Stahltragwerke vs. Brettschichtholz: Eigenschaften und Anwendung

Stahltragwerke: Vor- und Nachteile

Vorteile von Stahltragwerken

Stahltragwerke (Stahlsysteme) zeichnen sich durch folgende Vorteile aus:

• Einfaches Konzept: Oft basierend auf Röhren und Kugeln.
• Wirtschaftlichkeit: Gute Deckung großer Spannweiten.
• Stabilität: Geringes Gewicht bei hoher Steifigkeit und statischer Widerstandsfähigkeit.
• Designfreiheit: Die Verwendung von Stahl ermöglicht große Freiheit im Design.
• Montage: Ermöglicht eine einfache und schnelle Reduzierung des Montageaufwands, da die Positionierung von Hilfselementen und Baustelleneinrichtungen vereinfacht wird.

Nachteile von Stahltragwerken

Zu den Herausforderungen bei Stahltragwerken gehören:

• Berechnungskomplexität: Schwierigkeiten bei der Berechnung dieser Strukturen, insbesondere aufgrund der großen Dimensionen, die erreicht werden können.
• Thermische Spannungen: Die Berechnung thermischer Spannungen ist erforderlich.
• Transport und Installation: Die Elemente können während des Transports, der Installation und der Inbetriebnahme beschädigt werden, weshalb besondere Sorgfalt erforderlich ist.
• Präzision: Erfordert Präzision im Redesign-Prozess und bei der Ausführung der Arbeiten.
• Schutz: Besondere Vorsicht ist in Bezug auf Feuerbeständigkeit und Korrosionsschutz notwendig.

Brettschichtholz (BSH) und Holzwerkstoffe

Vorteile der Laminierung (Brettschichtholz)

Die Laminierung von Holz zu Brettschichtholz (BSH) bietet folgende Vorteile:

• Knoten können entfernt werden.
• Harznester werden eliminiert.
• Trocknungsrisse treten nicht auf.
• Die Herstellung mehrerer Abschnitte ist möglich.

Arten von Holzwerkstoffplatten im Bauwesen

1. Spanplatten

   Hergestellt aus Holz-Chips, die mit duroplastischen Kunstharzen verklebt und unter hohem Druck und Temperatur polymerisiert werden. Typen: Homogene Schichten (z. B. 3-Schicht-Platten), Platten mit Abdichtung und Flammschutzmittel. Nach Dichte: Leichte, mittelschwere und schwere Platten.

2. OSB-Platten (Oriented Strand Board)

   Hergestellt aus zersplitterten, flachen und breiten Holzfasern, die in verschiedenen Schichten komprimiert und in Längsrichtung der Platte ausgerichtet sind.

3. Dielenbretter

   Für Fußböden verwendet, oft genutet und gefedert (Nut-Feder-Verbindung) oder verklebt.

4. Furnier und Sperrholz

   Furnier ist eine sehr dünne Holzfolie (typischerweise < 5 mm), die durch das Schälen eines Baumstamms bei hoher Geschwindigkeit gewonnen wird. Beim Verkleben von Furnieren zu Sperrholz werden die Fasern abwechselnd senkrecht zueinander ausgerichtet. Die Platte wird anschließend unter Kontrolle der Temperatur und des Drucks gepresst, um eine korrekte Aushärtung des Klebers zu gewährleisten.

   Eigenschaften von Sperrholz

   • Widerstandsfähigkeit in zwei Richtungen.
   • Uniforme Eigenschaften.
   • Geringes Gewicht, aber sehr widerstandsfähig im Verhältnis zu seinem Gewicht.
   • Ermöglicht leichtes Biegen.
   • Die Verwendung von Phenolharzen ermöglicht die Herstellung von Sperrholz als tragfähiges Material mit großer Haltbarkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit (z. B. für Schalungen).

5. Schichtstoffplatten

6. Sandwich- oder komplexe Paneele

   Sandwichpaneele bestehen aus einem inneren Kern mit ausreichender Steifigkeit und äußeren Platten (z. B. Sperrholz) mit Dämmkapazitäten.

Vorteile der Verwendung von Platten

• Geschwindigkeit der Ausführung und Montage von Strukturen.
• Energieeffizienz.
• Wettbewerbsfähige Kosten (obwohl die Spannweite teuer sein kann).
• Designflexibilität.

Allgemeine Eigenschaften von Leimholz (MLE)

1. Stabilität gegen aggressive Stoffe

   Es ist nur notwendig, das Holz vor Pilz- und Insektenbefall zu schützen und in verborgenen Bereichen oder schwer zugänglichen Bereichen für ausreichende Belüftung zu sorgen. Bei einer Holzfeuchte von über 20 % ist ein spezieller Schutz erforderlich.

2. Mechanische und strukturelle Homogenität

   Das Verhalten und die mechanischen Eigenschaften von Lamellenbalken sind verbessert und homogener.

3. Haltbarkeit

   Die Haltbarkeit ist erheblich, da das Material stabil altert.

4. Pflege

   Aufgrund seiner biologischen Natur erfordert Holz Wartung und Schutz.

5. Brandverhalten

   Holz ist ein Brennstoff, aber die Herstellungsprozesse verbessern das Brandverhalten von Leimholz. Holz ist ein schlechter Wärmeleiter.

Brandverhalten von Holz

Während der Einwirkung von Feuer brennt Holz mit Flammen. Die Verkohlung der Oberfläche verhindert, dass Sauerstoff in das Innere des Bauteils gelangt, wodurch das Fortschreiten des Feuers verlangsamt wird. Die äußere Schicht wirkt isolierend. Dieses Verhalten kann bei der Berechnung von Bauteilen mit einem sogenannten Opferquerschnitt berücksichtigt werden.