Holz-Klausuren Flashcards
Nennen Sie die beiden Stoffe (Makromolekül-Ebene), aus denen Holz vor allem besteht!
- Lignin
* Zellulose
Beschreiben Sie, in welchem Teil der Zellwand der eine und der andere Stoff primär
vorkommt!
- Primärwand
* Sekundärwand
Beschreiben Sie, durch welche Elemente diese beiden Stoffe im mechanischen
Ersatzmodell für Holz nach Mattheck dargestellt werden!
- Schornstein
* Hohlseil
Welche mechanische Funktion übernehmen die beiden Stoffe primär im Holz?
- Aufnahme von Druckkräften
* Aufnahme von Zugkräften
Vorgegeben ist der folgende Querschnitt eines Kantholzes. Geben Sie die Formel an, mit der das
Rissmerkmal R (nach DIN 4074-1:2012) berechnet wird und tragen Sie die darin verwendeten
Maße in die Zeichnung ein!
Skizze
Formel
R = (r1 + r2)/b
Vorgegeben ist die Oberseite eines Kantholzes. Geben Sie die Formel an, mit der das Ästigkeitsmerkmal A (nach DIN 4074-1:2012) berechnet wird und tragen Sie die darin verwendeten
Maße in die Zeichnung ein!!
Oberseite
Skizze
Formel
A = d1/b
Nennen Sie 4 technische Vorteile eines homogenem Brettschichtholzes (BSH) mit rechteckigem
Querschnitt gegenüber einem Vollholz mit gleichem Querschnitt!
- Größere Spannweiten möglich
- Gekrümmte Bauteile möglich
• Höhere Festigkeiten des BSH bei gleicher Sortierklasse der Brettlamellen wegen
Verteilung der Holzfehler (vor allem Äste)
• Geringere Formänderungen bei Feuchtewechseln (rechte Seiten außen)
Ordnen Sie jedem Festigkeitswert den entsprechenden Festigkeitsbegriff zu! Jeder Begriff darf
nur einmal zugeordnet werden!
Festigkeit in N/mm²
90
Zugfestigkeit II
Ordnen Sie jedem Festigkeitswert den entsprechenden Festigkeitsbegriff zu! Jeder Begriff darf
nur einmal zugeordnet werden!
Festigkeit in N/mm²
45
Druckfestigkeit II
Ordnen Sie jedem Festigkeitswert den entsprechenden Festigkeitsbegriff zu! Jeder Begriff darf
nur einmal zugeordnet werden!
Festigkeit in N/mm²
3
Zugfestigkeit senkrecht zur Faser
Wie groß ist die Gleichgewichtsfeuchte in M.-% der o. g. Proben? (Antwort auf 5 M.-% genau)!
15 M.-%
Weitere 3 Proben wurden 1 Woche in 20 °C warmes Wasser gelegt und unmittelbar danach ein
Druckversuch in Faserrichtung durchgeführt. Beschreiben Sie anhand von 3 Merkmalen, wie sich
die mittlere Druckspannungs-Dehnungslinie der nassen Proben von der der trockenen Proben
unterscheidet!
… die Druckfestigkeit kleiner
… die Dehnung beim Bruch größer
… der lineare Teil der SDL (Hookescher Bereich) kleiner
Wie unterscheidet sich die mittlere Druckspannungs-Dehnungslinie von 3 weiteren Proben, die 3
Monate in 20 ° C warmem Wasser gelagert waren, von der, die nach einwöchiger Wasserlagerung ermittelt worden war?
gar nicht
Es gibt 3 Verfahren der Sortierung von Vollholz (Einordnung in eine Festigkeitsklasse).
Verfahren 1
Verfahren 1: Einordnung durch charakteristische Kennwerte
Merkmal 1: An realen Proben einer Stichprobe werden 3 charakteristische Kennwerte im
Versuch ermittelt.
Merkmal 2: Die anderen charakteristische Kennwerte werden für alle Proben der
Grundgesamtheit mit Hilfe empirischer Formeln berechnet.
Es gibt 3 Verfahren der Sortierung von Vollholz (Einordnung in eine Festigkeitsklasse).
Verfahren 2
Verfahren 2: Einordnung durch optische Merkmale
Merkmal 1: Jedes Teil wird in eine Festigkeitsklasse eingeordnet.
Merkmal 2: Eingeordnet wird z. B. an Hand des Astdurchmessers bezogen auf die zugehörige
Querschnittsseite.
Es gibt 3 Verfahren der Sortierung von Vollholz (Einordnung in eine Festigkeitsklasse).
Verfahren 3
Verfahren 3: maschinelle Sortierung
Merkmal 1: Jedes Teil wird in eine Festigkeitsklasse eingeordnet.
Merkmal 2: Eingeordnet wird durch einen mechanischen Kennwert und optische Merkmale.
Nennen Sie den wesentlichen Unterschied zwischen einem Furnierschichtholz für Stützen und
einem für Dachplatten!
Bei dem Furnierschichtholz für Stützen verlaufen alle Fasern parallel und bei dem
für Dachplatten gibt es auch Furnierschichten, deren Fasern quer zur Haupttragrichtung verlaufen.
Beschreiben Sie an Hand von 2 Aspekten wie sich Stabsperrholz (ST) und Stäbchensperrholz
(STAE) hinsichtlich des Quellens senkrecht zu Plattenebene unterscheiden! Begründen Sie dies
jeweils!
Aspekt 1: STAE quillt senkrecht zur Plattenebene im Mittel mehr als ST.
Aspekt 2: Die STAE-Oberfläche bleibt ebener als ST-Oberfläche.
Begründung:
Die Mittellage von STAE besteht aus stehenden Furnierstreifen. Senkrecht zur
Plattenebene tritt daher nur tangentiales Quellen auf, das doppelt so groß ist
wie das radiale Quellen. Die Mittellage von ST besteht aus gesägten Stäben, in
denen die Jahresringe unterschiedliche Winkel zur Plattenebene haben. Daher
treten senkrecht zur Plattenebene radiales und tangentiales Quellen gemischt
auf.
Beschreiben Sie in 8 Schritten wie bei der Beseitigung des Pilzbefalls und hinsichtlich des dauerhaften
Schutzes der verbleibenden Holzbauteile vorzugehen ist. Von der Holzbalkendecke soll so viel wie möglich erhalten bleiben.
Schritt 1: Holzteile im betroffenen Berech vollständig frei legen (bis 2 m über den sichtbaren
Befall hinaus), auch Balkenköpfe im Mauerwerk
Schritt 2: Putz und Mauerwerk auf Befall (Myzel, Fruchtkörper) untersuchen
Schritt 3: Feuchtigkeitsquelle beseitigen: Abwasserrohr reparieren
Schritt 4: Die Schüttung 1,5 m über den sichtbar mit Fruchtkörper und Myzel durchwachsenen Bereich hinaus entfernen.
Schritt 5: Bodenbretter und Holzbalken in dem Bereich, in dem Schüttung zu entfernen ist,
vollständig entfernen.
Schritt 6: Feuchten Bereich trocknen
Schritt 7: Mauerwerk bis 1,5 m über den sichbaren Befall hinaus mit Holzschutzmittel für
Mauerwerk behandeln
Schritt 8: Verbleibendes Holz mit Holzschutzmittel für die Gebrauchsklasse 2 behandeln
Beschreiben Sie jeweils anhand zweier Merkmale und der zugehörigen Merkmalsausprägung bei
einem Lärchenholz den Unterschied zwischen
Früh- und Spätholz
Merkmal 1: Zellwanddicke
Merkmalsausprägung beim Frühholz gegenüber dem Spätholz: kleiner
Merkmal 2: Zellhohlraum (Lumen)
Merkmalsausprägung beim Frühholz gegenüber dem Spätholz: größer
Beschreiben Sie jeweils anhand zweier Merkmale und der zugehörigen Merkmalsausprägung bei
einem Lärchenholz den Unterschied zwischen
Splint- und Kernholz
Merkmal 1: Farbe
Merkmalsausprägung beim Splintholz gegenüber dem Kernholz: heller
Merkmal 2: Wassergehalt
Merkmalsausprägung beim Splintholz gegenüber dem Kernholz: größer
Warum ist die Druckfestigkeit in Faserrichtung als charakteristischer Wert für die Bemessung eines
Holzbauteils (Tabelle der charakteristischen Werte Xk in DIN EN 338:2010) in der Spalte C24 etwa
50 % höher als die Zugfestigkeit in Faserrichtung, obwohl die Zugfestigkeit einer fehlerfreien Probe
in Faserrichtung rd. doppelt so groß ist wie die Druckfestigkeit?
Allgemeiner Grund
Weil die charakteristischen Werte an großen, nicht
fehlerfreien Proben ermittelt werden.
Warum ist die Druckfestigkeit in Faserrichtung als charakteristischer Wert für die Bemessung eines
Holzbauteils (Tabelle der charakteristischen Werte Xk in DIN EN 338:2010) in der Spalte C24 etwa
50 % höher als die Zugfestigkeit in Faserrichtung, obwohl die Zugfestigkeit einer fehlerfreien Probe
in Faserrichtung rd. doppelt so groß ist wie die Druckfestigkeit?
Hauptsache
Äste
Warum ist die Druckfestigkeit in Faserrichtung als charakteristischer Wert für die Bemessung eines
Holzbauteils (Tabelle der charakteristischen Werte Xk in DIN EN 338:2010) in der Spalte C24 etwa
50 % höher als die Zugfestigkeit in Faserrichtung, obwohl die Zugfestigkeit einer fehlerfreien Probe
in Faserrichtung rd. doppelt so groß ist wie die Druckfestigkeit?
Wirkungsweise der Hauptursache
Äste wirken bei Zug wie Löcher; die Druckfestigkeit wird,
falls sich der Ast noch im Loch befindet, was meistens der
Fall ist, kaum beeinflusst
Warum ist in der Festigkeitsklasse C50 das Verhältnis Druckfestigkeit/Zugfestigkeit in Faserrichtung
etwa 1?
Weil der Astanteil bei einem Holzbauteil der Festigkeitsklasse C50 viel kleiner ist
als bei einem der Festigkeitsklasse C24.
Nennen Sie die beiden Randbedingungen, die den Modifikationsbeiwert kmod beeinfussen!
Randbedingung 1: Dauer der Beanspruchung (Lasteinwirkungsdauer)
Randbedingung 2: relative Luftfeuchte (Nutzungsklasse)
Beschreiben Sie den Aufbau der Mittellage und die Breite der Einzelelemente (in Y-Richtung)
beider Werkstoffe!
die Mittellage von Stäbchensperrholz besteht aus: Schälfurnierstreifen
Breite der Einzelelemente von Stäbchensperrholz: 8 mm
die Mittellage von Stabsperrholz besteht aus: gesägten Stäben
Breite der Einzelelemente von Stabsperrholz: rd. 30 mm
Nennen Sie für einen Mittellagensperrholztyp 2 Vorteile hinsichtlich des Quellverhaltens gegenüber dem anderen Mittellagensperrholztyp und begründen Sie diese erschöpfend!
Gewählter Mittellagensperrholztyp, für den die beiden nachfolgenden
Vorteile gegenüber dem anderen Mittellagensperrholztyp gelten:
STAE
Nennen Sie für einen Mittellagensperrholztyp 2 Vorteile hinsichtlich des Quellverhaltens gegenüber dem anderen Mittellagensperrholztyp und begründen Sie diese erschöpfend!
Vorteil 1 gegenüber dem anderen
Mittellagensperrholztyp:
Quellen in Plattenebene quer zur Faser ist geringer
Nennen Sie für einen Mittellagensperrholztyp 2 Vorteile hinsichtlich des Quellverhaltens gegenüber dem anderen Mittellagensperrholztyp und begründen Sie diese erschöpfend!
Begründung des Vorteils 1:
Bei STAE wirkt in dieser Richtung nur das radiale Quellen, das nur
halb so groß ist wie das tangentiale. Beim Stabsperrholz tritt in
dieser Richtung sowohl radiales als auch tangentiales Quellen auf.
Nennen Sie für einen Mittellagensperrholztyp 2 Vorteile hinsichtlich des Quellverhaltens gegenüber dem anderen Mittellagensperrholztyp und begründen Sie diese erschöpfend!
Vorteil 2 gegenüber dem anderen
Mittellagensperrholztyp:
Die Oberfläche von STAE bleibt bei zunehmenrender
Feuchte ebener
Nennen Sie für einen Mittellagensperrholztyp 2 Vorteile hinsichtlich des Quellverhaltens gegenüber dem anderen Mittellagensperrholztyp und begründen Sie diese erschöpfend!
Begründung des Vorteils 2:
Weil in dieser Richtung nur tangentiales Quellen auftritt
In welchem Bereich (ggf. Minimal- und Maximalwert) müssen folgende Randbedingungen liegen,
damit sich Pilze entwickeln können?
Holzfeuchte: > 20 M.-%
pH-Wert: < 7
Temperatur: 3-38 °C
Gebrauchsklassen nach DIN 68800-11:2011
Nennen Sie 2 voneinander unabhängige Randbedingungs-Alternativen anhand derer ein Holzbauteil unter Dach im üblichen Wohnklima (Holzfeuchte ≤ 20 M.-% und relative Luftfeuchte ≤ 85 %)
in die Gebrauchsklasse 0 eingestuft werden kann!
Alternative 1: das Innenbauteil ist allseitig gegen Insektenbefall abgeschottet
Alternative 2: das Innenbauteil ist zum Raum hin kontrollierbar
Gebrauchsklassen nach DIN 68800-11:2011
Nennen Sie 2 Randbedingungen, die – unabhängig voneinander – zur Einstufung in die zweithöchste Gebrauchsklasse (4) führen!
Randbedingung 1: ständiger Erdkontakt
Randbedingung 2: ständiger Süßwasserkontakt
Gebrauchsklassen nach DIN 68800-11:2011
Nennen Sie 1 Randbedingung unter der ein Bauteil in die höchste Gebrauchsklasse (5) einzustufen ist!
Randbedingung: ständiger Meerwasserkontakt
Benennen Sie die 10 markierten Bereiche bzw. Elemente des unten abgebildeten Querschnitts
eines Kernholzbaumes!
Skizze
A: Rinde B: Außenrinde C: Innenrinde D: Splintholz E: Frühholz F: Spätholz G: Mark H: Kernholz I: Jahrring K: Kambium
Beschreiben Sie die wichtigste Funktion der Bereiche A, D, F, K.
A: Schutz
D: Leitung von Nährstoffen (im nicht verkernten Bereich)
F: Festigung
K: Bildung der Zellen
Nennen Sie mindestens 2 wesentliche Unterschiede zwischen den Bereichen D und H.
D: lebende Zellen, höherer Wassergehalt als Kernholz, hellere Färbung als Kernholz
H: tote Zellen, geringerer Wassergehalt als Splintholz, dunklere Färbung als Splintholz
Nennen Sie mindestens 4 weitere Einflüsse, außer dem in Aufgabe 3.2, auf die Festigkeit einer
fehlerfreien Vollholzprobe!
- Rohdichte
- Faser-Last-Winkel
- Temperatur
- Belastungsdauer
- dynamische Beanspruchung (Lastwechselzahl)
Beschreiben Sie anhand von 3 Merkmalen, wie sich die Druckspannungs-Dehnungslinie der
trockenen Probe von der nassen Probe unterscheidet.
Bei der trockenen Probe ist …
die Druckfestigkeit größer
die Dehnung beim Bruch kleiner
der lineare Teil der SDL (Hooke´sche Bereich) größer
Nennen Sie das Prinzip, nach dem ein Riss bei der Sortierung eines Kantholzes (nach DIN 4074-1)
berücksichtigt wird!
Es werden folgende Quotienten berechnet:
Projektion des Risses auf Querschnittsseite a dividiert durch Querschnittsseite a.
Projektion des Risses auf Querschnittsseite b dividiert durch Querschnittsseite b.
Der größere Wert darf einen bestimmten Wert, der abhängig ist von der Festigkeitsklasse,
nicht überschreiten.
Nennen Sie das Prinzip, nach dem ein voll im Längsschnitt liegender Ast bei der Sortierung von
Kantholz (nach DIN 4074-1) berücksichtigt wird!
Das Verhältnis des kleineren Ast-Durchmessers zur entsprechenden Querschnittsseite darf
einen bestimmten Wert, der abhängig ist von der Festigkeitsklasse, nicht überschreiten.
Wie unterscheidet sich die Ebenheit der Oberfläche eines Stäbchensperrholzes (STAE) bei
Feuchteeinwirkung von der eines Stabsperrholzes (ST)? Begründen Sie dies!
STAE-Oberfläche bleibt ebener als ST-Oberfläche.
Die Mittellage von STAE besteht aus Schälfurnierstreifen-Stäbchen, deren Jahresringe gleichmäßig senkrecht zur Plattenebene ausgerichtet sind. ST besteht aus gesägten Stäben, in denen
die Jahresringe unterschiedliche Winkel zur Plattenebene haben. Da das Quellen in Tangentialrichtung, d. h. in Richtung der Jahresringe doppelt so groß ist wie senkrecht dazu, führt die
ungleichmäßige Ausrichtung der Jahresringe im ST zu Unebenheiten.
Wie unterscheiden sich ST und STAE hinsichtlich des Quellens in den beiden Hauptrichtungen X
und Y in der Plattenebene voneinander? Begründen Sie dies!
In Faserrichtung der Mittellage (X-Richtung) verhalten sich ST und STAE gleich. Quer dazu
quillt ST mehr, weil bei ST tangentiales Quellen, das doppelt so groß ist wie radiales Quellen,
beteiligt ist. Bei STAE wirkt in Y-Richtung nur radiales Quellen.
Beschreiben Sie die wichtigste Maßnahme, mit der die Ansiedlung von Pilzen auf Holz verhindert
werden kann!
Holzfeuchte unter 20 M.-% halten
Durch welche Gruppe von Stoffen, die ein Pilz produziert, wird die Holzsubstanz abgebaut?
durch Enzyme
In welchem Entwicklungsstadium schädigen Insekten die Holzstruktur?
als Larve
Wie verändert sich bei Vollholz die Zugfestigkeit im Verhältnis zur Druckfestigkeit in Faserrichtung bei
zunehmender Feuchtigkeit in einem Bereich zwischen 10 und 20 M.-% Holzfeuchte? Begründen Sie
die Antwort jeweils ausführlich.
Die Zugfestigkeit nimmt im Verhältnis zur Druckfestigkeit in Faserrichtung viel weniger ab.
Das liegt daran, dass die Zellulosemoleküle, die für die Zugfestigkeit verantwortlich sind,
überwiegend in Faserrichtung verlaufen, Wasser sich aber vor allem zwischen die Zellulosemoleküle einlagert und damit die Struktur quer zur Faser auflockert. Diese Auflockerung beeinflusst die Zugfestigkeit in Faserrichtung kaum. Demgegenüber wird bei Druck in Faserrichtung die Holzstruktur quer zur Faser auf Zug beansprucht. Durch die Auflockerung in
Querrichtung wird die Druckfestigkeit in Faserrichtung daher stark beeinflusst.
Nennen Sie mindestens 2 äußere Einflüsse auf die Festigkeit einer fehlerfreien Holzprobe!
Dauer der Beanspruchung
Temperatur (der Umgebung)
Feuchte (z. B. Luftfeuchte der Umgebung)
Ein Kantholz kann mit 3 verschiedenen Methoden in eine Festigkeitsklasse einsortiert werden.
Bei einer Methode werden an Kanthölzern einer Stichprobe aus einer Grundgesamtheit
3 charakteristische Werte ermittelt. Nennen Sie diese
- Biegefestigkeit
- E-Modul II
- Rohdichte
Wie erhält man die anderen charakteristischen Werte (z. B. die Zugfestigkeit II), die man für die
Bemessung eines Holzbauteils benötigt?
Durch empirische Formeln, in die die unter a) genannten charakteristischen Werte eingesetzt
werden.
Holzwerkstoff
Furnierschichtholz
für linienförmige
Bauteile
Woraus bestehen
die Lagen?
Aus Furnierblättern
Wie ist die Ausrichtung der Holzfasern in den einzelnen Lagen bezogen auf die aüßeren Lagen? In allen Lagen wie in der äußeren Lage
Wie ist die Haupttragrichtung definiert? Längsrichtung der Holzfasern
Holzwerkstoff
Furnierschichtholz
für flächige Bauteile
Woraus bestehen
die Lagen?
Aus Furnierblättern
Wie ist die Ausrichtung der Holzfasern in den einzelnen Lagen bezogen auf die aüßeren Lagen? Holzfasern in allen Lagen flächenparallel; in einem Anteil von rd. 20 % der Furnierblätter sind Holzfasern um 90° gedreht
Wie ist die Haupttragrichtung definiert? Längsrichtung der Holzfasern in den äußeren Lagen
Holzwerkstoff
Stäbchensperrholz
Woraus bestehen die Lagen? Äußere Lagen: Furnierblätter; Mittellage: SchälfurnierStäbchen
Wie ist die Ausrichtung der Holzfasern in den einzelnen Lagen bezogen auf die aüßeren Lagen? Die Holzfasern der Mittellage verlaufen flächenparallel und im rechten Winkel zu denen der Decklagen
Wie ist die Haupttragrichtung definiert? Längsrichtung der Holzfasern in der mittleren Lage
Welche Wachstumsbedingungen müssen hinsichtlich folgender Einfüsse erfüllt sein, damit sich Pilze
auf Holz ansiedeln können?
Holzfeuchte
> 20 M.-%
Welche Wachstumsbedingungen müssen hinsichtlich folgender Einfüsse erfüllt sein, damit sich Pilze
auf Holz ansiedeln können?
Temperatur
3 bis 38 °C
Welche Wachstumsbedingungen müssen hinsichtlich folgender Einfüsse erfüllt sein, damit sich Pilze
auf Holz ansiedeln können?
ph-Wert
< 7
Welche Frage ist hinsichtlich des vorbeugenden Schutzes eines Holzbauteils zuerst zu klären?
In welche Gebrauchsklasse ist das Holzbauteil einzustufen?
Beschreiben Sie jeweils eine herausragende Aufgabe folgender Elemente des Holzes!
Kambium
Bildung von Holzzellen
Beschreiben Sie jeweils eine herausragende Aufgabe folgender Elemente des Holzes!
Kernholz
(im Vergleich zu Splintholz)
Durch Einlagerung von fungiziden und insektiziden
Stoffen für Resistenz gegenüber Schädlingen sorgen
Beschreiben Sie jeweils eine herausragende Aufgabe folgender Elemente des Holzes!
Holzstrahltracheiden
(im Vergleich zu Längstracheiden)
mechanisch in Querrichtung stabilisieren
Beschreiben Sie jeweils eine herausragende Aufgabe folgender Elemente des Holzes!
Frühholz
(im Vergleich zu Spätholz)
Baum mit Nährstoffen versorgen
Beschreiben Sie jeweils eine herausragende Aufgabe folgender Elemente des Holzes!
Spätholz
(im Vergleich zu Frühholz)
Stabilität sicher stellen
Beschreiben Sie jeweils eine herausragende Aufgabe folgender Elemente des Holzes!
Tüpfel
Nährstofftransport von Zelle zu Zelle ermöglichen
Beschreiben Sie jeweils eine herausragende Aufgabe folgender Elemente des Holzes!
Zellulose
(im Vergleich zu Lignin)
Für ausreichende Zugfestigkeit sorgen
Beschreiben Sie jeweils eine herausragende Aufgabe folgender Elemente des Holzes!
Lignin
(im Vergleich zu Zellulose)
Für ausreichende Druckfestigkeit sorgen
Gegeben sind identische fehlerfreie Zugproben aus Fichtenholz. Nennen Sie 3 Einflüsse, die bei stark
unterschiedlicher Ausprägung zu stark unterschiedlichen Zugfestigkeiten dieser Proben führen.
- Lasteinwirkungsdauer
- Umgebungsfeuchte
- Umgebungstemperatur
Beschreiben Sie anhand von 3 Merkmalen, wie sich die Druckspannungs-Dehnungslinie einer nassen
Fichtenholzprobe von der einer trockenen Fichtenholzprobe unterscheidet.
Bei der nassen Probe ist …
die Dehnung beim Bruch größer
die Druckfestigkeit kleiner
der Hookesche Bereich kleiner