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Heavy Metal – Faltwerk steckt ordentlich was weg

Belastungsversuch an Faltwerkkonstruktion
Heavy Metal – Faltwerk steckt ordentlich was weg

Am 15. Juni fand im Großraumlabor der Fachhochschule Wiesbaden ein bemerkenswerter Belastungsversuch an einer Faltwerktreppe statt. Mit einer Gesamtbelastung von mehr als 7,5 Tonnen hat die Konstruktion weit mehr weggesteckt, als für die Erteilung der europäischen technischen Treppenzulassung erforderlich wäre.

Unter der Leitung der beiden Professoren Dr. Irle und Dr. Kanz ist mit Förderung aus Zentralmitteln der Fachhochschule Wiesbaden eine Faltwerktreppenkonstruktion entwickelt worden, die den Anforderungen der Leitlinie für europäische technische Treppenzulassungen ETAG 008 genügt. Bei bisherigen Faltwerktreppen ergaben sich folgende gravierende Probleme: An Treppen aus Massivholz traten teilweise erhebliche Eigenspannungen infolge des Schwindens auf, was bis zum Aufreißen der Stufen in deren Längsrichtung führte.

Verwendete man Multiplex-Sperrholz, so verminderte sich die Verdrehsteifigkeit der Stufen bei gleicher Dicke gegenüber dem Massivholz auf nur noch etwa die Hälfte. Dies ließ sich ausschließlich über eine entsprechende Erhöhung der Stufendicke ausgleichen. Verwendete man dünnere Stufen, so waren die Durchbiegung und die Schwingungsanfälligkeit unzulässig groß. Bei der neuen Konstruktion wurde nun ein gemeinsam mit der Firma Delignit entwickeltes Buchenholz-Multiplex-Sperrholz verwendet, bei dem unter den Deckfurnieren eine Lage Aluminium eingeklebt ist. Durch diese Maßnahme verdoppelt sich in etwa die Verdrehsteifigkeit. Die erforderliche Stufendicke beträgt 56 mm. Das obere Bild rechts zeigt die noch unbelastete, zu prüfende Treppe mit 16 Steigungen und 1,10 m Laufbreite.
Wandseitig befindet sich je Stufe ein Wandanker, der in die Wange einbindet. Anstelle der Wange kann auch eine Wand verwendet werden. An der Treppe wurden die nach ETAG 008 erforderlichen Prüfungen durchgeführt.
Unter der Einzellast 100 kg an ungünstigster Stelle, darf nun die Durchbiegung nicht größer als 5 mm sein. Im Versuch gemessen wurden 4 mm.
Die kleinste Eigenfrequenz der Treppe muss zudem größer als 5 Hz sein (1 Hz entspricht einer Schwingung pro Sekunde). Gemessen und errechnet wurden in diesem Zusammenhang Werte zwischen 5,8 und 6 Hz. Unter Eigengewicht und Verkehrslast darf die Durchbiegung maximal 1/200 der Lauflänge, im vorliegenden Fall entspricht dies 20,25 mm, betragen. Die gemessene Durchbiegung betrug 20,1 mm und entsprach sehr gut der Computerberechnung, die ihrerseits 20,4 mm voraussagte. Beim Bruchversuch musste die Treppe mindestens eine Last von 4,8 t ertragen. Die Belastung wurde mit geeichten 500 kg-Gewichten aufgebracht. Die Treppe ertrug je Stufe eine Last von 500 kg, also insgesamt 7,5 t. Dabei verformte sie sich erheblich, aber es trat kein Bruch ein. Selbst der Versuch, zusätzlich einen Betonblock von 1,6 t aufzubringen, ergab nur eine Zunahme der Durchbiegung.
Die neu entwickelte Konstruktion erfüllt damit alle Voraussetzungen zur Erteilung einer europäischen technischen Treppenzulassung. ■
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