EN 383 Holzkonstruktionen - Prüfverfahren - Bestimmung der eingebetteten Festigkeit und der Fundamentwerte für stiftartige Verbindungselemente

In der europäischen Norm „EN 383 Holzbauwerke – Prüfverfahren – Bestimmung der Setzungsfestigkeit und Grundwerte für stiftartige Verbindungselemente“ werden Prüfverfahren zur Bestimmung der Setzungsfestigkeit und Grundwerte von mit stiftartigen Verbindungselementen hergestellten Vollholz-, Brettschichtholz- und Holzwerkstoffplattenprodukten beschrieben.

Verbindungselemente und Holz, Brettschichtholz oder Holzwerkstoffplatten sollten, soweit möglich, die in der jeweiligen Spezifikation zulässige Mindestqualität aufweisen.

Die Prüfungen werden mit dem in der Abbildung dargestellten Prüfgerät durchgeführt. Das Prinzip dieser Prüfung besteht darin, ein Verbiegen des zu prüfenden Befestigungselements zu verhindern. Das Befestigungselement wird mithilfe einer Stahlvorrichtung senkrecht zu seiner Achse belastet und die Belastung sowie die entsprechende Eindrückung bzw. Verformung gemessen.

Die Belastung kann durch Druck oder Zug erfolgen. Bei Massivholz und Schichtholzprodukten mit einer einzigen Faserrichtung kann die Belastung durch Druck parallel oder senkrecht zur Faser erfolgen.

Die Grundsätze dieser Norm können auch für andere Winkel zwischen Ladung und Schiff angewendet werden.

Der Prüfkörper ist ein rechteckiges Prisma aus Holz oder Holzwerkstoffplatte mit einem senkrecht zur Oberfläche des prismatischen Prüfkörpers angeordneten Verbindungselement. Die Abmessungen der Prüfkörper sind in der Tabelle der Norm aufgeführt. Um den Prüfgrundsatz zu erfüllen, sollte die Dicke zwischen 1,5 d und 4 d liegen (d ist die Querschnittsabmessung des Verbindungselements in Millimetern). Bei Holzwerkstoffplattenprodukten sollte die Prüfkörperdicke der Dicke der hergestellten Platte entsprechen.

Im Tiefbau und Bauwesen spielen Normen eine entscheidende Rolle für die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Bauwerken. Eine dieser grundlegenden Normen, die EN 383, bietet laborbasierte Verfahren zur Bewertung der Wechselwirkung von Holzwerkstoffen mit mechanischen Verbindungselementen.

Diese Norm ist Teil einer Reihe europäischer Normen für den Holzbau. Sie befasst sich mit einem grundlegenden Aspekt des Holzbaus: der Setzfestigkeit von Holz beim Bohren mit dübelartigen Befestigungsmitteln wie Bolzen, Schrauben oder Dübeln. Dies ist entscheidend für die Konstruktion von Verbindungen in Holzgebäuden, Brücken und Möbeln, die Lasten ohne Beschädigung tragen können.

Die Norm EN 383 ist Teil des Eurocodes 5, der die Bemessung von Holzkonstruktionen in der Europäischen Union regelt. Sie legt Verfahren für Massivholz, Brettschichtholz (BSH) und Holzwerkstoffplatten wie Sperrholz oder OSB-Platten fest.

Der Hauptzweck der Norm EN 383 besteht darin, zwei grundlegende Eigenschaften zu messen:

• Eingebettete Festigkeit: Der Widerstand von Holz gegen das Eindringen und Zerdrücken eines Befestigungselements unter Last. Gemessen in Megapascal (MPa) gibt sie an, wie viel Kraft das Holz aufnehmen kann, bevor es sich um den Dübel herum verformt.
• Grundlegende Werte: Dazu gehören Fließmomente und andere Parameter, die in Johansens Fließtheorie zur Vorhersage der Verbindungskapazität in Holzverbindungen verwendet werden.

Diese Norm gilt für dübelartige Verbindungselemente, typischerweise mit Durchmessern zwischen 3 mm und 30 mm, und deckt ein Spektrum an Holzdichten ab, von Weichhölzern wie Fichte bis hin zu Harthölzern wie Eiche. Sie gilt nicht für Verbindungselemente aus Kunststoff oder Verbundwerkstoffen und konzentriert sich auf Laborbedingungen, um die Wiederholbarkeit zu gewährleisten.

Obwohl die EN 383 nicht die umfassenden Verbindungsprüfungen abdeckt, die in verwandten Normen wie der EN 14080 für Brettschichtholz durchgeführt werden, liefert sie die für derartige Konstruktionen erforderlichen Basisdaten. Die Bevorzugung von Holz gegenüber Stahl oder Beton ist aufgrund seines geringeren CO2-Fußabdrucks besonders wichtig, insbesondere in Regionen, in denen nachhaltiges Bauen gefördert wird.

Dieser Standard umfasst präzise, ​​schrittweise Laborverfahren zur Minimierung der Variabilität. Die wichtigsten Schritte sind wie folgt:

• Probenvorbereitung: Holzproben werden auf einen Standardfeuchtegehalt (typischerweise 12 Prozent bei Nadelhölzern) konditioniert. Die Proben werden auf bestimmte Abmessungen zugeschnitten: Blöcke für Einsteckversuche haben die Maße 100 mm x 50 mm x 50 mm, und das Befestigungselement wird entweder vertikal oder schräg eingesetzt. Die Befestigungselemente sind standardisiert (z. B. glatte Runddübel), um eine Materialdurchbiegung zu verhindern.
• Prüfung der eingebetteten Festigkeit: Eine Universalprüfmaschine übt eine Druckkraft aus, um den Befestiger mit kontrollierter Geschwindigkeit (typischerweise 2 mm/min) in das Holz einzutreiben. Kraft-Verschiebungs-Kurven werden aufgezeichnet, bis das Plateau der eingebetteten Festigkeit, definiert als die maximale Kraft geteilt durch die Kontaktfläche, erreicht ist. Die Prüfungen werden in beiden Hauptrichtungen (parallel und senkrecht zur Maserung) durchgeführt, um der anisotropen Beschaffenheit des Holzes Rechnung zu tragen. Für die statistische Zuverlässigkeit sind mindestens fünf Wiederholungen pro Konfiguration erforderlich.
• Bestimmung des Fundamentwerts: Anhand der Einbettungsdaten werden Fundamentmodule (K-Werte) berechnet, die die Steifigkeit der Holz-Befestigungselement-Schnittstelle darstellen. Diese Werte werden in analytische Modelle eingespeist, um das Verbindungsverhalten unter Scher-, Zug- oder kombinierten Belastungen vorherzusagen.

Sicherheitsprotokolle legen Wert auf kalibrierte Geräte und den Schutz des Bedieners, da hohe Belastungen (bis zu 50 kN) zu plötzlichen Ausfällen führen können. Diese Norm enthält auch Anhänge für Korrekturen aufgrund von Änderungen der Holzdichte und der Randabstände.

Die Daten der Norm EN 383 haben direkten Einfluss auf die statische Berechnung. Beispielsweise kann eine Unterschätzung der Setzungsfestigkeit bei einer Holzbalkenverbindung zu vorzeitigem Nachgeben führen und die gesamte Konstruktion gefährden. Durch die Bereitstellung validierter Prüfmethoden gewährleistet die Norm:

• Sicherere Konstruktionen: Kompatibilität reduziert Risiken bei tragenden Anwendungen wie Dachsparren oder Bodensystemen.
• Kosteneffizienz: Genaue Schätzungen sparen Material, indem sie die Überentwicklung minimieren.

Für die CE-Kennzeichnung von Holzverbindungselementen im Rahmen der Bauproduktenrichtlinie (CPR) ist die Norm EN 383 zwingend erforderlich.

Unsere Organisation mit ihrem kompetenten und erfahrenen Team versteht seit Jahren die Bedürfnisse ihrer Kunden, bietet ihnen die erforderlichen fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie bei der Einrichtung, Implementierung und Verbesserung von Managementsystemen. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „EN 383 Holzkonstruktionen – Prüfverfahren – Bestimmung der eingebetteten Festigkeit und der Grundwerte für stiftartige Verbindungselemente“ an.