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Elastomechanische Eigenschaften von Holz

Die Festigkeit ist abhängig von der Holzart, den Wuchseigenschaften (besonders von der Rohdichte bzw. Jahrringbreite und der Ästigkeit), der Holzfeuchte, der Lasteinwirkungsdauer sowie dem Winkel zwischen Kraft- und Faserrichtung. Eine Festigkeitssortierung anhand der Wuchseigenschaften ist aufgrund der großen Streuungen der Festigkeit erforderlich. Die Festigkeitseigenschaften können in Abhängigkeit der Holzart und der Festigkeitsklasse sowie dem Kraft-Faser-Winkel der DIN EN 338: Bauholz für tragende Zwecke – Festigkeitsklassen entnommen werden.

^{Tab. 1: Festigkeitseigenschaften von Nadelholz
nach DIN EN 338, beispielhaft für C24 und C16}

Holz verhält sich bei Zug- und Schubbeanspruchungen weitgehend spröde. Unter Druck- und Biegebeanspruchung ist ein ausgeprägt duktiles Verhalten zu beobachten, wobei vor dem Versagen größere „plastische“ Verformungen auftreten.

Festigkeiten quer zur Faser sind deutlich geringer als längs zur Faser. Die Festigkeiten und der Elastizitätsmodul nehmen mit zunehmendem Kraft-Faserwinkel α stark ab (s. Abbildung 1) und müssen beim Tragfähigkeitsnachweis berücksichtigt werden.

^{Abbildung 1: Abhängigkeit der Druck- und Zugfestigkeiten
vom Kraft-Faser-Winkel (Festigkeitsklasse C24)}

Die Festigkeiten sind ebenfalls temperatur- und holzfeuchteabhängig und nehmen mit steigender Temperatur bzw. Holzfeuchte ab.
Insbesondere bei hohen Dauerbelastungen nehmen die Festigkeiten mit der Zeit ab. Beispielsweise beträgt die Biegefestigkeit von Fichtenholz unter ständiger Last etwa 60% der Kurzzeitfestigkeit. Die zeit- und lastabhängigen Effekte sind bei der Festlegung der zulässigen Spannungen bereits berücksichtigt.

Elastizitäts- und Schubmodul

Elastizitäts- und Schubmodul sind ebenfalls abhängig von der Holzart, den Wuchseigenschaften, der Holzfeuchte sowie dem Winkel zwischen Kraft- und Faserrichtung. Rechenwerte in Abhängigkeit von Holzart und Festigkeitsklasse können der DIN EN 338 entnommen werden.

^{Tab. 2: Festigkeitseigenschaften von Nadelholz nach DIN
EN 338, beispielhaft für C24 und C16}