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Eingeklebte HSK®-Rohrverbinder

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<strong>Eingeklebte</strong> HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong><br />

HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong><br />

Typ G<br />

Typ L<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

Technisches Dossier<br />

Der Inhalt dieser Dokumentation darf nur mit Zustimmung der TiComTec GmbH veröffentlicht oder an externe Stellen weitergegeben<br />

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Inhaltsverzeichnis<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

1. Grundlagen und Anforderungen.................................................................................................................... 3<br />

1.1 Allgemeine Grundlagen ....................................................................................................................... 3<br />

1.2 Anforderungen an die HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>........................................................................................ 3<br />

1.3 Mindesteinklebelänge .......................................................................................................................... 3<br />

1.4 Abmessungen der HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>.............................................................................................. 4<br />

1.5 Anforderungen an die Ausfräsung ....................................................................................................... 5<br />

1.6 Bestimmungen für die Ausführung...................................................................................................... 5<br />

2. Entwurf und Bemessung von Verbindungen................................................................................................. 6<br />

2.1 Bemessungskonzept............................................................................................................................. 6<br />

2.1.1 Allgemein........................................................................................................................................ 6<br />

2.1.2 Bemessungsverfahren...................................................................................................................... 6<br />

2.1.3 Bemessungsverfahren nach EC 5 .................................................................................................... 6<br />

2.1.4 Bemessungswert der Einwirkung.................................................................................................... 6<br />

2.2 Materialanforderungen......................................................................................................................... 7<br />

2.2.1 Klebstoff.......................................................................................................................................... 7<br />

2.2.2 Holz................................................................................................................................................. 7<br />

2.2.3 HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>....................................................................................................................... 7<br />

2.3 Dauer der Lasteinwirkung und Nutzungsklassen................................................................................. 8<br />

2.3.1 Dauer der Lasteinwirkung............................................................................................................... 8<br />

2.3.2 Nutzungsklasse................................................................................................................................ 8<br />

2.3.3 Modifikationsbeiwerte kmod............................................................................................................. 8<br />

2.4 Beanspruchung in Richtung der Stabachse .......................................................................................... 9<br />

2.4.1 Tragsicherheitsnachweis ................................................................................................................. 9<br />

2.4.2 Mindestabstände bei Zug- oder Druckbeanspruchung .................................................................... 9<br />

2.4.3 Bemessungswerte der Streckgrenze und der Zugfestigkeit von Gewindestäben......................... 10<br />

2.4.4 Grenzzugkräfte von Anschlussstäben (Gewindebolzen) ............................................................... 10<br />

2.4.5 Nachweise des HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s Typ G ............................................................................... 11<br />

2.4.6 Nachweise des HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s Typ L................................................................................ 12<br />

2.4.7 Nachweis der Festigkeit im Nettoquerschnitt................................................................................ 13<br />

2.4.8 Querzugnachweis im Grundmaterial............................................................................................. 13<br />

2.5 Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse....................................................................................... 13<br />

2.5.1 Allgemein...................................................................................................................................... 13<br />

2.5.2 Nachweis bei Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse ........................................................... 14<br />

2.6 Tragsicherheit mit Temperatureinfluss .............................................................................................. 15<br />

2.6.1 Allgemein...................................................................................................................................... 15<br />

2.6.2 Anforderungen an die Klebfuge.................................................................................................... 15<br />

2.6.3 Bemessung für den Brandfall........................................................................................................ 15<br />

2.7 Anschlussverformung ........................................................................................................................ 16<br />

2.7.1 Beanspruchung in Richtung der Stabachse ................................................................................... 16<br />

3. Montageanweisung zum Einkleben von Stahlteilen .................................................................................... 17<br />

3.1 Allgemein........................................................................................................................................... 17<br />

3.2 Bohrung und Positionierung des HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s.................................................................... 17<br />

3.3 Vorgehen............................................................................................................................................ 17<br />

4. Anwendungsbeispiele.................................................................................................................................. 18<br />

5. Wichtige Hinweise zur Haftung .................................................................................................................. 19<br />

6. Anhang ........................................................................................................................................................ 20<br />

6.1 Literatur ............................................................................................................................................. 20<br />

6.2 Aufsätze, Referate, Berichte .............................................................................................................. 20<br />

6.3 Normen, bauaufsichtliche Zulassungen, Empfehlungen.................................................................... 21<br />

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1. Grundlagen und Anforderungen<br />

1.1 Allgemeine Grundlagen<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

Die Ausführung eingeklebter HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> in tragende Holzbauteile erfordert die besondere Sachkunde<br />

der damit beauftragten Personen und eine Ausstattung der Betriebe mit den entsprechenden Einrichtungen. Die<br />

in dieser Dokumentation aufgeführten Angaben basieren auf der Grundlage der DIN 1052:2008-12 und werkseigenen<br />

Versuchen zur Erlangung einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung. Weitergehende, nationale Normen<br />

und Bestimmungen müssen bei der Bemessung und Ausführung berücksichtigt werden.<br />

1.2 Anforderungen an die HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong><br />

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

<strong>Rohrverbinder</strong>n. Die Oberfläche der HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> kann verzinkt oder unverzinkt sein. Die Stahlgüte<br />

muss den in der Bemessung gemachten Angaben entsprechen.<br />

1.3 Mindesteinklebelänge<br />

Die Einklebelänge muss mindestens der Länge des profilierten Grundkörpers entsprechen.<br />

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1.4 Abmessungen der HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong><br />

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HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> Typ G HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> Typ L<br />

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1.5 Anforderungen an die Ausfräsung<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

Die Nutbreite beträgt 5,0 mm. Die Holzbearbeitung sollte kurz vor dem Einkleben erfolgen, um eine gute Haftung<br />

zwischen Holz und Kleber zu gewährleisten. Die Ausfräsung ist vor dem Verkleben z.B. mit Druckluft zu<br />

säubern.<br />

1.6 Bestimmungen für die Ausführung<br />

Die Montageanweisungen des Klebstofflieferanten für das Einkleben der Stahlelemente müssen befolgt werden.<br />

Besteht eine Verbindung aus mehreren, zusammenwirkenden HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>n, die in Stabachse auf Zug<br />

beansprucht werden und mit einem anderen Bauteil verschraubt werden, müssen die Muttern so angezogen werden,<br />

dass die Zugkräfte zwischen den einzelnen HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>n gleichmäßig verteilt sind.<br />

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2. Entwurf und Bemessung von Verbindungen<br />

2.1 Bemessungskonzept<br />

2.1.1 Allgemein<br />

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

Holzbauteilen" erfordert die besondere Sachkunde des damit beauftragten Ingenieurs.<br />

2.1.2 Bemessungsverfahren<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

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

Bemessungskonzept voraus. Dabei wird zwischen Grenzzuständen der Tragfähigkeit und<br />

der Gebrauchstauglichkeit unterschieden und es werden die für den Grenzzustand der<br />

Tragfähigkeit massgebenden Lasten mit entsprechenden Sicherheitsbeiwerten<br />

multipliziert.<br />

2.1.3 Bemessungsverfahren nach EC 5<br />

Verschiedene europäische Tragwerksnormen berücksichtigen ein semiprobabilistisches<br />

Bemessungsverfahren nach der Grundlage des EUROCODE (EC5. resp. EC1). Die DIN<br />

1052:2008-12 ist die deutsche Norm für Tragwerke in Holz und basiert auf dem EC5.<br />

Die in diesem Kapitel aufgeführten Angaben basieren auf den Angaben der DIN 1052:2008-12<br />

Für Bemessungsverfahren die auf dem Konzept mit zulässigen Spannungen beruhen<br />

dürfen die Angaben in diesem Kapitel nicht verwendet werden!<br />

2.1.4 Bemessungswert der Einwirkung<br />

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

auf Tragwerke, Teil 100 Grundlagen der Tragwerksplanung" bestimmt:<br />

Grundkombination:<br />

Außergewöhnliche Situation:<br />

Erdbeben:<br />

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2.2 Materialanforderungen<br />

2.2.1 Klebstoff<br />

2.2.2 Holz<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

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

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

Holzart: Fichte und Tanne, Furnierschichtholz<br />

Das Einkleben in andere Holzarten ist nur nach Rücksprache mit dem<br />

Klebstoffhersteller möglich.<br />

Festigkeitsklasse: Empfohlene Mindestanforderung:<br />

Vollholz C24 oder Brettschichtholz GL24h<br />

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

Bei später zu erwartenden Ausgleichsfeuchten von u < 12% sollte die Holzfeuchte<br />

in etwa der Ausgleichsfeuchte im Gebrauchszustand entsprechen<br />

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

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

Weitere Grundmaterialien: Das Einkleben in andere Grundmaterialien ist nur nach<br />

Absprache mit der TiComTec GmbH zu empfehlen.<br />

2.2.3 HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong><br />

Festigkeitsklasse: S235 und S355,<br />

Durchmesser: Außendurchmesser 50 mm<br />

Oberfläche: Blank oder verzinkt<br />

Die Oberfläche ist vor der Verklebung zu reinigen.<br />

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

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2.3 Dauer der Lasteinwirkung und Nutzungsklassen<br />

2.3.1 Dauer der Lasteinwirkung<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

Für die Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit werden je nach zeitlicher<br />

Beanspruchung, "Klassen der Lasteinwirkungsdauer" unterschieden.<br />

2.3.2 Nutzungsklasse<br />

Die Einordnung eines Bauteils in die Nutzungsklassen erfasst die Unterschiede in der klimatischen Einwirkung.<br />

<strong>Eingeklebte</strong> HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> sind für Tragwerksteile der<br />

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

Es wird empfohlen, die Feuchteschwankungen im Holz bei eingeklebten HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> auf ein Minimum<br />

zu reduzieren. Der Einfluss von Holzfeuchteänderungen und daraus resultierenden Zwängungen bez. Risse muss<br />

beachtet werden. Für den Anwendungsbereich sind insbesondere auch die speziellen Anforderungen des verwendeten<br />

Klebstoffes zu beachten!<br />

2.3.3 Modifikationsbeiwerte kmod<br />

Rechenwerte für die Modifikationsbeiwerte kmod für eingeklebte HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> in Voll- und<br />

Brettschichtholz.<br />

Klasse der<br />

Lasteinwirkungsdauer<br />

(KLED)<br />

Größenordnung der<br />

akkumulierten Dauer der charakte-<br />

Nutzungsklasse (NKL)<br />

ristischen Lasteinwirkung 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 den Klebstoff PURBOND CR421 ist zu beachten:<br />

- Der Modifikationsfaktor kmod für die Klasse der Lasteinwirkungsdauer „ständig“<br />

nach DIN 1052:2008-12 ist um 15% abzumindern.<br />

- Das Einkleben von Stahlstäben in Lärchenholz ist nicht zulässig.<br />

- Das Einkleben von Stahlstäben ist nur in der Nutzungsklasse 1 zulässig.<br />

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

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2.4 Beanspruchung in Richtung der Stabachse<br />

2.4.1 Tragsicherheitsnachweis<br />

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

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

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

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

konzipieren, dass die Streckgrenze des Stahlstabs vor dem Versagen der<br />

Klebstoffverbindung erreicht wird:<br />

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

2.4.2 Mindestabstände bei Zug- oder Druckbeanspruchung<br />

Senkrecht zur Faser eingeklebte HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong><br />

Parallel zur Faser eingeklebte HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong><br />

Einzel- und Gruppenanordnung<br />

Maße in cm<br />

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Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

2.4.3 Bemessungswerte der Streckgrenze und der Zugfestigkeit von Gewindestäben<br />

Streckgrenze Gewindestab: 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 des Stahlstabes muss der kleinere der beiden Werte angenommen werden.<br />

2.4.4 Grenzzugkräfte von Anschlussstäben (Gewindebolzen)<br />

Empfehlung für die Bemessungswerte in kN je Gewindestab mit metrischem Gewinde<br />

Durchmesser Stahlstab Klassifizierung der Festigkeiten<br />

Nenn-Ø As 4.6 4.8 5.6 5.8 8.8<br />

mm mm² kN kN kN kN kN<br />

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

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

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

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

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

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

M20 245,0 48,60 64,79 60,74 80,99 129,59<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 561,0 111,27 148,36 139,09 185,45 296,73<br />

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

2) : Spannungsquerschnitt einer Gewindestange mit metrischem Gewinde.<br />

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2.4.5 Nachweise des HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s Typ G<br />

Die Nachweise basieren auf Traglastversuchen an der MPA Wiesbaden<br />

Tragwiderstand des Stahlrohrkörpers:<br />

Stahlgüte: S235<br />

Zugfestigkeit Ru,k = 100,80 kN Ru,d = 91,64 kN<br />

Streckgrenze Ry,k = 67,20 kN Ry,d = 61,09 kN<br />

Tragwiderstand des Holzes: (Bruttoquerschnitt)<br />

Kleinster Querschnitt: 80/80 mm<br />

Holzgüte: C24<br />

Nutzungsklasse= 1; KLED= mittel; kmod= 0,8<br />

Zugfestigkeit: ft,0,k= 14,0 N/mm²<br />

Tragfähigkeit: Rt,0,k= 89,60 kN Rt,0,d= 55,14 kN<br />

Nachweis der Klebefuge:<br />

Nutdurchmesser: da= 50 mm di= 45 mm<br />

Einklebelänge: lad= 100 mm<br />

Klebefläche: Aad= 29845 mm²<br />

Char. Klebfugenfestigkeit: fK1,k= 4,0 N/mm²<br />

Ausziehwiderstand: RK1,k= 119,38 kN RK1,d= 73,46 kN<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

Empfehlung: Für die Nutzungsklasse 2 ist der Tragwiderstand der Klebefuge mit dem<br />

Faktor 0,85 zu multiplizieren.<br />

Beispiel:<br />

Traglastversuch an der MPA Wiesbaden mit einer 4er-Gruppe HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>n Typ G<br />

Kraft [kN]<br />

500<br />

450<br />

400<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

Kraft-Verschiebungs-Diagramm<br />

8.8 - Holzversagen oben<br />

5.6 - Schraubenversagen oben<br />

4.6 - Schraubenversagen unten<br />

0<br />

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0<br />

Verschiebung [mm]<br />

Schrauben 4.6 unten Schrauben 5.6 oben Schrauben 8.8 unten<br />

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2.4.6 Nachweise des HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s Typ L<br />

Tragwiderstand des Stahlkörpers:<br />

Stahlgüte: S355<br />

Zugfestigkeit Ru,k = 76,50 kN Ru,d = 69,55 kN<br />

Streckgrenze Ry,k = 54,00 kN Ry,d = 49,00 kN<br />

Tragwiderstand des Holzes: (Bruttoquerschnitt)<br />

Kleinster Querschnitt: 80/80 mm<br />

Holzgüte: C24<br />

Nutzungsklasse= 1; KLED= mittel; kmod= 0,8<br />

Zugfestigkeit: ft,0,k= 14,0 N/mm²<br />

Tragfähigkeit: Rt,0,k= 89,60 kN Rt,0,d= 55,14 kN<br />

Nachweis der Klebefuge:<br />

Nutdurchmesser: da= 50 mm di= 45 mm<br />

Einklebelänge: lad= 100 mm<br />

Klebefläche: Aad= 29845 mm²<br />

Char. Klebfugenfestigkeit: fK1,k= 4,0 N/mm²<br />

Ausziehwiderstand: RK1,k= 119,38 kN RK1,d= 73,47 kN<br />

Nachweis der Kleberdübel:<br />

Char. Klebedübelfestigkeit bei nh= 6 Dübelreihen: fKDü,k= 1,30 kN<br />

Anzahl der Klebedübel: neff = 6 x 2 x 4 = 48 Klebedübel<br />

RKDü,k= 48 x 1,30 kN = 62,40 kN<br />

RKDü,d= 62,4 kN x 0,615 = 38,40 kN<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

Empfehlung: Für die Nutzungsklasse 2 ist der Tragwiderstand der Klebefuge mit dem<br />

Faktor 0,85 zu multiplizieren.<br />

Zahlreiche Versuche an der MPA Wiesbaden haben die Festigkeitswerte für die Klebedübel bestätigt.<br />

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2.4.7 Nachweis der Festigkeit im Nettoquerschnitt<br />

Empfehlung:<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

Als kleinster Holzquerschnitt wird ein Quadratquerschnitt mit der Seitenlänge b x h = 80 x 80 mm²,<br />

entsprechend 6400 mm², oder ein Rundquerschnitt mit einem Durchmesser von d= 80 mm,<br />

entsprechend 5026 mm², empfohlen.<br />

Die Fehlfläche eines HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s beträgt 371 mm².<br />

Die größte Querschnittsschwächung beträgt somit bei einem<br />

Quadratquerschnitt ηQ= 371/6400 = 0,06<br />

Rundquerschnitt ηR= 371/5026 = 0,07<br />

Um den Einfluss der Querschnittsschwächung zu berücksichtigen können die Tragwiderstände für die Bemessung<br />

des Holzes auf der sicheren Seite liegend mit dem Faktor<br />

multipliziert werden.<br />

ηN= 0,90<br />

2.4.8 Querzugnachweis im Grundmaterial<br />

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

weniger als 0,7 der Bauteilhöhe beträgt.<br />

2.5 Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse<br />

2.5.1 Allgemein<br />

<strong>Eingeklebte</strong> HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> mit einer Belastung rechtwinklig zur Stabachse können wie herkömmliche<br />

Dübel besonderer Bauart Typ A1/B1 (Appel-Dübel) bemessen werden. Folgende Faktoren haben auf die Tragfähigkeit<br />

quer zur Stabachse einen Einfluss:<br />

- Durchmesser des HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s<br />

- Dicke und Stahlgüte des Anschlussbauteils<br />

- Winkel Beanspruchung/Holzfaser<br />

- Einhaltung der Mindestabstände<br />

- Holzqualität (C 24, GL24 ...)<br />

- Rohdichte<br />

- Nutzungsklasse des Bauteils (NKL1)<br />

- Klasse der Lasteinwirkungsdauer der Beanspruchung (KLED-mittel)<br />

Die Bemessung ist gemäß der national gültigen Norm oder dem entsprechenden Anwendungsdokument vorzunehmen.<br />

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2.5.2 Nachweis bei Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse<br />

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

Versagen im Holz: FV,d ≤ RV,d<br />

Die Grenzabscherkraft Va,R,d eines Gewindebolzen M16 beträgt:<br />

Festigkeitsklasse Grenzabscherkraft Va,R,d [kN]<br />

4.6 43,9<br />

5.6 54,8<br />

8.8 87,7<br />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

Dübel des Typs A1/B1 (Appel-Dübel) sind so steif, dass die anzuschließende Kraft nahezu vollständig vom<br />

Dübel übertragen wird. Diese These kann auch auf den HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> übertragen werden. Die charakteristische<br />

Tragfähigkeit eines HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s mit dHSK= 50 mm in Faserrichtung kann nach der folgenden<br />

Gleichung berechnet werden:<br />

Rj,0,k= 0,035 x dHSK 1,5<br />

Mindestwerte der charakteristischen Tragfähigkeit im Holz rechtwinklig zur Stabachse unter Beachtung<br />

folgender Bedingungen:<br />

Kraft-Faser Winkel α<br />

HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> Ø50 mm<br />

char. Tragwiderstand bei Beanspruchung senkrecht zur Faser [kN]<br />

° Ø 50<br />

0 12,37<br />

15 12,08<br />

30 11,33<br />

45 10,47<br />

60 9,71<br />

75 9,23<br />

90 9,07<br />

Bei gleichzeitiger Beanspruchung von auf Abscheren und Herausziehen ist der kombinierte Nachweis nach folgender<br />

Gleichung zu führen:<br />

(FV,d / RV,d) 2 + (Fax,d / Rax,d) 2 ≤ 1<br />

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2.6 Tragsicherheit mit Temperatureinfluss<br />

2.6.1 Allgemein<br />

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Für die Bemessung des Tragwerks im Brandfall sind die länder- oder objektspezifischen Anforderungen zu berücksichtigen.<br />

2.6.2 Anforderungen an die Klebfuge<br />

Verbindungen, die für das Tragwerk von existentieller Bedeutung sind, müssen entsprechend den Anforderungen<br />

für den Brandfall bemessen werden. Die erforderliche Klebfugenfestigkeit bei eingeklebten Stahlstäben ist nachgewiesen<br />

mit<br />

PURBOND ® CR421 bis 50°C<br />

und<br />

WEVO EP32S bis 60 °C .<br />

Vorversuche an der MPA Wiesbaden haben gezeigt, dass dieses Temperaturniveau auch auf eingeklebte HSK ® -<br />

<strong>Rohrverbinder</strong> übertragen werden kann.<br />

2.6.3 Bemessung für den Brandfall<br />

Die ISO-Einheits-Temperaturkurve (ISO-Norm 834) sieht im Brandraum für den Zeitpunkt nach 30 min Brandeinwirkung<br />

eine Temperaturdifferenz von ∆T 822°C vor.<br />

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

Besteht eine Anforderung an das Tragwerk oder die Verbindung für die Feuerwiderstandsklasse F30B (R30)<br />

oder F60B (R60), so ist durch geeignete Maßnahmen sicher zu stellen, dass die klebstoffspezifische Temperatur<br />

in der Klebefuge und im Stahlstab nicht überschritten wird. Dabei ist zu beachten, dass an der Oberfläche liegende<br />

Stahlteile die Wärme auf innen liegende Stahlteile übertragen können.<br />

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

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2.7 Anschlussverformung<br />

2.7.1 Beanspruchung in Richtung der Stabachse<br />

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Bei der erstmaligen Lasteinwirkung tritt, bis die vollständige Kraftübertragung wirksam<br />

wird, eine plastische Verschiebung (Schlupf) auf. Die unten stehenden Angaben basieren<br />

auf Versuchen an der CTBA in Bordeaux mit Stahlstäben des 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 />

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3. Montageanweisung zum Einkleben von Stahlteilen<br />

3.1 Allgemein<br />

Die Bestimmungen des Klebstoffherstellers sind in jedem Fall einzuhalten.<br />

Anforderungen während des Klebvorgangs bis zum Erreichen der Endfestigkeit:<br />

Raumtemperatur: ≥ 20°C<br />

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

Holzfeuchtigkeit: ≤ 15%<br />

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Verbindungen, deren Versagen zum Einsturz von Tragwerksbauteilen führen können, sind<br />

mit besonderer Sorgfalt zu erstellen. Mit einem Montageprotokoll müssen die<br />

Rahmenbedingengen bei der Herstellung nachvollziehbar dokumentiert werden.<br />

Zusätzlich wird empfohlen, nach Absprache mit dem verantwortlichen Ingenieur,<br />

entsprechende Prüfkörper zu erstellen und deren Versagenslast mittels Versuchen bis<br />

zum Bruch zu ermitteln.<br />

3.2 Bohrung und Positionierung des HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s<br />

Die erforderliche Bohrung im Grundmaterial ist mit einem Spezialwerkzeug herzustellen. Beim Einbringen des<br />

HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s ist sicherzustellen, dass der Stab im Grundmaterial vollständig mit Klebstoff umschlossen<br />

ist.<br />

3.3 Vorgehen<br />

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

2. Vergleichen der Qualität des Stahlstabs mit den Bemessungsangaben<br />

3. Vornehmen der Bohrungen für Stahlstab und allfälligen Entlüftungsöffnungen<br />

4. Reinigen des Bohrloches mit Pressluft, entfetten der Stahlteile<br />

5. Einschieben und Positionieren des HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong>s<br />

6. Vorbereitung der Klebstoffkartusche und des 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 />

Befestigungspunkte an Brettsperrholz für<br />

Versuche zu dynamischen<br />

Beanspruchungen von Klebeverbindungen<br />

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Knoten eines Fachwerkes<br />

Eingespannte Stützen<br />

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5. Wichtige Hinweise zur Haftung<br />

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Diese Publikation ist mit großer Sorgfalt erstellt worden. Sämtliche hier enthaltene Daten, Informationen und<br />

Empfehlungen basieren auf Grundsätzen, Formeln und Sicherheitsbestimmungen gemäß den technischen Anweisungen,<br />

Bedienungs- und Montageanleitungen und weiteren Unterlagen der TiComTec GmbH, welche zum<br />

Zeitpunkt deren Erstellung als korrekt angesehen werden. Sämtliche darin enthaltenen Daten und Werte sind<br />

während Tests unter Labor- oder anderen kontrollierten Bedingungen erhaltene Durchschnittswerte. Der Anwender<br />

ist selbst für die Verwendung der Daten unter Berücksichtigung der Bedingungen der beabsichtigten<br />

Anwendung des betreffenden Produkts verantwortlich. Der Anwender hat zu prüfen, ob die angeführten Voraussetzungen<br />

und Kriterien mit dem effektiv am Einsatzort übereinstimmen. Die TiComTec GmbH kann allgemeine<br />

Anleitungen und Ratschläge erteilen, für die Wahl des richtigen Produkts für eine spezielle Anwendung und<br />

dessen instruktionskonforme Anwendung trägt aber der Kunde/Anwender alleine die Verantwortung. Alle Produkte<br />

sind in strikter Übereinstimmung mit allen aktuellen Anweisungen, welche von der TiComTec GmbH<br />

veröffentlicht wurden anzuwenden. Die Lieferung der Produkte und der Beratung erfolgen gemäß den Allgemeinen<br />

Geschäftsbedingungen der TiComTec GmbH. Die TiComTec GmbH ist bestrebt ihre Leistungen ständig<br />

weiter zu entwickeln. Deshalb behalten wir uns das Recht vor, Beschreibungen, Spezifikationen etc. ohne Ankündigung<br />

zu ändern. Die TiComTec GmbH haftet nicht für unmittelbare oder mittelbare, Mangel oder Mangelfolgeschäden,<br />

Verluste oder Kosten im Zusammenhang mit der Verwendung oder wegen der Unmöglichkeit der<br />

Verwendung der Produkte für irgendeinen Zweck. Stillschweigende Zusicherungen für die Verwendung oder<br />

Eignung für einen bestimmten Zweck werden ausdrücklich ausgeschlossen.<br />

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6. Anhang<br />

6.1 Literatur<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 />

Technisches Dossier HSK ® -<strong>Rohrverbinder</strong> 2010-12<br />

[3] Fördergesellschaft Holzbau und Ausbau GmbH: DIN 1052 Praxishandbuch Holzbau 2. überarbeitete<br />

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

[4] Schneider 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 spannende Holz-Beton-Verbund-<br />

Flachdecke“, Bauen mit Holz, Bruderverlag, Karlsruhe, 3/2003, Seite 21 – 25<br />

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

faserverstärkten Kunststoffen und Holz, Schriftenreihe Bauwerkserhaltung und Holzbau, UNI Kassel,<br />

ISBN-13: 978-3-89958-191-1<br />

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

PUR-Klebstoffen unter Temperatureinfluss“, Fachhochschule Wiesbaden, Holzbaulabor<br />

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

2/2008, Seite 13 – 18<br />

[10] Gehri, E.: (2009) <strong>Eingeklebte</strong> Anker – Anforderungen und Umsetzungen<br />

IHF 2009, Garmisch-Partenkirschen, Band 1<br />

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

und Ermüdungsfestigkeit von in Holz eingeklebten Gewindestangen und Lochblechen“, die neue<br />

quadriga 2/2010, Seite 45 - 49<br />

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

Tagungsband 1. Internationale Holzbrückentage IHB 2010, Bad Wörishofen<br />

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6.3 Normen, bauaufsichtliche Zulassungen, Empfehlungen<br />

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

Bemessungsregeln und Bemessungsregeln für den Hochbau<br />

Berlin: Beuth Verlag GmbH<br />

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

mit eingeklebten HBV-Schubvberindern – 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 Stahlstäben in Holzbaustoffe – Geltungsdauer bis 31.01.2014<br />

WEVO-CHEMIE GmbH, D-73760 Ostfoldern-Kemnat<br />

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

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

Holzbaustoffe – Geltungsdauer bis 31.05.2015<br />

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

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