So könnten die erforderlichen Querschnitte deutlich reduziert und die Werkstoffe Holz und Stahl entsprechend ihrer jeweils vorteilhaften Eigenschaften synergetisch und effizient eingesetzt werden.

Materialeigenschaften geschickt kombiniert
Die Forschenden haben einen klebtechnischen Verbund zwischen den Materialien hergestellt und über 30 solcher hybriden Biegeträger mit einer Spannweite von 2.4 Metern experimentell untersucht. „Indem wir die Werkstoffe so kombiniert haben, konnten wir die Biegetragfähigkeit um bis zu 120 Prozent und die Biegesteifigkeit um bis zu 250 Prozent gegenüber einem reinen Holzträger steigern“, sagt Peter Haase von der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine des Kit.

Bisher gelte Holz als unendlich verfügbare Ressource. In der Realität ist die vorhandene Holzmenge jedoch begrenzt. Um künftig mehr Gebäude aus diesem Material zu realisieren, müsse der Holzverbrauch pro Gebäude reduziert werden. „Verbinden wir Holz und Stahl, sparen wir an Material und können gleichzeitig die positiven Eigenschaften beider Baustoffe gezielt nutzen und die Schwächen des jeweils anderen ausgleichen“, so Haase. Da Stahl ein energieintensiver Rohstoff sei, müsse dieser optimal genutzt werden. In Hybridbauteilen könne der Stahl dort zum Einsatz kommen, wo er am stärksten beansprucht werde.

Text: Karlsruher Institut für Technologie (Kit) swi