Ein Stahlbau-Kopplungsstoß verbindet die beiden Trägerhäften zum Satteldachbinder.
Ein Stahlbau-Kopplungsstoß verbindet die beiden Trägerhäften zum Satteldachbinder. (Quelle: Brüninghoff Group)

Technik

23. August 2022 | Teilen auf:

Hybrid-Leichtbauträger: Leicht und leistungsfähig

Eine neuartige Hallentragwerkskonstruktion aus Buchenholz, Fichtenholz und Stahl entwickelten Wissenschaftler, Ingenieure und Praktiker des Labors für Holzbau an der Hochschule RheinMain in Wiesbaden und der Brüninghoff Unternehmensgruppe aus dem westfälischen Heiden. Ihr gemeinschaftliches Projekt wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aus dem Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe unterstützt.

Der Hybrid-Leichtbauträger für weitgespannte Hallentragwerke bildet ein satteldachförmiges Tragwerk aus zwei parallelgurtigen Trägerhälften aus Holz, die im Firstpunkt über einen Kopplungsstoß aus Stahl verbunden werden.

Zwischen die jeweils zweiteiligen Ober- und Untergurte aus Buche-Furnierschichtholz werden Diagonalen aus Fichte-Brettschichtholz geklebt. Für die Verbindung der Knotenpunkte erwies sich die direkte Holz-Holz-Verklebung als das geeignetste Fügeverfahren. Die beiden Trägerhälften werden vor Ort über eine abgewinkelte Kopplung in der Trägermitte verbunden. Vorzug: Die verringerte Transportlänge der Trägerhälften erleichtert die innerbetriebliche Logistik und vermeidet kostenintensive Sondertransporte zur Baustelle.

Die Projektbeteiligten erarbeiteten zudem ein Konzept zur industriellen Serienfertigung des Leichtbauträgers inklusive Entwurf eines Fabriklayouts. Zur Veranschaulichung des Herstellungsprozesses und der Verbindung mit dem im Projekt entwickelten Kopplungsstoß fertigten sie einen 16 Meter langen Demonstrator aus zwei Trägerhälften an. Für den praktischen Einsatz sind weitergehende Optimierungen zur Spannungsverteilung in den geklebten Knotenpunkten notwendig, die zeitnah umgesetzt werden sollen.

Ein Konzept für die spätere Nachnutzung des Trägers legten die Fachleute ebenfalls vor. Wird der Träger nach Nutzungsende nicht als Ganzes wiederverwendet, lässt er sich problemlos in seine Einzelbestandteile zerlegen, wobei die Holz-Holz-Verklebung ohne metallische Verbindungsmittel für die Nachnutzung in der Kreislaufwirtschaft oder Kaskadennutzung vorteilhaft ist. Projektbegleitend wurden umfangreiche Ökobilanzen angefertigt.

Die aufgelöste Tragstruktur aus Laub- und Nadelholz sowie Stahl punktet gegenüber bisherigen Tragsystemen mit verbesserter Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz. Mit dem Einsatz industriell gefertigter Hybrid-Leichtbauträger könnte sich zudem weiteres Nutzungspotenzial für Buchenholz erschließen.

Hintergrund: Für weitgespannte Hallentragwerke werden heute meist Stahl- und Stahlbetonträger oder materialintensive Brettschichtholzträger eingesetzt. Der Anteil von Laubholz im Bausektor liegt derzeit nur bei etwa 14 Prozent, ca. 86 Prozent entfallen auf Nadelholz. Besonders im konstruktiven Bereich hat der Einsatz von Laubholz Seltenheitswert. Die stoffliche Verwendung und der gezielte Einsatz des für seine hohe Festigkeit im Vergleich zu Nadelholz bekannten Buchenholzes war deshalb ein wichtiges Ziel des Forschungsprojektes. Angesichts begrenzter Ressourcen und ausbaufähiger Nachhaltigkeitsaspekte im Bauwesen kann sich der Hybrid-Leichtbauträger als zukunftsträchtige Alternative beim Hallenbau erweisen.

Verbundvorhaben: Hybrid-Leichtbauträger für weitgespannte Hallentragwerke (HLBTraeger)

Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Betrachtungen; Hochschule RheinMain - Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen – Holzbaulabor https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22023017

Teilvorhaben 2: Konzeptionierung, Realisierung, Fertigung; Brüninghoff Holz GmbH & Co. KG https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22007818

zuletzt editiert am 29.08.2022