Gerichteter Plattenwerkstoff

Prosa-Definition¶

Ein gerichteter Plattenwerkstoff ist ein Werkstoff der Klasse Faserrichtungs-Modus SCHWACH, dessen konstitutives Merkmal eine schwache, aber bemessungsrelevante Vorzugsrichtung in der Plattenebene ist, der durch eine einzige Plattenlängsrichtung (Strand-Längsrichtung der Decklagen) und eine Plattendicken-Achse charakterisiert ist und der zum gegenwärtigen Stand der Technik in der Subklasse OSB nach DIN EN 300 ausgeführt ist.

Mathematische Definition¶

Sei

𝓦 die Menge der Werkstoffe (siehe werkstoff),
S² ⊂ ℝ³ die Einheitssphäre (siehe einheitsvektor),
𝓟_GP die Menge der Produktkennzeichnungen, die für die Subklasse OSB nach DIN EN 300 zulässig sind (OSB/1, OSB/2, OSB/3, OSB/4).

Dann ist ein gerichteter Plattenwerkstoff das Tupel

GP := (faserrichtungs_modus, produktkennzeichnung, plattendicken_achse,
       plattenlaengsrichtung)

mit

faserrichtungs_modus = SCHWACH (konstant für diese Subklasse),
produktkennzeichnung ∈ 𝓟_GP,
plattendicken_achse ∈ S² (Pflicht: Einheitsvektor in W, rechtwinklig zur Plattenebene),
plattenlaengsrichtung p_hat ∈ S² (Pflicht: Einheitsvektor in W, Strand-Längsrichtung der Decklagen, rechtwinklig zur plattendicken_achse: ⟨p_hat, plattendicken_achse⟩ = 0 bis Toleranzen.WINKEL_EPS).

Es ist 𝓖𝓟 ⊂ 𝓦, d. h. die Menge der gerichteten Plattenwerkstoffe ist eine disjunkte Teilmenge der Werkstoff-Menge mit faserrichtungs_modus = SCHWACH.

Default-Konvention für die Plattenlängsrichtung (prüfbare Konstruktionsregel):

Wenn plattenlaengsrichtung am Werkstoff nicht explizit gesetzt,
gilt für ein Bauteil B mit werkstoff = GP:
  plattenlaengsrichtung(GP) := bauteil_lokale_x_achse(B)
                              parallel zur längeren Plattenformat-Kante.

Beispiel: Standard-OSB-Plattenformate sind 1250 × 2500 mm; die Längsachse 2500 mm ist Default-Plattenlängsrichtung. Abweichungen (quer eingebaute Platte, Sonderzuschnitt) müssen explizit markiert werden.

Wohldefiniertheit¶

Existenz: Für jedes OSB-Produkt am Markt ist die Plattenlängsrichtung (Strand-Längsrichtung der Decklagen) produktnormativ und herstellerseitig festgelegt (DIN EN 300, Hersteller-Datenblätter EGGER, Kronospan, Norbord, SmartPly).
Eindeutigkeit der Klassifikation: Die Subklasse gerichteter_plattenwerkstoff ist durch faserrichtungs_modus = SCHWACH extensional festgelegt; zum Stand der Technik 2026 ist OSB die einzige Sub-Subklasse.
Eindeutigkeit der Plattenlängsrichtung bis auf Vorzeichen: p_hat ist als Annotation eines Werkstoffs eindeutig, sobald eine Vorzeichenkonvention festgelegt ist (typisch „p_hat zeigt in dieselbe Halbachse wie die längere Plattenformat-Kante").
Pflichtcharakter: p_hat und plattendicken_achse sind Pflicht. Eine fehlende Plattenlängsrichtung ist Validierungsfehler, weil EC5-Tabellen (f_m,0 ↔ f_m,90) ohne diese Richtung nicht auswertbar sind.
Plattendicken-Achse Pflicht: SCHWACH ist Plattenwerkstoff; plattendicken_achse ∈ S² ist Pflicht (Klassen-Invariante).
Norm-Invarianten: p_hat und plattendicken_achse erben Norm-Invarianten aus einheitsvektor.
Orthogonalität p_hat ⊥ plattendicken_achse: Konstruktionsregel, da p_hat in der Plattenebene liegt.
Nicht-Zirkularität: Die Definition stützt sich auf werkstoff, einheitsvektor, produktkennzeichnung und toleranzen. Sie verweist nicht auf die anderen Werkstoff- Subklassen.

Erläuterung (nicht normativ)¶

Was OSB ist¶

OSB („Oriented Strand Board", deutsch „Grobspanplatte mit gerichteten Strands") besteht aus drei Lagen großformatiger Holzspäne (Strands, typisch 75–150 mm lang, 5–25 mm breit, 0,3–0,7 mm dick), die mit Phenolharz, MUF- oder PMDI-Klebstoff verpresst sind. Die Decklagen- Strands sind in eine Richtung ausgerichtet (Plattenlängsrichtung), die Mittellagen-Strands quer dazu.

Warum SCHWACH und nicht STRUKTURIERT¶

Trotz der internen Schichtung verhält sich OSB nicht wie BSP:

Die einzelnen Strands sind kein homogenes Holz mit klarer Faserrichtung, sondern nur grob ausgerichtet (Streuung mehrerer Grad pro Strand).
Die EC5-Bemessung verwendet eine einzige Plattenrichtung (Plattenlängsrichtung) mit zwei Festigkeiten: f_m,0 (parallel) und f_m,90 (rechtwinklig). Es gibt keine pro-Lage-Mechanik wie bei BSP (γ-Verfahren EC5 Anhang B).
DIN EN 12369-1 führt charakteristische Werte für f_m,0,k und f_m,90,k getrennt, das Verhältnis liegt typischerweise bei ca. 1,8 : 1 (deutlich schwächer als bei BSH parallel/rechtwinklig mit ca. 8 : 1).

EC5-Tabellen für OSB (Auszug, normativer Hinweis)¶

Klasse	f_m,0,k [N/mm²]	f_m,90,k [N/mm²]	Verhältnis
OSB/2	18	9	2,0
OSB/3	18	9	2,0
OSB/4	24	13	1,8

(Zahlenwerte exemplarisch nach DIN EN 12369-1; verbindlich aus der Norm.)

Default-Plattenlängsrichtung¶

Standard-OSB-Plattenformate am Markt:

2500 × 1250 mm (Großtafelformat) — Plattenlängsrichtung = 2500-mm-Achse.
2500 × 675 mm (Verlegeplatte mit Nut/Feder) — Plattenlängsrichtung = 2500-mm-Achse.
5000 × 2500 mm (Sonderformat) — Plattenlängsrichtung = 5000-mm-Achse.

Bei einer schief eingebauten OSB-Platte (z. B. quer als Aussteifung) ist die Plattenlängsrichtung nicht die Hauptbelastungsrichtung des Bauteils, sondern eine Werkstoff-Eigenschaft, die mit der Platte unverändert bleibt.

Schnittwinkel-Konsequenz¶

Für OSB (Modus SCHWACH, vgl. faserrichtungs_modus) ist die Hankinson-Formel abgeschwächt anwendbar: weil das Verhältnis f_m,0/f_m,90 deutlich kleiner ist als bei axialem Holz, ist der Faserwinkel-Effekt geringer. EC5 / EN 12369-1 verwenden für die Bemessung vereinfachte Tabellen mit f_m,0 und f_m,90 statt einer Hankinson-Auswertung; die Hankinson-Formel ist also normativ nicht Bemessungsgrundlage, sondern allenfalls eine zwischenzeitliche Interpolation, die im App-Kontext als Visualisierungsgröße geführt werden kann. Die App kann den Faserwinkel zur Plattenlängsrichtung als Visualisierungsgröße führen, sollte aber die schwächere Bemessungsrelevanz im UI kommunizieren.

Beziehungen¶

Oberbegriff: werkstoff.
Subklassen (eigene Einträge folgen):
OSB (osb): DIN EN 300, einzige Sub-Subklasse zum Stand der Technik 2026.
Sub-Sub-Subklassen nach Nutzungsklasse (Folgearbeit):
- osb_1: nicht-tragend, Trockenbereich (DIN EN 300, OSB/1).
- osb_2: tragend, Trockenbereich (NKL 1).
- osb_3: tragend, Feuchtbereich (NKL 2).
- osb_4: hochbelastet, Feuchtbereich (NKL 2).
Alternative Modellierung: einheitlich osb mit Typ-Attribut OsbTyp ∈ {OSB_1, OSB_2, OSB_3, OSB_4}.
Pflichtfelder über werkstoff hinaus:
Plattenlängsrichtung (plattenlaengsrichtung, eigener Folge-Eintrag): Strand-Längsrichtung der Decklagen.
Plattendicken-Achse (plattendicken_achse, eigener Folge- Eintrag): rechtwinklig zur Plattenebene.
Verwendung:
Bauteil (bauteil): trägt einen Werkstoff der Subklasse gerichteter_plattenwerkstoff, wenn Flächenbauteil aus OSB.
Plattenwerkstoff (plattenwerkstoff, Folgearbeit): Spezialisierung von Flächenbauteil mit Werkstoff aus den drei Plattenwerkstoff-Klassen.
Abgrenzung:
axiales_holz: eine ausgeprägte Faserrichtung entlang einer Bauteilachse (Stab-/Stützenwerkstoff). Gerichteter Plattenwerkstoff ist Plattenwerkstoff mit schwacher Plattenebenen-Richtung.
mehrlagenholz: mehrere ausgeprägte Faserrichtungen pro Lage mit pro-Lage-Bemessung (BSP, Sperrholz, Multiplex). OSB hat trotz Lagenstruktur keine pro-Lage-Bemessung; EC5 verwendet eine effektive Plattenrichtung.
isotroper_plattenwerkstoff: keine Vorzugsrichtung in Plattenebene (Spanplatte, MDF, HDF). Gerichteter Plattenwerkstoff hat eine schwache, aber bemessungsrelevante Vorzugsrichtung.
faserrichtung (im Sinne des Klasse-A-Glossarbegriffs): Einheitsvektor-Annotation an einem Bauteil mit Werkstoff axiales_holz. Bei OSB wird stattdessen die plattenlaengsrichtung geführt; sie ist semantisch unterschiedlich (Werkstoff-Eigenschaft, nicht Bauteil-Annotation einer L-Achse im strengen Sinn).

Implementierungshinweis¶

Datentyp (Domänen-Schicht, Kotlin, Schicht domain.holzbau.werkstoff):

package domain.holzbau.werkstoff

import domain.geometrie.Einheitsvektor
import domain.identifikation.Produktkennzeichnung

/**
 * Gerichteter Plattenwerkstoff: Plattenwerkstoff mit schwacher,
 * aber bemessungsrelevanter Vorzugsrichtung in der Plattenebene
 * (Faserrichtungs-Modus SCHWACH).
 * Glossar: hg_gerichteter_plattenwerkstoff.md
 *
 * Stand der Technik 2026: einzige Sub-Subklasse ist OSB nach
 * DIN EN 300 (OSB/1, OSB/2, OSB/3, OSB/4).
 *
 * Pflichtfelder: plattenlaengsrichtung, plattendickenAchse.
 *
 * Default-Konvention: Wenn plattenlaengsrichtung nicht explizit
 * gesetzt, gilt plattenlaengsrichtung := bauteil.lokale_x_achse,
 * d. h. die längere Plattenformat-Kante. Abweichungen explizit
 * markieren.
 */
data class GerichteterPlattenwerkstoff(
    override val produktkennzeichnung: Produktkennzeichnung,
    val plattenlaengsrichtung: Einheitsvektor,
    override val plattendickenAchse: Einheitsvektor
) : Werkstoff {
    override val faserrichtungsModus: FaserrichtungsModus
        = FaserrichtungsModus.SCHWACH

    init {
        // 1. ⟨plattenlaengsrichtung, plattendickenAchse⟩ <= WINKEL_EPS
        //    (plattenlaengsrichtung in der Plattenebene)
        // 2. Norm-Invarianten geerbt von Einheitsvektor.
        // 3. produktkennzeichnung kompatibel mit OSB nach DIN EN 300.
    }
}

Einheit: Vektoren dimensionsloser Einheitsvektor in W.
Identität: Werkstoff trägt keine UUID; Identität auf Element-Ebene.
Invarianten (in Fabrikfunktionen / init prüfen, bei Verletzung Resultat.Fehler bzw. Entartet-Variante; niemals Exception):
faserrichtungsModus == SCHWACH (Klassen-Invariante).
plattendickenAchse != null (Klassen-Invariante; Pflichtfeld bei Plattenwerkstoffen).
plattenlaengsrichtung ist Einheitsvektor.
plattenlaengsrichtung ⊥ plattendickenAchse (innerhalb WINKEL_EPS).
produktkennzeichnung ist eine OSB-Kennzeichnung nach DIN EN 300.
IFC-Mapping (Persistenzschicht):
IfcMaterial.Name = „OSB/2" / „OSB/3" / „OSB/4".
Property Set Pset_MaterialWoodBasedPanel mit LongitudinalDirection = Plattenlängsrichtung.
IfcMaterialLayerSet mit einer Logischen Lage (die interne Strand-Schichtung wird nicht modelliert, weil bemessungstechnisch effektive Plattenrichtung verwendet wird).
Edge Cases:
Quer eingebaute OSB-Platte: zulässig; Plattenlängsrichtung ist Werkstoff-Eigenschaft, nicht Bauteil-Hauptrichtung. Plattenlängsrichtung wird explizit gesetzt (z. B. parallel zur kurzen Bauteilkante).
Sonderformate ohne klare Längsachse (quadratische OSB- Platten): Plattenlängsrichtung muss aus Hersteller- Information (Strand-Ausrichtung) übernommen werden, nicht aus Plattenformat-Geometrie ableitbar.
Faserrichtungs-Annotation an Bauteil: bei Werkstoff gerichteter_plattenwerkstoff ist die faserrichtung- Annotation am Bauteil nicht zulässig (es gibt keine L-Richtung im strengen Sinn). Stattdessen wird die Plattenlängsrichtung am Werkstoff geführt.
Bezeichner-Konvention (CLAUDE.md): Domänen-Klasse heißt GerichteterPlattenwerkstoff (deutsch, Glossarbegriff); Sub-Subklasse heißt Osb mit Typ-Attribut OsbTyp.

Quellen¶

Primär (normativ):

DIN EN 300:2006-09, „Platten aus langen, schlanken, gerichteten Spänen (OSB) – Definitionen, Klassifizierung und Anforderungen".
DIN EN 1995-1-1:2010-12, „Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-1", Abschnitt 9.
DIN EN 13986:2015-06, „Holzwerkstoffe zur Verwendung im Bauwesen".
DIN EN 12369-1:2001-04, „Holzwerkstoffe – Charakteristische Werte für die Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken – Teil 1: OSB, Spanplatten und Faserplatten".

Sekundär:

Blass, H. J.; Sandhaas, C.: Ingenieurholzbau – Grundlagen der Bemessung. KIT Scientific Publishing, Karlsruhe 2016, Kap. 3.
Niemz, P.; Sonderegger, W.: Physik des Holzes und der Holzwerkstoffe. Hanser, München 2017, Kap. 7.
EGGER Holzwerkstoffe: Datenblätter EGGER OSB 4 TOP, OSB 3.
Kronospan: Datenblätter Kronoply OSB 3, OSB 4.
Forest Products Laboratory: Wood Handbook FPL-GTR-282. USDA, Madison WI 2021, Kap. 12.

Korpus (nicht autoritativ):

Wikipedia, Lemma „Oriented Strand Board" (abgerufen 2026-05-08).

Quelle herunterladen¶

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