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Modelle für die Berechnung der Ausziehtragfähigkeit von selbstbohrenden Holzschrauben

Models for the calculation of the withdrawal capacity of self-tapping screws

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Zusammenfassung

Berechnungsgleichungen für die Ausziehtragfähigkeit von selbstbohrenden Holzschrauben in Nadelholz wurden hergeleitet. Auf der Grundlage von Ergebnissen aus 1850 Ausziehversuchen mit unterschiedlichsten Schrauben wurden mittels Regressionsrechnungen eine Gleichung für den Ausziehwiderstand und zwei weitere für den Ausziehparameter ermittelt. Unabhängige Variable in den Gleichungen sind der Schraubennenndurchmesser, die Einschraubtiefe im Holz und der charakteristische Wert der Rohdichte des verwendeten Nadelholzes. Die Gleichungen sind gültig für eine Schraubenneigung zwischen 45° und 90°. Die Gleichung für den Ausziehwiderstand liefert im Vergleich, auch mit herkömmlichen Gleichungen in Normen, die günstigsten Werte. Für selbstbohrende Schrauben mit geometrischen Eigenschaften, die mit denjenigen des Untersuchungsmaterials vergleichbar sind, bietet sie die Möglichkeit, den Ausziehwiderstand genauer als bisher rechnerisch abzuschätzen. Insofern kann der experimentelle Aufwand, der für die Zulassung von Schrauben erforderlich ist, reduziert werden.

Abstract

Equations to calculate the withdrawal capacity of self-tapping screws, arranged in softwood, were determined. Based on results of 1850 withdrawal tests and by means of a regression analysis one equation for the withdrawal resistance and two further equations for the withdrawal parameter (resistance over nominal screw diameter and penetration depth) were derived. Nominal screw diameter, penetration depth and characteristic density of the softwood used are the independent variables in the equations, which are valid for an angle in the range of 45° to 90° between the screw axis and the grain. The equation for the withdrawal resistance delivers, also in comparison with code rules, the most favourable values. It enables now a more accurate estimation of the withdrawal resistance for wood screws with geometrical properties similar to those of the screws used for the tests. Hence, the benefit of this study is the reduction in testing, which is currently necessary for technical approvals.

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Abb. 1 Fig. 1
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Abb. 13 Fig. 13
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Notes

  1. National technical approval

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Authors and Affiliations

  1. Lehrstuhl für Ingenieurholzbau und Baukonstruktionen, Universität Karlsruhe, Kaiserstraße 12, 76131, Karlsruhe, Deutschland

    Matthias Frese & Hans Joachim Blaß

  2. Blaß & Eberhart, Ingenieurbüro für Baukonstruktionen, Pforzheimer Straße 15b, 76227, Karlsruhe, Deutschland

    Peter Fellmoser

Authors
  1. Matthias Frese
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  2. Peter Fellmoser
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  3. Hans Joachim Blaß
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Frese, M., Fellmoser, P. & Blaß, H.J. Modelle für die Berechnung der Ausziehtragfähigkeit von selbstbohrenden Holzschrauben. Eur. J. Wood Prod. 68, 373–384 (2010). https://doi.org/10.1007/s00107-009-0378-1

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00107-009-0378-1

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