Holzbau Prüfungsfragen PDF

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PRÜFUNG HOLZBAU (8. 5. 2018) 1) BAUSTOFF Nennen Sie die charakteristischen Festigkeiten von Nadelholz.

1 kN/cm2 = 10 N/mm2

Welche Struktur hat der Baustoff Holz? Bedingt durch die stammparallelen, längsorientierten Fasern ist Holz ein anisotroper und inhomogener Werkstoff, dessen Eigenschaften sehr stark von der Faserrichtung abhängig sind. Daher hat Holz eine hohe Zug- & Druckfestigkeit in Faserrichtung aber sehr geringe normal dazu. Holz hat zusätzlich natürliche Fehlern wie zb. Äste die eine Störung des Faserverlaufs darstellen und seine Festigkeit beeinträchtigen. Früh- (weitlumige und dünnwandige Zellen) und Spätholzzellen (dickwandige und englumigen Zellen) bilden zusammen einen Jahrring und haben ebenfalls unterschiedliche Festigkeitseigenschaften. Was bedeutet Quellen und Schwinden? Holz ist hygroskopisch, nimmt dadurch Wasser auf oder gibt dieses an seine Umgebung ab. Bei Feuchteänderungen unterhalb des Fasersättigungsbereichs (FSB) kommt es zu Einlagerung von Wasser zwischen die Fasern und dadurch zu Vergrößerung bzw. umgekehrt Verkleinerung des Querschnittes. Dadurch können Risse entstehen (optische Mängel).

Quellen und Schwinden von Holz, Maßnahmen gegen Schwindrisse: -

Anordnung von Entlastungsnuten (bei Brettern und Rundhölzern) Konstruktiver Holzschutz Chemischer Holzschutz

Was ist (Brettsperrholz) Kreuzlagenholz? Beschreiben Sie das Produkt und die Einsatzmöglichkeiten. -

KLH ist ein flächiges, massives, mehrschichtig verklebtes Holzprodukt für tragende Anwendungen Es besteht aus mindestens drei Brettlagen, die rechtwinkelig zueinander flächig verklebt sind und im Allgemeinen einen symmetrischen Querschnitt ergeben Bis zu drei benachbarte Lagen dürfen faserparallel angeordnet werden, solange ihre gemeinsame Dicke höchstens 90 mm beträgt Es wird aus (kreuzweise) übereinander gestapelten und miteinander verklebten (formaldehydfreier PUR-Klebstoff, Pressdruck ca. 6 kg/cm2) Brettern hergestellt Dafür wird vorwiegend sogenannte Brettseitenware aus den Randzonen des Stammes verwendet. Die Plattenelemente werden als Wand oder Decke verwendet.

Einsatzmöglichkeiten: Einfamilienhaus, mehrgeschossiger Wohnbau, Brücken... Was ist eine OSB-Platte? Beschreiben Sie das Produkt und die Einsatzmöglichkeiten. Oriented Strand Board -

aus langen, schlanken, ausgerichteten Spänen oder Strands zusammengesetzt Strands ca. 0,6 mm dick, 75 mm lang und 35 mm breit Strands in den Außenschichten sind parallel zur Plattenlänge oder -breite ausgerichtet Strands in der Mittelschicht(-en) können zufällig oder im allgemeinen rechtwinkelig zu den Strands der Außenschichten angeordnet sein weisen dadurch in Längs- und Querrichtung unterschiedliche Eigenschaften auf Biegefestigkeit in der Längsrichtung deutlich höher als in der Querrichtung Plattendicke: 6 - 40 mm Plattenformate: 607 - 2800 bis 2500 - 6250 mm

Einsatzmöglichkeiten - Beplankung der Wände im Innenausbau (Trockenbau) - Dachbeplankung beim Dachausbau - Fertigteilestrich schwimmend - Unterkonstruktion des Bodenbelags Erzeugung: der Weg vom Baum zum Brett 1. Holzbringung im Wald 2. Holz wird auf Forststraße vorsortiert 3. Lieferung an Werk 4. Sortierung am Rundholzplatz (zB. Mittels Portalkran) 5. Herstellung von Holzerzeugnissen an der Säge (Balken, Bohlen, Bretter, Kanthölzer, Latten) 6. anschließend wird sortiert, paketiert und gelagert Begriffe für Schnittholz (Latte bis Kantholz):

Brettschichtholz: Erzeugung, Möglichkeiten für den Architekten Besteht aus mindestens zehn faserparallelen miteinander verklebten 32mm Brettlamellen, für beliebig lange und gekrümmte Querschnitte (Herstellung im Leimbauwerk). Prozess: Trocknung der Bretter (10%), sortieren, keilzinken und zu langem Band verleimen, anschließend (einseitig) verleimen und pressen (Hyperpress, Rotopress) Es können beliebige Formen erzeugt werden: Länge bis 40m, Höhe bis 2m; Radius lt. Vorgabe mit R=200 x Brettdicke Festigkeitsqualität entsprechend Sortierung Möglichkeit für Architekten: - Hohes gestalterisches Potential zB. Pyramidenkogel - Träger können in verschiedenen Spezialformen hergestellt werden - Kombinierte Querschnitte möglich

Holzwerkstoffe: Was ist das? Nennen Sie Produkte! Werkstoffe die durch Zerkleinern von Holz und anschließendes Zusammenfügen der Strukturelemente erzeugt werden. Größe und Form der Holzpartikel entscheiden über die Art des Holzwerkstoffes und seine Eigenschaften. Die Holzpartikel können ohne oder mit Bindemitteln oder mechanischen Verbindungen miteinander verbunden sein. Produkte: KVH, Kreuzbalken, Spanplatte, OSB, Faserplatte 2) WINDVERBAND Erläutern Sie den Begriff Windverband. Wofür ist dieser erforderlich, wo und wie wird er eingebaut. Der Windverband bezeichnet Verstrebungen von Fachwerkträgern, die waagrecht auftretende Windkräfte (Winddruck und Sogkräfte) aufnehmen, zu Lagerpunkten übertragen wo diese abgeleitet werden. Zur Erreichung einer ausreichenden Seitensteifigkeit werden Holzbauteile an genügend Widerstand leistende Wände, Stützen, Träger oder Verbände angeschlossen. Diese verhindern zu große seitliche Auslenkungen rechtwinkelig zur Haupttragrichtung der

Einzelteile (vertikal) und können gleichzeitig auch zur Abtragung von äußeren Lasten, wie z.B. Wind, hinzugezogen werden.

Zeigen und erläutern Sie für eine Industriehalle 20x50 m die mit Vollwandbindern im Seitenabstand von 5m und durch Pfetten (e=5) überdeckt ist, das Kräftespiel und die konstruktiven Möglichkeiten für die Ableitung der Windkräfte an der 4 bis 7m hohen Giebelwand. Vollwandträger sind vollflächig und durchgängig verleimte Träger aus Brettschichtholz.

Sparren fallend Pfetten horizontal

3) STIFTFÖRMIGE VERBINDUNGSMITTEL Zeigen Sie die charakteristischen STIFTFÖRMIGEN Verbindungsmittel, erläutern Sie deren Wirkungsweise und skizzieren Sie mögliche Anwendungsfälle.

Erklären Sie die Begriffe Schnittigkeit und Schlankheit. Schnittigkeit

Schnittigkeit gibt Anzahl der Scherfugen in der Verbindung an (mehr als 2-schnittige Verb. werden in diese unterteilt) Scherfuge .. Kontaktfläche der zu verbindenden Materialien (da hier Kraftübertragung, Gefahr des Abscherens) m .. Anzahl der Scherflächen

m=2

m=1

Schlankheit Schlankheit ist das Verhältnis der (kürzeren) Länge an der das VM am Holz anliegt und seinem Durchmesser t1 … Dicke des schmäleren zu verbindenden Holzteiles d … Durchmesser des Verbindungsmittels Was ist a1 und a2?

Erläutern Sie die Methode der Bemessung mit den Bemessungstabellen im Skriptum für einen zweiteiligen Zugstoß, Holzlaschen und Stabdübel bei einer statischen Last von F=100KN. 1, Verbindungsmittel wählen: Stabdübel 20mm, zweischnittig Holz-Holz 2, Winkel und Querschnitt der Verbindung wählen Winkel: t1= 40 mm t2 = 100mm

3, Fv,Rk aus den hp-Bemessungstabellen entnehmen = 40/20 = 2

Fv,0,Rk = 12,4 kN

4, Ermittlung des Designwertes = 12,4 * 0,6 = 7,44 kN 5, Anordnung festlegen → Skizze mit Abständen und Anzahl 6, Effektive Anzahl an Verbindungsmittel festlegen: neff aus hp-Bemessungstabelle entnehmen, diese regelt die Abminderung der Tragfähigkeit, wenn mehrere Stifte in einer Faser- und Kraftrichtung angegriffen werden. zB: neff = 20 7, Nachweis 2 * 20 * 7,44 = 297,6 kN = 100 * 1,45 = 145 kN

0,48

hp – Bemessungstabellen für Bolzen & Stabdübel Wert für Fv,Rk

In welchem Zusammenhang stehen Abstandsregeln und Bemessung?

4) DACHSTÜHLE Skizzieren Sie ein Sparrendach, nennen Sie seine Bestandteile. Wodurch unterscheidet es sich vom Kehlbalkendach? Einsatz: Dachneigungen von etwa 30° - 60° Sparren (Sp) stützen sich im First gegenseitig ab → Knickgefahr (Normalkräfte in Sp) Zugband (Zb) nimmt Horizontalkräfte auf Auflagerung (A) des Sparrens auf dem Zugband (Übertragung der Horizontalkräfte) Kehlriegel (Kr) verkürzen die Stützweiten der Sparren und mindern somit die Knick- und Biegebeanspruchung First

5) BEMESSUNG Zu bemessen ist ein Balken GLh24, gegeben sind verschiedene Momente und Kräfte.

kc,90 Werte

Schubspannung am Auflager

Schiefe Biegung

Zeichnen Sie eine Verbindung mit einer Vollgewindeschraube!

ÄLTERE PRÜFUNGEN BRANDVERHALTEN Erklären sie den Unterschied zwischen einer Holzkonstruktion und einer Stahlkonstruktion im Brandverhalten. Welche Brandwiderstandsklassen gibt es? Welche Maßnahmen würden Sie vorsehen bzw. wären möglich um den Brandwiderstand einer Holzkonstruktion bzw. einer Stahlkonstruktion zu erhöhen? 16_05b gesamt, S.2-8 Holz: brennbar Die statische Sicherheit von Holzkonstruktionen ist anhand des Abbrandes genau kalkulierbar. Probleme: - Rauchentwicklung - Brandfortleitung Ein Bauteil (Wand/Decke/Dachaufbau) kann einen Brand eine gewisse Zeit standhalten. Nämlich die Zeit in der es auf der einen Seite des Bauteiles brennt und auf der anderen Seite des Bauteils die Oberflächentemperatur 140°C nicht übersteigt.

POINT OF NO RETURN Ab diesen Punkt hört das Material nicht mehr von alleine auf zu brennen.

Bei massiven Holzbauteilen größerer Abmessungen und BSH entsteht durch die hohe Erwärmung (290°C) eine Verkohlungsschicht (sogenannte Pyrolseschichte d=0,5cm), wirkt wie eine Isolierschicht, schützt innerhalb liegende Querschnittsteile längere Zeit vor weiterer Zerstörung (Wärmeleitfähigkeit der Holzkohle etwa 1/6 jener von Holz). Die Festigkeit bleibt erhalten. Der Holzabbrand liegt bei 0,65 mm/min Mögliche Maßnahmen: (16_05b S.18-21) - Automatische Löschanlage, z.B. Sprinkleranlage - Schutz der Holzkonstruktion durch eine Kapselung in Form von mineralischen (A2) Baustoffen. - Wohnungstrennwand - Brandbalkendecken - Einteilung des Holzbaus in Brandabschnitte - Brandwand - Feuermauer Stahl: unbrennbar (16_05b S.27ff) Die Festigkeit des Stahles versagt ab einer Temperatur von 500-600°C. Dies ist im Brandherd nach ca. 7 bis 10 Minuten der Fall. Der Stahlbau hat in punkto Brandschutz einen Materialnachteil. Die hohe Festigkeit des Stahles wird durch die Temperatur im Brandfall bereits in den ersten 10 Minuten eingebüßt. Das liegt daran das nach den 10 Minuten der Träger eine Oberflächenwärme von ca. 400 bis 500°C erreicht hat. Bei der Hitze biegt sich das Material und verliert seine Festigkeit. Somit erreicht ein Stahlträger ungeschützt die Klasse R30 nicht. Daher sind Schutzmaßnahmen durch Anstriche oder Bekleidungen in der Regel erforderlich. Gegenüber Holz ist Stahl unbrennbar, d.h. in den Bauordnungen kann Stahl in die Brandwiderstandsklasse F90 und F180 eingeordnet werden, allerdings nur mit Schutzmaßnahmen. Mögliche Maßnahmen: - Verkleidungen für Stahlkonstruktionen (Stahl-Beton-Verbundkonstruktionen, Verkleidungen mit Gips) - Brandschutzanstriche für Stahlkonstruktionen: schäumen unter Hitze stark auf, bis zu 26 Schichten, F30, F60 und sogar F90 möglich

Massiv: unbrennbar Massive Konstruktionen halten dem Brand im Allgemeinen stand. Stahlbeton im speziellen hat gute Brandeigenschaften solange die Bewehrung geschützt ist. Für Brandwiderstandsklasse F90 ist jedoch eine Betonüberdeckung von min 3cm erforderlich. Allgemeine Brandprobleme: - Rauch und Gasentwicklung - Lichtausfall - Fluchtwege - Türen und Fenster (F30) Brandwiderstandsklasse

Brandwiderstandsdauer t in Minuten

Brandschutztechnische Bezeichnung

In österreichischen Gesetzesstellen noch verwendete bautechnische Bezeichnung

F 30

30 < t < 60

Brandhemmend

Feuerhemmend

F 60

60 < t < 90

hochbrandhemmend

hochfeuerhemmend

F 90

90 < t < 180

Brandbeständig

Feuerbeständig

F 180

180 < t

hochbrandbeständig

hochfeuerbeständig

Brandklassendefinitionen nach der alten ÖN B 3800

Zeigen Sie allgemein die 4 charakteristischen konstruktiven Lösungsmöglichkeiten von Rahmenecken im Holzbau!

Dreigelenksystem Zeigen Sie die charakteristischen Formen von Dreigelenksystemen im Holzbau und erläutern Sie deren statische Wirkungsweise.

Im Riegel treten Druckkräfte und geringe Biegemomente auf. kleine Biegemomente-> kleine Querschnittshöhen des Riegels. Normalkraft im Riegel ist ähnlich groß wie Zugkraft in Zugband. Warum sind Dreigelenksysteme gegenüber biegebeanspruchten Trägern wirtschaftlich? Vorteil für Querschnittshöhe – Normalspannung verteilt sich gleichmäßig auf gesamte Fläche → geringe Bauhöhe gegenüber Vollwandträger Wo liegt der Wesentliche Unterschied in der Beanspruchung?...