strong>de</strong>utung sind, müssen für die<br />

Anfor<strong>de</strong>rungen im Brandfall bemessen wer<strong>de</strong>n.<br />

Für eingeklebte <strong>Stahlstäbe</strong> mit PURBOND CR421 sind die erfor<strong>de</strong>rlichen Klebefugenfestigkeiten<br />

bis zu einer Temperatur von 50°C nachgewiesen.<br />

Für eingeklebte <strong>Stahlstäbe</strong> mit WEVO EP32S sind die erfor<strong>de</strong>rlichen Klebefugenfestigkeiten<br />

bis zu einer Temperatur von 60°C nachgewiesen.<br />

2.6.3 Bemessung für <strong>de</strong>n Brandfall<br />

Die ISO-Einheits-Temperaturkurve (ISO-Norm 834) sieht im Brandraum für <strong>de</strong>n Zeitpunkt<br />

nach 30 min Bran<strong>de</strong>inwirkung eine Temperaturdifferenz von ∆T 822°C vor.<br />

Für <strong>de</strong>n Zeitpunkt nach 60 min ist eine Temperaturdifferenz von ∆T 925°C vorgesehen.<br />

Besteht eine Anfor<strong>de</strong>rung an das Tragwerk o<strong>de</strong>r die Verbindung für die Feuerwi<strong>de</strong>rstandsklasse<br />

F30B (R30) o<strong>de</strong>r F60B (R60), so ist durch geeignete Maßnahmen sicher zu<br />

stellen, dass die klebstoffspezifische Temperatur in <strong>de</strong>r Klebefuge und im Stahlstab nicht<br />

überschritten wird. Dabei ist zu beachten, dass an <strong>de</strong>r Oberfläche liegen<strong>de</strong> Stahlteile die<br />

Wärme auf innen liegen<strong>de</strong> Stahlteile übertragen können.<br />

Ab einer Klebfugentemperatur von 45 °C treten größere plastische Verschiebungen auf.<br />

2.7 Anschlussverformung<br />

2.7.1 Beanspruchung in Richtung <strong>de</strong>r Stabachse<br />

Bei <strong>de</strong>r erstmaligen Lasteinwirkung tritt, bis die vollständige Kraftübertragung wirksam<br />

wird, eine plastische Verschiebung (Schlupf) auf. Die unten stehen<strong>de</strong>n Angaben gelten<br />

für <strong>de</strong>n PURBOND CR421 und basieren auf Versuchen an <strong>de</strong>r CTBA in Bor<strong>de</strong>aux mit<br />

<strong>Stahlstäbe</strong>n <strong>de</strong>s Ø16mm.<br />

Schlupf pro Stahlstab: w≤ 215 kN/mm<br />

Verschiebungsmodul (Mittelwert): Kser= 215 kN/mm<br />

Verschiebungsmodul (5%-Fraktilwert): Kser,5%= 179 kN/mm<br />

Brandversuch an <strong>de</strong>r TU Wien<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 13 von 18


Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

3. Montageanweisung zum Einkleben von Stahlteilen<br />

3.1 Allgemein<br />

Die Bestimmungen <strong>de</strong>s Klebstoffherstellers sind in je<strong>de</strong>m Fall einzuhalten.<br />

Anfor<strong>de</strong>rungen während <strong>de</strong>s Klebvorgangs bis zum Erreichen <strong>de</strong>r Endfestigkeit:<br />

Raumtemperatur: ≥ 20°C<br />

Materialtemperatur (Holz und Stahl): ≥ 18°C<br />

Holzfeuchtigkeit: ≤ 15%<br />

Verbindungen, <strong>de</strong>ren Versagen zum Einsturz von Tragwerksbauteilen führen können, sind<br />

mit beson<strong>de</strong>rer Sorgfalt zu erstellen. Mit einem Montageprotokoll müssen die<br />

Rahmenbedingengen bei <strong>de</strong>r Herstellung nachvollziehbar dokumentiert wer<strong>de</strong>n.<br />

Zusätzlich wird empfohlen, nach Absprache mit <strong>de</strong>m verantwortlichen Ingenieur,<br />

entsprechen<strong>de</strong> Prüfkörper zu erstellen und <strong>de</strong>ren Versagenslast mittels Versuchen bis<br />

zum Bruch zu ermitteln.<br />

3.2 Bohrung und Positionierung <strong>de</strong>s Stahlstabs<br />

Die erfor<strong>de</strong>rliche Bohrung im Grundmaterial ist mit einem Durchmesser <strong>de</strong>r größer als<br />

2mm als <strong>de</strong>r Stabdurchmesser ist bzw. nach Angabe herzustellen. Beim Einbringen <strong>de</strong>s<br />

Stahlstabes ist sicherzustellen, dass <strong>de</strong>r Stab im Grundmaterial vollständig mit Klebstoff<br />

umschlossen ist.<br />

3.3 Vorgehen<br />

1. Prüfen von Holzfeuchte, Raum- und Umgebungstemperatur<br />

2. Vergleichen <strong>de</strong>r Qualität <strong>de</strong>s Stahlstabs mit <strong>de</strong>n Bemessungsangaben<br />

3. Vornehmen <strong>de</strong>r Bohrungen für Stahlstab und Entlüftungsöffnungen<br />

4. Reinigen <strong>de</strong>s Bohrloches mit Pressluft, entfetten <strong>de</strong>r Stahlteile<br />

5. Einbringen und Positionieren <strong>de</strong>s Stahlstabes<br />

6. Vorbereitung <strong>de</strong>r Klebstoffkartusche und <strong>de</strong>s Auspressgeräts<br />

7. Klebstoff injizieren<br />

8. Montageprotokoll erstellen<br />

9. Aushärtezeit abwarten<br />

10. Bei Mutternverbindungen gleichmäßiges Anzugsdrehmoment aufbringen<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 14 von 18


4. Anwendungsbeispiele<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

<strong>Eingeklebte</strong> Betonstähle<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 15 von 18


5. Wichtige Hinweise zur Haftung<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

Diese Publikation ist mit großer Sorgfalt erstellt wor<strong>de</strong>n. Sämtliche hier enthaltene Daten,<br />

Informationen und Empfehlungen basieren auf Grundsätzen, Formeln und<br />

Sicherheitsbestimmungen gemäß <strong>de</strong>n technischen Anweisungen, Bedienungs- und<br />

Montageanleitungen und weiteren Unterlagen <strong>de</strong>r TiComTec GmbH, welche zum Zeitpunkt<br />

<strong>de</strong>ren Erstellung als korrekt angesehen wer<strong>de</strong>n. Sämtliche darin enthaltenen Daten<br />

und Werte sind während Tests unter Labor- o<strong>de</strong>r an<strong>de</strong>ren kontrollierten Bedingungen<br />

erhaltene Durchschnittswerte. Der Anwen<strong>de</strong>r ist selbst für die Verwendung <strong>de</strong>r Daten<br />

unter Berücksichtigung <strong>de</strong>r Bedingungen <strong>de</strong>r beabsichtigten Anwendung <strong>de</strong>s betreffen<strong>de</strong>n<br />

Produkts verantwortlich. Der Anwen<strong>de</strong>r hat zu prüfen, ob die angeführten Voraussetzungen<br />

und Kriterien mit <strong>de</strong>m effektiv am Einsatzort übereinstimmen. Die TiComTec GmbH<br />

kann allgemeine Anleitungen und Ratschläge erteilen, für die Wahl <strong>de</strong>s richtigen Produkts<br />

für eine spezielle Anwendung und <strong>de</strong>ssen instruktionskonforme Anwendung trägt aber<br />

<strong>de</strong>r Kun<strong>de</strong>/Anwen<strong>de</strong>r alleine die Verantwortung. Alle Produkte sind in strikter<br />

Übereinstimmung mit allen aktuellen Anweisungen, welche von <strong>de</strong>r TiComTec GmbH veröffentlicht<br />

wur<strong>de</strong>n anzuwen<strong>de</strong>n. Die Lieferung <strong>de</strong>r Produkte und <strong>de</strong>r Beratung erfolgen<br />

gemäß <strong>de</strong>n Allgemeinen Geschäftsbedingungen <strong>de</strong>r TiComTec GmbH. Die TiComTec<br />

GmbH ist bestrebt ihre Leistungen ständig weiter zu entwickeln. Deshalb behalten wir<br />

uns das Recht vor, Beschreibungen, Spezifikationen etc. ohne Ankündigung zu än<strong>de</strong>rn.<br />

Die TiComTec GmbH haftet nicht für unmittelbare o<strong>de</strong>r mittelbare, Mangel o<strong>de</strong>r Mangelfolgeschä<strong>de</strong>n,<br />

Verluste o<strong>de</strong>r Kosten im Zusammenhang mit <strong>de</strong>r Verwendung o<strong>de</strong>r wegen<br />

<strong>de</strong>r Unmöglichkeit <strong>de</strong>r Verwendung <strong>de</strong>r Produkte für irgen<strong>de</strong>inen Zweck. Stillschweigen<strong>de</strong><br />

Zusicherungen für die Verwendung o<strong>de</strong>r Eignung für einen bestimmten Zweck wer<strong>de</strong>n<br />

ausdrücklich ausgeschlossen.<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 16 von 18


6. Anhang<br />

6.1 Literatur<br />

Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

[1] François Colling: Holzbau - Grundlagen und Bemessungshilfen. 2.Auflage,<br />

Vieweg+Teubner, 2008, ISBN 978-3-8348-0259-0<br />

[2] François Colling: Holzbau – Beispiele. 2.Auflage,<br />

Vieweg+Teubner, 2008, ISBN 978-3-8348-0258-3<br />

[3] För<strong>de</strong>rgesellschaft Holzbau und Ausbau GmbH: DIN 1052 Praxishandbuch Holzbau<br />

2. überarbeitete Auflage, Beuth Verlag GmbH , 2010, ISBN 978-3-410-17176-8<br />

[4] Schnei<strong>de</strong>r K.-J.: Bautabellen für Ingenieure. 18.Auflage,<br />

Werner Verlag, 2008, ISBN 978-3-8041-5236-6<br />

[5] Helmuth Neuhaus: Ingenieurholzbau. 2.Auflage,<br />

Vieweg+Teubner, 2009, ISBN 978-3-519-15248-4<br />

6.2 Aufsätze, Referate, Berichte<br />

[6] Bahmer, R.; Bathon, L. (2003): „Mut zu Neuem – 10 m frei spannen<strong>de</strong> Holz-<br />

Beton-Verbund-Flach<strong>de</strong>cke“, Bauen mit Holz, Bru<strong>de</strong>rverlag, Karlsruhe, 3/2003,<br />

Seite 21 – 25<br />

[7] Pörtner, Dr.-Ing. Carsten (2006): Untersuchungen zum Verbund zwischen eingeklebten<br />

stiftförmigen faserverstärkten Kunststoffen und Holz, Schriftenreihe Bauwerkserhaltung<br />

und Holzbau, UNI Kassel, ISBN-13: 978-3-89958-191-1<br />

[8] Bathon, L.; Bletz, O.; Schmidt, J. (2006): „Untersuchungsbericht Nr. 113-06 zur<br />

Tragfähigkeit von PUR-Klebstoffen unter Temperatureinfluss“, Fachhochschule<br />

Wiesba<strong>de</strong>n, Holzbaulabor<br />

[9] Bathon, L.; Bletz, O. (2008): „In Holz eingeklebte Verbindungsmittel aus Metall“,<br />

die neue quadriga 2/2008, Seite 13 - 18<br />

[10] Bathon, L.; Bletz-Mühldorfer, O.; Schmidt, J.; Weber, M.; Weil, M. (2010) „Zur<br />

Temperaturbeständigkeit und Ermüdungsfestigkeit von in Holz eingeklebten Gewin<strong>de</strong>stangen<br />

und Lochblechen“, die neue quadriga 2/2010, Seite 45 - 49<br />

[11] Bahmer, R.: (2010): Geklebte Stahl/Holz/Verbindungen – starre Verbindung mit<br />

geringer Querschnittsschwächung, Tagungsband 1. Internationale Holzbrückentage<br />

IHB 2010, Bad Wörishofen<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 17 von 18


Technisches Dossier <strong>Stahlstäbe</strong>-2010-08<br />

6.3 Normen, bauaufsichtliche Zulassungen, Empfehlungen<br />

[12] Norm DIN 1052:2008-12: Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken<br />

– Allgemeine Bemessungsregeln und Bemessungsregeln für <strong>de</strong>n Hochbau<br />

Berlin: Beuth Verlag GmbH<br />

[13] Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung: Z-9.1-557. Holz-Beton-Verbund<strong>systeme</strong><br />

mit eingeklebten HBV-Schubvberin<strong>de</strong>rn – Geltungsdauer bis 04.07.2015<br />

TiComTec GmbH, D-63808 Haibach<br />

[14] Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung: Z-9.1-705.<br />

2K-EP Klebstoff WEVO-Spezialharz EP32S mit WEVO-Härter B 22 TS<br />

zum Einkleben von <strong>Stahlstäbe</strong>n in Holzbaustoffe – Geltungsdauer bis 31.01.2014<br />

WEVO-CHEMIE GmbH, D-73760 Ostfol<strong>de</strong>rn-Kemnat<br />

[14] Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung: Z-9.1-707.<br />

2K-PUR-Klebstoff PURBOND ® CR421 zum Einkleben von <strong>Stahlstäbe</strong>n in<br />

Holzbaustoffe – Geltungsdauer bis 31.05.2015<br />

PURBOND AG, CH-6203 Sempach-Station<br />

TiComTec GmbH, Goethestr. 60, D-63808 Haibach, Fon: +49(0)6021/446426-7, Fax: +49(0)6021/446426-8<br />

www.ticomtec.<strong>de</strong><br />

©2010 Seite 18 von 18

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!