Was sind ETAs und ICC-ESRs?
Beim Bauen mit Holz ist die Wahl der richtigen Befestigungselemente entscheidend für die Gewährleistung der strukturellen Integrität und Sicherheit. Damit Befestigungselemente in der Bauweise gemäß den strukturellen Konstruktionsvorschriften verwendet werden können, müssen sie zertifiziert und bewertet sein. Zwei wichtige Akteure bei der Bewertung und Zertifizierung von Befestigungselementen für Holzkonstruktionen sind die Europäische Technische Bewertung (ETA) und der International Code Council Evaluation Service (ICC-ES). Die ETA zertifiziert Befestigungselemente gemäß den europäischen Normen, während die ICC-ES Befestigungselemente auf ihre Konformität mit dem International Building Code (IBC) und dem International Residential Code (IRC) in den Vereinigten Staaten bewertet. Angesichts der zunehmenden Verbreitung von Holzkonstruktionen – insbesondere im Bereich der Massivholzbauweise – ist es für Bauunternehmer, Ingenieure und Architekten unerlässlich, die Rolle der ETA und der ICC-ES bei der Zertifizierung von Befestigungselementen wie Konstruktionsschrauben zu verstehen.
Anschlussausführung mit ETA
ETA ist eine europäische technische Zulassung, die von der Europäischen Organisation für technische Zulassungen erteilt wird. Die ETA liefert wissenschaftliche und technische Nachweise dafür, dass ein Produkt bestimmte Leistungsanforderungen erfüllt. Damit Produkte das CE-Zeichen tragen dürfen, müssen sie einer ETA unterzogen werden. Das CE-Zeichen ist für den Verkauf von Produkten in Europa erforderlich und zeigt, dass das Produkt unabhängig geprüft wurde und allen relevanten europäischen Richtlinien entspricht.
Um von der EOTA zugelassen zu werden, muss das angegebene Befestigungselement strenge Tests durchlaufen. Die Ergebnisse dieser Tests sind geometrische und mechanische Eigenschaften (Durchmesser, Länge, Gewindelänge, Gewindedurchmesser, Fließmoment), Anforderungen an Abstand und Distanz sowie Festigkeit.
Die durch die Prüfung ermittelten Festigkeitswerte können in der ETA durch verschiedene Gleichungen, die zur Ermittlung der charakteristischen Festigkeitswerte erforderlich sind, oder durch tabellarische charakteristische Festigkeitswerte dargestellt werden. In beiden Fällen hängen die Festigkeiten von der Anwendung des Befestigungsmittels (anwendbare Gebrauchsklassen), der Holzart (Nadelholz oder Laubholz) und den Holzprodukten (LVL, CLT, GLT, Sperrholz), dem Winkel zur Faserrichtung usw. ab. Diese Kriterien werden in der Regel durch verschiedene Modifikationsfaktoren oder, wie im Fall der Verankerungsfestigkeit für verschiedene Holzprodukte, durch völlig unterschiedliche Formeln berücksichtigt.
Der Wert der ETA für Ingenieure liegt darin, dass die in diesen Dokumenten angegebenen Festigkeiten der Befestigungselemente die Festigkeiten ersetzen, die anhand der im Eurocode dargestellten allgemeinen Gleichungen berechnet werden können. Die anhand der Gleichungen in den ETA ermittelten Festigkeiten sind in der Regel höher als die anhand der allgemeinen Eurocode-Gleichungen ermittelten Festigkeiten. Auch geometrische Anforderungen wie Abstände und Randabstände sind in den ETA in der Regel weniger streng.
Kanten- und Flächenfestigkeitstest
Verbindungsdesign mit ICC-ESR
In den USA werden Zulassungen und Zertifizierungen vom International Code Council mit seinem Evaluation Service (ICC-ES) vergeben. Wie bereits erwähnt, bestätigt dieser Bewertungsservice, dass die angegebenen Befestigungselemente den Anforderungen des International Building Code (IBC) und des International Residential Code (IRC) entsprechen, die die Bauvorschriften in den USA regeln. Um eine Zulassung zu erhalten, werden Befestigungselemente umfangreichen Tests unterzogen. Die Ergebnisse dieser Tests sind im ICC-ES Evaluation Report (ESR) aufgeführt und umfassen geometrische und mechanische Eigenschaften (Durchmesser, Länge, Gewindelänge, Gewindedurchmesser, Streckgrenze), Anforderungen an Abstand und Distanz sowie Festigkeit.
Die Festigkeit wird durch tabellarische Referenzwerte (Auszug, Durchzug, seitliche Belastung usw.) dargestellt. Diese tabellarischen Werte unterliegen sehr spezifischen Kriterien, die erfüllt sein müssen, damit diese Werte anwendbar sind. Zu diesen Kriterien gehören die Einbettetiefe, die Dicke der Seitenteile, das spezifische Gewicht der Holzbauteile, die Ausrichtung der Hauptbauteile (Hirnholz, Stirnseite), die Dicke der Stahlplatte usw. Wenn diese Kriterien nicht erfüllt sind, kann der Ingenieur die Festigkeit anhand allgemeiner Gleichungen aus dem NDS berechnen. Wie bei den Festigkeiten in den ETAs ersetzen die in den ESR angegebenen Festigkeitswerte die durch NDS-Gleichungen ermittelten Festigkeiten und sind in der Regel höher. Auch die geometrischen Anforderungen wie Abstände und Rand-/Endabstände sind in ESR weniger streng.
Biegeprüfung von Schrauben
Vorteile und Überlegungen zur Verwendung von ETAs und ESRs für die Verbindungsauslegung
Bei der Bemessung von Holzschrauben bieten ETAs oder ESRs gegenüber der alleinigen Verwendung von Bemessungsnormen für Holzkonstruktionen (EN1995-1-1, NDS) mehrere Vorteile:
– Produktspezifische Daten: ETAs und ESRs liefern detaillierte, produktspezifische Informationen zur Leistungsfähigkeit von Holzschrauben, einschließlich Auszug-, Durchzug- und Seitenkraft. Dies kann zu effizienteren und genaueren Konstruktionen führen als die allgemeineren Richtlinien in den Normen für die Tragwerksplanung mit Holz.
– Validierte Leistung: Die ETA- und ESR-Zertifizierung gewährleistet, dass die Schrauben für bestimmte Anwendungen getestet und validiert wurden, sodass Ingenieure sich auf ihre Leistung verlassen können.
– Optimierte Designs: Durch die Verwendung von ETA- und ESR-Daten können Ingenieure optimierte Designs erstellen, wodurch sich der Materialverbrauch und die Kosten potenziell reduzieren lassen, während die Sicherheits- und Leistungsstandards beibehalten werden.
– Konformität: Die ETA-Zertifizierung belegt die Konformität mit den europäischen Vorschriften, während ESRs die Konformität mit den Anforderungen des International Building Code (IBC) und des International Residential Code (IRC) belegen. Diese Konformitäten vereinfachen den Genehmigungsprozess für Projekte.
– Zugang zu fortschrittlichen Konstruktionsmethoden: ETAs und ESRs enthalten oft fortschrittliche Konstruktionsmethoden und Formeln, die möglicherweise nicht im Eurocode 5 enthalten sind, sodass Ingenieure die neuesten Forschungsergebnisse und Technologien nutzen können. Beispielsweise bieten viele Schrauben-ETAs Formeln für die Verwendung von Schrauben als Scher-, Druck- und Zugverstärkung.
– Erhöhte Designflexibilität: Mit produktspezifischen Daten können Ingenieure flexibler bei ihren Entwürfen vorgehen und eine größere Auswahl an Schraubentypen und -konfigurationen nutzen.
Ingenieure, die Verbindungen unter Verwendung von ETA- und ESR-Daten konstruieren, müssen einige Konstruktionsaspekte berücksichtigen:
– Produktspezifität: ETAs und ESRs sind produktspezifisch, daher müssen Ingenieure sicherstellen, dass sie die richtigen ETAs oder ESRs für die jeweiligen Schrauben verwenden, die sie konstruieren.
– Auf dem neuesten Stand bleiben: ETAs und ESRs können aktualisiert oder geändert werden, daher sollten Ingenieure immer überprüfen, ob sie mit der aktuellsten Version arbeiten.
CLT Toolbox kann bei beidem helfen.
Mit den Verbindungsrechnern der CLT Toolbox können Ingenieure Verbindungen mit Festigkeitswerten entwerfen, die anhand von Eurocode 5-Gleichungen oder anhand von Gleichungen aus den ETA-Zulassungen unserer Befestigungsmittel-Lieferanten ermittelt wurden. Für unsere nordamerikanischen Nutzer arbeiten wir derzeit auch an der Implementierung von NDS- und CSA-Verbindungsberechnungen sowie an der Einbindung von geprüften Festigkeitswerten aus den ESR-Zulassungen unserer nordamerikanischen Befestigungsmittel-Lieferanten.
