Werner Seim - Ingenieurholzbau

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Werner Seim

Mit Beiträgen von Johannes Hummel

Autor

Prof. Dr.-Ing. Werner Seim

Fachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau Institut für Konstruktiven Ingenieurbau Universität Kassel

Kurt-Wolters-Straße 3

Titelbild

Kaeng Krachan Elefantenpark, Zoo Zürich (Foto: Wolfram Kübler, Walt Galmarini AG); Grafik: Werner Seim

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Print ISBN978-3-433-03234-3

ePDF ISBN978-3-433-60930-9

ePub ISBN978-3-433-60931-6

oBook ISBN978-3-433-60929-3

UmschlaggestaltungStefanie Eckert-Kimmig, stilvoll, Kappelrodeck

Satzle-tex publishing services GmbH, Leipzig

Gedruckt auf säurefreiem Papier.

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Die Geschwindigkeit, mit der im Holzbau neue Produkte in die Praxis eingeführt werden, ist im Vergleich mit den übrigen Konstruktionswerkstoffen des Bauwesens schon fast atemberaubend. Dies führt dazu, dass der Holzbau bei weit gespannten Hallentragwerken und im Industriebau seinen Marktanteil kontinuierlich vergrößert und dass mit dem mehrgeschossigen Bauen nach und nach ein neues Anwendungsgebiet erschlossen wird. Hier vergeht derzeit kaum ein Monat, in dem nicht über einen neuen Höhenrekord berichtet wird, und das immer wieder auch aus Ländern, die man bisher nicht zu den klassischen Holzbaunationen zählt.

Bei einer solchen Innovationsgeschwindigkeit können normative Regeln zur Bemessung von Tragelementen und Verbindungen nicht immer Schritt halten. Sie müssen es auch nicht, wenn Ingenieurinnen und Ingenieure mit den allgemeinen Berechnungsmethoden gut vertraut sind und mit den Grundlagen, auf denen diese Methoden aufbauen. Auf dieser Basis können auch neue, auf den ersten Blick ungewohnte Regelungen zu einzelnen Produkten eingeordnet und sicher interpretiert werden. Und bereits beim Tragwerksentwurf können innovative Produkte für neuartige Lösungen vorgeschlagen werden.

In diesem Sinn bilden im vorliegenden zweiten Band ,,Ingenieurholzbau – Vertiefung“ das erste Kapitel zu den theoretischen Grundlagen und das fünfte Kapitel zum Tragwerksentwurf eine Klammer für das zweite und dritte Kapitel, in denen Berechnungsmethoden für Tragelemente und Verbindungen vorgestellt und erläutert werden, welche im ersten Band ,,Ingenieur-Holzbau – Basiswissen“ keinen Platz mehr fanden. Wichtige Schwerpunktthemen sind Verbundbauteile sowie geklebte und formschlüssige Verbindungen. Ein eigenes Kapitel ist der Schwingungsberechnung und der Erdbebenbemessung gewidmet. Die einzelnen Kapitel sind inhaltlich eigenständig strukturiert. Man muss das Buch nicht von vorne nach hinten durcharbeiten, sondern kann, wenn man möchte, mit demjenigen Thema einsteigen, welches einen am meisten interessiert.

Der Inhalt des Buches deckt sich weitgehend mit den Inhalten der ,,Holzbau-Vertiefung“ im Masterstudiengang Bauingenieurwesen an der Universität Kassel und baut auf den Vorlesungsunterlagen auf, welche in den vergangenen Jahren dort am Fachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau erarbeitet wurden. Carsten Pörtner, Martin Schäfers, Heiko Koch, Lars Eisenhut, Tobias Vogt, Johannes Hummel, Michael Schick, Timo Claus, Sascha Schwendner, Giuseppe D’Arenzo und Jens Frohnmüller haben in dieser Zeit als wissenschaftliche Mitarbeiter ganz wesentlich zur Entwicklung unseres Lehrkonzeptes beigetragen. Bianca Böhmer hat für die Inhalte des zweiten Bandes eine Vielzahl handschriftlicher Notizen in Textform gebracht. Ai Phien Ho und Ann-Katrin Westermann haben sich als studentische Mitarbeiterinnen mit großer Sorgfalt um eine gute und einheitliche grafische Darstellung gekümmert. Wichtige Hinweise zum Abschnitt Brücken gehen auf Matthias Gerold zurück. Bei allen möchte ich mich sehr herzlich bedanken.

Mein besonderer Dank gilt Johannes Hummel, der die Herausgabe der gedruckten Vorlesungsmanuskripte, auf denen dieser Band beruht, betreut und das vierte Kapitel mit verfasst hat.

Kassel, im September 2021

Werner Seim

Es ist immer wieder erstaunlich, wie elegant und ökonomisch Holztragwerke konzipiert und umgesetzt werden können. Und das bei einem Werkstoff, der den Wachstumsbedingungen in der Natur unterliegt und dadurch erhebliche Unregelmäßigkeiten und ausgeprägte anisotrope Festigkeitseigenschaften aufweist. Die ingenieurtechnische Beherrschung dieser Besonderheiten erfolgt auf der Grundlage von ganz unterschiedlichen theoretischen Ansätzen. Diese stammen aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen und wurden für die Fragestellungen des Holzbaus adaptiert. Bei manchen Bemessungsregeln – so z. B. bei den sogenannten ,,Johansen- Formeln“ – sind diese Grundlagen gut nachvollziehbar. Andere normative Regelungen verwenden Formulierungen mit dimensionsgebundenen Beiwerten, deren Herleitung ohne aufwendige Recherche nicht mehr nachvollziehbar ist. In den folgenden Abschnitten werden die wichtigsten theoretischen Grundlagen, welche bei gewöhnlichen Bemessungsaufgaben im Holzbau eine Rolle spielen, erläutert und es wird die Anwendung mit Bezug zum jeweiligen Ingenieurmodell erklärt.