Entwerfen und Grundlagen der Hochbaukonstruktion

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KonStruktion Baustoff Holz Aufbau & Struktur Holz ist ein gewachsener Baustoff. Er ist kein vom Menschen aus unterschiedlichen Bestandteilen zusammengesetztes Produkt, sondern ein in der Natur entstandener Stoff. Er unterliegt in seinem Wachstum den natürlichen Schwankungen. Bäume haben 3 Organe: die Wurzeln, die Sprossachse (Stamm, Äste, Zweige) und die Blätter oder Nadeln. Als Bauholz wird vorwiegend das Holz aus dem Stamm verwendet. Schaut man auf die Schnittfläche eines Stammes, so erkennt man die Markröhre, das Kern- und das Splintholz mit seinen Jahresringen und die Rinde. Zwischen der Rinde und dem Holz liegt die kaum erkennbare Schicht des Kambiums, die sogenannte Wachstumsschicht. Diese Schicht gibt Zellen ab; in das Stammesinnere Holzzellen und nach Außen Korkzellen, die die Rinde bilden. Die Jahresringe entstehen durch klimabedingte Wachstumsschwankungen. Im Frühjahr gibt das Kambium dünnwandige Zellen ab. Dadurch entsteht eine Holzschicht, deren lockere Struk- 1Material • Werkstoffe •Begriffe tur den schnellen Transport von Wasser und Nährstoffen ermöglicht. Im Herbst entstehen dagegen dickwandige Zellen, die hauptsächlich festigende Aufgaben übernehmen. Zellstruktur von Holz kann man sich vereinfacht als Bündel von Röhren vorstellen, da die Holzzellen eine sehr langgestreckte Form haben und parallel zueinander liegen. Diese Struktur resultiert aus der Beanspruchung des Baumes in der Natur: der Normalkraftbelastung entlang des Stamms aus Eigengewicht und der Biegebeanspruchung entlang des Stammes durch horizontale Windkräfte. Das heisst, dass das Holz je nach Richtung der Belastung zur Faser völlig unterschiedliche Widerstands- und Tragfähigkeit aufweist. Dieses durch den inhomogenen Aufbau zustande kommende Verhalten nennt man Anisotropie. KonText Anisotropie Ein einfaches Beispiel zur Veranschaulichung der Anisotropie ist der klassische „Holzspaltkarateschlag“: Das Brett zerbricht längs zur Faserrichtung. holzbau lecture script 1
KonStruktion Baustoff Holz Aufbau & Struktur Die inhomogenen Eigenschaften des Rohstoffes haben Auswirkungen auf die daraus gewonnenen Halbzeuge Je nach Lage im Stamm ist das Schwind- und Quellverhalten unterschiedlich. Schwinden bedeudet Volumenabnahme durch Austrocknung, Quellen Volumenzunahme durch Wasseraufnahme. Als Regel gilt: Beim Schwinden wendet sich das Holz vom Kern ab. 1Material • Werkstoffe •Begriffe KonText der Baum als Maß Wie hoch wächst ein Baum? Eukalyptusbäume können bis zu 135 m hoch werden. Zypressen können einen Stammdurchmesser von bis zu 12m erreichen. Fichten und Tannen werden bis zu 50m hoch und haben dann einen Stammdurchmesser von etwa 1,5 m. Wie lang sind Bretter? Da die Bäume nicht immer gerade wachsen, können nur Teile des Stammes wirklich verarbeitet werden. Aus praktischen Gründen (Transport, sinnvolle Querschnitte/ Eigengewicht ...) sind Bauholzlängen von 4,5 m bis 6 m üblich. holzbau lecture script 1
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