Konstitutive Formulierung und Finite-Elemente-Modellbildung zur realitätsnahen numerischen Berechnung von Holzverbindungen mit stiftförmigen Verbindungsmitteln

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Ziel des Forschungsvorhabens ist die wirklichkeitsnahe dreidimensionale Finite-Elemente-Berechnung von Holzverbindungen mit stiftförmigen Verbindungsmitteln. Stabdübel, Nägel oder Bolzen sind die im Holzbau am häufigsten eingesetzten Verbindungsmittel. In Abhängigkeit vom System und der Holzart sind verschiedene Versagenscharakteristiken experimentell nachgewiesen: 1. relativ sprödes Querzugversagen senkrecht zur Faser mit Rissentstehung, 2. plastisches Verhalten des Holzes im Lochleibungsbereich des Verbindungsmittels, 3. Plastizieren des stählernen Verbinders. Für die Erfassung von 1. werden InterfaceElemente entwickelt, die Rissentstehung und Rissfortschritt abbilden. Für 2. ist durch eine feuchteabhängige anisotrope elastisch-plastische Multi-Surface-Plastizität sowie belastungsabhängiges Postkollapsverhalten gekennzeichnet. Das Plastizieren des Verbindungsmittels (3.) ist durch von Mises-Plastizität ausreichend genau modelliert. Eine Strukturanalyse der beschriebenen Anschlüsse ist von entscheidender Bedeutung für eine optimale mechanische und wirtschaftliche Auslegung. Die Ergebnisse der geplanten Modellbildung sind weitreichend einsetzbar.