Hocheffiziente Fachwerke aus Holz

Brettschichtholz zählt heutzutage, neben dem klassischen Schnittholz, zum meist eingesetzten Material im konstruktiven Holzbau. Die Verleimung ermöglicht höhere Bauteillängen und bringt ein vorteilhaftes Verhalten hinsichtlich Schwindverformungen mit sich, wodurch bessere und gleichmäßigere mechanische Eigenschaften erreicht werden. Der Nachteil von Brettschichtholz ist jedoch der geringer Materialausnutzungsgrad. Betrachtet man den Ursprungs-Baumstamm, so gelangt nur 25% bis 30% davon schlussendlich in das Endprodukt. Aus diesem Grund sollte das hochwertige Produkt umso effizienter genutzt werden.

Aufgrund der einfachen industriellen Fertigung werden heutzutage hauptsächlich Vollwandträger aus Brettschichtholz eingesetzt. Würde man stattdessen ein Fachwerksystem verwenden, so würde dies zu einem deutlich geringeren Materialaufwand führen, ohne die Tragfähigkeit oder Steifigkeit zu verringern. Das Ziel der Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Benjamin Kromoser ist es, den Entwurfs- und Herstellungsprozess von Holzfachwerken zu industrialisieren, um mit den gängigen Vollwandträgersystemen in Konkurrenz treten zu können. Im Detail wird der gesamte Prozess vom Entwurf, der statischen Optimierung, den statischen Nachweisen laut Norm, der Arbeitsvorbereitung bis hin zum Fertigungsprozess in einem durchgängigen digitalen Ansatz zusammengefasst.

Die Steifigkeit eines Fachwerkes ist direkt von der Steifigkeit der jeweiligen Fachwerksknoten abhängig. Aus diesem Grund haben wir begonnen unterschiedliche Holz-Holz-Verbindungen zu entwerfen und zu testen, um die effizienteste Variante für unsere Ansätze zu ermitteln. Neben traditionellen Holzverbindungen und typischen Ingenieurholzverbindungen (Knotenbleche) haben wir auch komplett neue Varianten, die mittels unseres Industrieroboters gefertigt wurden, getestet.