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<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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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4. Anwendungsbeispiele<br />
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<strong>Eingeklebte</strong> Betonstähle<br />
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5. Wichtige Hinweise zur Haftung<br />
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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 />
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6. Anhang<br />
6.1 Literatur<br />
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[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 />
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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 />
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[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 />
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