In diesem Beitrag werden jüngste Forschungsergebnisse zum holzseitigen Ermüdungstragverhalten spezieller, für Holz-Beton-Verbundstraßenbrücken entwickelter Verbundelemente sowie ein darauf basierendes und für die praktische Anwendung geeignetes Bemessungskonzept vorgestellt. Als Grundlage hierfür dienen die an der Professur Holz- und Mauerwerksbau der Bauhaus-Universität Weimar unter oft wiederholten Schwellbeanspruchungen durchgeführten umfangreichen Bauteilversuche an den als “Dübelleiste” bezeichneten Verbundelementen.
Neben der konventionellen Ausbildung dieses Verbundelementes, bei der die holzseitige Kraftübertragung über direkten Holz-Stahl-Kontakt erfolgt, wurde ergänzend ein neuartiges modifiziertes Kontaktfugendesign untersucht. Diese weiterentwickelte Fugenkonfiguration ist durch die Anordnung eines hochdruckfesten Polymerbetonstreifens im unmittelbaren Lastübertragungsbereich charakterisiert, welcher insbesondere den Ausgleich geringster Herstellungstoleranzen ermöglicht, sodass das Verbundelement Dübelleiste stets passgenau in die gefräste Kerve des Holzträgers eingebaut werden kann. Infolge dieser Passgenauigkeit und der damit verbundenen vollständigen Eliminierung des Anfangsschlupfs zwischen Dübelleiste und Holz kann eine hohe Verbundelementsteifigkeit sowie eine gleichmäßige Lastverteilung in der Holzkontaktfuge erzielt werden.
In Anlehnung an die aus dem Stahlbau bekannten “Wöhlerlinien” konnten als Hauptresultat der Untersuchungen für beide Scherfugenausbildungen auf den experimentellen Ergebnissen basierende sogenannte Ermüdungskennlinien bestimmt werden. Mittels dieser Kennlinien kann das in der aktuellen Holzbrückennorm vorgesehene vereinfachte Ermüdungsnachweiskonzept für beide Fugenausbildungen angewendet werden. Darüber hinaus werden im Hinblick auf eine effektivere Bemessung der untersuchten Verbundfugenkonfigurationen spezifische Ermüdungsbeiwerte vorgeschlagen.

Load bearing behavior of special connectors used for timber-concrete composite road bridges under cyclic loading - proposal for the fatigue verification
This article deals with the fatigue behavior of the timber part of a connector type, which can be used for timber-concrete composite road bridges. For the investigation of the fatigue behavior of the so called stud connector extensive experimental tests - primarily under cyclic loading - were accomplished at the Bauhaus University Weimar. Based on these tests a suitable design concept for the appliance in practice is presented.
Beside the conventional design of the shear joint also a new modified configuration was analyzed, which is characterized by a layer consisting of polymer concrete in the load bearing area. The use of polymer concrete equalizes all tolerances due to manufacturing so that the stud connector can be accurately fitted into the notch in the timber girder. Consequently the initial slip between stud connector and timber can be eliminated, which leads to a very high stiffness of the joint and a consistent load distribution in the contact area.
According to the well-known S-N-lines from structural steel engineering characteristic fatigue lines for both designs of the joint were elaborated based on the experimental tests. These characteristic lines show that the concept of the simplified fatigue verification according to the code for timber bridges is applicable for both designs of the joint with the stud connector. Especially for the investigated designs fatigue coefficients are suggested for a more efficient structural design.

Anspruchsvolle, weitgespannte Ingenieurholzkonstruktionen werden seit über 100 Jahren überwiegend unter Verwendung von Brettschichtholz realisiert. Durch Weiterentwicklung dieses homogenisierten Holzwerkstoffproduktes zu einem hybriden Hochleistungsbauteil können dem natürlichen Roh- bzw. Baustoff Holz weitere Anwendungsfelder erschlossen werden. Hierzu zählen insbesondere Leichtbaustrukturen mit gesteigerten Anforderungen hinsichtlich aufnehmbarer Lasten, größerer Spannweiten und/oder reduzierter Bauhöhe im Hoch-, Industrie- und Straßenbrückenbau. Wesentliche Optimierungen der Biegetragfähigkeit und der Biegesteifigkeit können durch Verstärkung der Trägerrandbereiche mittels Hochleistungswerkstoffen erreicht werden. Im vorliegenden Beitrag werden innovative Konstruktionsansätze zur Herstellung hocheffizienter Hybridbauteile unter Verwendung von Holz als Hauptbaustoff, polymergebundenen mineralischen Deckschichten zur Druckzonenverstärkung sowie kohlefaser- resp. glasfaser- oder stahlverstärkten Furnierschichtholzlamellen zur Zugzonenverstärkung vorgestellt. Zusätzliche Verstärkungselemente steigern die Schubtragfähigkeit oder verbessern die Aufnahme der Querpressungen an den Auflagern.

Development of a high-performance hybrid beam system for timber engineering
For over 100 years demanding long-span constructions in timber engineering are mainly built using glulam. The further development of this homogenized engineered wood product into a hybrid high-performance component creates new fields of application for wood as a natural raw and building material. This particularly includes lightweight constructions with increased demands in terms of load-bearing capacity, longer spans and/or reduced height for building, industrial and bridge construction. Significant improvements of the flexural strength and stiffness can be achieved by reinforcements of the beam's edge zones using high-performance materials. This article presents innovative construction approaches for the production of a highly efficient hybrid system made of wood as main material. The compression zone is reinforced by a layer of polymer concrete. The tension zone is strengthened either with CFRP-, GFRP- or steel-reinforced lamellas made of laminated veneer lumber (LVL). Additional reinforcing elements increase the shear resistance or improve the transverse load-carrying capacity of the bearings.

Holz-Beton-Verbundkonstruktionen weisen als hybride Tragwerke gegenüber reinen Holz- bzw. Stahlbetonkonstruktionen zahlreiche Vorteile auf. Wesentlich für die Effizienz der Hybridbauweise ist die Ausbildung der Verbundfuge. Der vorliegende Beitrag stellt ein neues Verbundelement für Straßenbrücken in Holz-Beton-Verbundbauweise vor, welches im Rahmen eines Forschungsprojekts an der Bauhaus-Universität Weimar entwickelt wurde. Die rechnerische Analyse der Verbundkonstruktion erfolgt  -  abweichend von den im Hybridbau bisher üblichen Berechnungsmethoden  -  unter Anwendung von Energiemethoden und Nutzung von Algorithmen der mathematischen Optimierung.

Calculation of timber-concrete composite structures using mathematical optimization methods.
Timber-concrete composite structures have many advantages over conventional timber and re inforced concrete structures. The efficiency of such hybrid structures significantly depends on the properties of the com posite joint. This article presents a novel structural element for the joint of timber-concrete composite bridges, which was developed as part of a research project at the Bauhaus-Universität Weimar. In contrast to standard calculation methods, an energy method and the mathematical optimization is applied for the numerical analysis of the hybrid structure.

In der DIN 1052 und im Eurocode 5 sind unterschiedliche Verfahren zum Nachweis von druckbeanspruchten Stäben enthalten. Der Einfluß des Kriechens auf die zulässige Belastung eines Holzdruckstabes wird bei diesen Verfahren gar nicht oder nur teilweise berücksichtigt bzw. gilt durch die in diesen Normen getroffenen Festlegungen der Rechenwerte von Materialfestigkeiten und Materialsteifigkeiten weitgehend als abgedeckt. In der Literatur [17] finden sich Ergänzungsvorschläge zur Erfassung des Kriecheinflusses. Eine genauere Aussage über das Kriechverhalten und den Einfluß des Kriechens auf die zulässige Belastung von Holzdruckstäben läßt sich durch die Simulation einer Langzeitbelastung erhalten. Diese erfolgt hier über eine Diskretisierung der Zeitachse. Über die so gewonnenen Simulationsergebnisse und einige theoretische Betrachtungen erfolgt eine Beurteilung der in den Vorschriften angegebenen Nachweisverfahren.

Die Berechnung des bewerteten Norm-Trittschallpegels im Bau L'n, w erfolgt aktuell in der DIN 4109-2:2018 sowohl für den Massivbau als auch für den Holz-, Leicht- und Trockenbau unter Berücksichtigung relativ pauschaler Korrekturen für die flankierende Schallübertragung. Darüber hinaus unterliegen die derzeitigen Verfahren einigen weiteren gravierenden Beschränkungen des Anwendungsbereiches, die eine Überarbeitung der Verfahren wünschenswert erscheinen lassen. Basierend auf dem neuen vereinfachten Verfahren der DIN EN ISO 12354-2:2017 werden deshalb Berechnungsverfahren auf der Basis von Einzahlangaben vorgestellt, mit denen die direkte und die flankierende Trittschallübertragung, wie beim Luftschall, getrennt berechnet und anschließend aufsummiert werden. Hierdurch ergeben sich deutlich bessere Möglichkeiten, die tatsächliche Bausituation im Rechenmodell abzubilden und somit eine bessere Übereinstimmung zwischen dem prognostizierten und einem gemessenen Wert zu erhalten. Im Massivbau kann beispielsweise eine Vorsatzkonstruktion im Empfangsraum vor dem trennenden oder dem flankierenden Bauteil entsprechend ihrer schalltechnischen Wirkung berücksichtigt werden. Weiterhin können auch horizontale oder diagonale Übertragungssituationen oder die Trittschallübertragung von Treppen abhängig von der jeweiligen baulichen Situation berechnet werden. Die neuen Berechnungsverfahren ermöglichen damit eine wirtschaftlichere Dimensionierung der Bauteile.

New calculation method for impact sound transmission
In Germany, the weighted normalized impact sound pressure level, L'n, w, in both massive and lightweight buildings, is currently calculated according to DIN 4109-2: 2018. Although this approach takes flanking sound transmission into account, it only does so by applying general correction terms, which lead to serious limitations. In a more modern approach, based on the simplified model in DIN EN ISO 12354-2:2017, single number quantities are calculated for the direct and for each flanking impact sound transmission path separately and are then added up energetically. This later approach has many advantages over the former, and is therefore proposed here to be used in Germany as the “new calculation method" for impact sound transmission. This proposed approach leads to a significantly greater understanding and more accurate mapping of impact sound transmission in the actual building situation and thus results in an improved match between the predicted and the measured results. In massive construction, for example, a wall or floor lining applied on the separating or a flanking building element in the receiving room can be taken into account according to its acoustical properties. Furthermore, horizontal and diagonal transmission of floor impact sound and impact sound transmission from stairs can be calculated dependent on the actual construction details. The new calculation model thus enables dimensioning the building components more economically.

Die Ermittlung und Bewertung der Schalldämmung eines Trennbauteils anhand einer Messgröße muss sich immer am tatsächlich erreichten Schallschutz zwischen den Wohneinheiten messen. Hieraus ergibt sich die Frage nach einer geeigneten Einzahlbewertung, die mit dem übertragenen Pegel üblicher Wohngeräusche korreliert. Soll diese Frage beantwortet werden, ist zunächst zu klären, welche Spektren übliche Wohngeräusche aufweisen. Der übertragene Pegel dieser Wohngeräusche kann anschließend anhand der Schalldämmung des Trennbauteils frequenzabhängig berechnet und gehörrichtig bewertet werden. Durch die Korrelation zwischen dem übertragenen Wohngeräuschpegel und dem Einzahlwert der Schalldämmung wird nun die Eignung der Beurteilungsgröße ersichtlich. Die beschriebene Vorgehensweise wird in der vorliegenden Veröffentlichung auf die Schalldämmung verschiedener Haustrennwände von Doppel- und Reihenhäusern angewendet, da diese bei den Mindestanforderungen nach DIN 4109-1 und den erhöhten Anforderungen nach DIN 4109-5 eine Sonderposition in Bezug auf die Anforderungshöhe einnehmen. Es werden unterschiedliche Haustrennwandtypen in Massiv- und Holzbauweise untersucht, deren Schalldämmung aus Baumessungen vorliegen. Vorschläge alternativer Bewertungsverfahren zur DIN EN ISO 717-1 und übliche Wohngeräusche konnten der Literatur entnommen und durch aktuelle Daten ergänzt werden. Neben der Eignung der Beurteilungsgrößen werden auch Zielwerte für die Schalldämmung diskutiert, die eine sichere Planung von Haustrennwänden ermöglichen sollen.

Suitable assessment parameters for the airborne sound insulation of building partition walls
If the sound insulation of a partitioning component is determined and evaluated based on a measured quantity, the question arises how well the result corresponds to the actual sound insulation between the residential units. This raises the question of a suitable single-number rating that correlates with the transmitted level of common residential noise. To answer this question, it has to be clarified first which spectra represent common residential noises. The transmitted level of residential noises based on the sound insulation of the separating component was calculated in a frequency-dependent manner and evaluated the noises aurally correct. Furthermore, the suitability of the assessment parameter was determined by using the correlation between the transmitted residential noise level and the single-number value of the sound insulation. The present publication considers the sound insulation of various house partition walls of semi-detached and terraced houses, since these occupy a special position with respect to the minimum requirements according to DIN 4109-1 and the increased requirements according to DIN 4109-5. Different types of house partition walls in solid and timber construction, for which the sound insulation was available from measurements, were examined. Suggestions of alternative assessment methods and common residential noise levels were taken from the literature and supplemented by current data. In addition to the suitability of the assessment parameter, target values for sound insulation were also discussed to enable reliable planning.

Der Einsatz faserverstärkter Kunststoffe ist seit mehreren Jahren auf vielen Gebieten des Bauwesens zu beobachten. So wird beispielsweise die Technologie der nachträglichen Biegeverstärkung von Massivbauwerken mittels im Zugbereich aufgeklebter Kohlefaserlamellen schon seit mehr als 10 Jahren im Rahmen von Systemlösungen mit allgemein bauaufsichtlicher Zulassung angeboten.
Dieser Beitrag beschreibt nach einer kurzen Zusammenfassung zu bisherigen Arbeiten anderer Autoren auf diesem Gebiet die Untersuchungen zum Verbundverhalten von in Holz eingeklebten Kunststoffstäben. Es werden Ergebnisse experimenteller und numerischer Untersuchungen vorgestellt und praxisgerechte Hinweise für die Ausführung des Klebverbunds gegeben. Abschließend wird ein für die Praxis handhabbares Rechenmodell vorgestellt, das das Verbundverhalten in Holz eingeklebter Stäbe bis zum Versagen zutreffend abbildet. Dem Anwender werden hierzu erforderliche Materialkennwerte und Modellparameter in Form einer Tabelle an die Hand gegeben.

Es wird gezeigt, daß auch für gekrümmte Stäbe mit Verbundquerschnitt die Beziehungen der Stäbe mit geradem Querschnitt gelten.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Um die Tragfähigkeit von Holzverbindungen mit stabförmigen metallischen Verbindungsmitteln im Brandfall bestimmen zu können, wurden thermische und mechanische Betrachtungen durchgeführt. Die thermischen Betrachtungen wurden unter Berücksichtigung der physikalischen und thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten an Finite-Elemente-Modellen vorgenommen. Für die mechanische Betrachtung wurde die plastische Theorie von K. W. Johansen für den Brandfall erweitert. Als maßgebende Einflüsse auf die im Brandfall auftretende Tragfähigkeitsreduzierung gegenüber der Tragfähigkeit einer Verbindung bei Normaltemperatur wurden neben der Branddauer die Seitenholzdicke, die Verbindungsmittellänge und der Verbindungsmitteldurchmesser festgestellt. Abschließend konnte auf der Grundlage zahlreicher Berechnungen eine differenzierte, praxisrelevante Bemessungsmethode für zweischnittige Stabdübelverbindungen entwickelt werden.

The study outlined in this article was intended to quantify the lifecycle assessment effects resulting from the different thermal storage capacities of the market-relevant construction methods masonry, reinforced concrete and timber frame. Independently reviewed and verified life cycle assessments of representative model homes were the starting point of this study. But the findings of available computer simulations concerning the thermal behaviour of the model homes suggest that different thermal storage capacities of construction materials induce significant deviations of the heating demand, which should also precipitate significant lifecycle assessment differences - because the overall lifecycle assessment results of a building are generally substantially determined by the energy demand during its use phase.

Since 2012, Life Cycle Engineering Experts (LCEE) have carried out a series of comprehensive studies into the sustainability of market-relevant (also potentially) construction methods in German housing ([1] to [4]). The methodical basis was a systematic application of the sustainability assessment approach of the Deutsches Gütesiegel Nachhaltiges Bauen (DGNB) applied to representative model buildings from the detached house and apartment building sectors (see Figs. 1 and 2).
The key findings have been compressed into themed fact sheets intended to ensure appropriate knowledge and information transfer to various recipients. As a contribution to less marketing and more reality, the following paper outlines the lessons learnt from selected example fact sheets concerning sustainable housing.

Zur Erinnerung an den weltbekannten Ingenieur, Forscher und Lehrer, der zum Ausbau der Baustatik entscheidend beigetragen und dabei dem Holzbau den Weg des wisenschaftlich fundierten Konstruierens bereitet hat.

Bericht über die Grundlagenforschung von Prof. Möhler, die schliesslich zur Ermittlung der Knickspannungslinien und daraus dem Bemessungsverfahren für knickgefährdete Stützen im Holzbau geführt hat. Darüberhinaus wird auf die erweiterte Theorie nach Ylinen eingegangen.

Es wird über die Konstruktion einer Lagerhalle für Schnitthölzer - hergestellt ausschließlich aus Schnitthölzern - berichtet. Übereinstimmung von Gestalt und Beanspruchung der Konstruktion waren Entwurfsgrundlage. Die Geschichte des Ingenieurholzbaues des 19. Jahrhunderts bietet reichlich Vorbilder für das Biegen von Vollhölzern. Daß sich im vorliegenden Fall Handwerk und Baubehörde skeptisch bis ablehnend gegenüber einer traditionellen Bauweise verhielten, zeigte der Planungsprozeß. So wurde der Einsatz gebogener Vollhölzer letztlich verhindert, obwohl dies theoretisch und praktisch gut machbar wäre, und vom Bauherrn und Planern im Sinne von "corporate identity" erwünscht war. Gebaut werden mußte mit der heute üblichen Brettschichtholz-Bauweise, und dies wegen zu enger, ja unrichtiger Auslegung der Regelwerke.

Die derzeit gültigen Regeln zur Bemessung von Holzbauteilen im Brandfall beruhen auf der Annahme einer linear-elastischen Arbeitslinie. Ein wirklichkeitsnahes Materialgesetz zur Berücksichtigung des plastischen Tragverhaltens bei Druckbeanspruchung liegt den Betrachtungen nicht zugrunde. Es handelt sich aus den genannten Gründen um vereinfachte Methoden, die keine optimale wirtschaftliche Bauwerksausführung, wie sie für andere Baustoffe üblich ist, ermöglichen. Es wurde ein allgemeingültiges thermisch-strukturmechanisches Modell zur Simulation der Tragfähigkeiten von Voll- und Brettschichtholzbauteilen im Brandfall unter Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens entwickelt. Anhand der Ergebnisse umfangreicher Parameterstudien konnten allgemeingültige praxisgerechte Bemessungsmethoden für den Nachweis von Voll- und Brettschichtholzbauteilen im Brandfall für eine Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten entwickelt werden.

Im Windschatten der Digitalisierung hat sich ein Trend zu einer präzisen Regelung und Normierung einzelner Planungsschritte entwickelt - weg von einem Werksverständnis, bei dem der Werkerfolg im Vordergrund steht und die Planungsmethode selbst den Planern überlassen ist. Nach einer Umfrage des DIN 2017 haben ca. 85 % der Befragten die Entwicklung neuer Normen als “sehr dringend” oder “dringend” eingestuft. Diese Normen werden den Planungsteams in Zukunft die Planungsmethode vorgeben. Gerade die freiberuflichen Planer müssten sich an der Ausgestaltung dieser Normen und der damit verbundenen Frage “Wie wollen wir in Zukunft planen?”stärker beteiligen. Für den Flughafen in Shenzhen, die Nachhallgalerie der Staatsoper Unter den Linden in Berlin, den mehrgeschossigen Holzbau The Cradle in Düsseldorf und die neue Elefantenwelt in Stuttgart hat das Büro Knippers Helbig mit seinen Planungspartnern projektspezifische Prozessketten entwickelt, die nicht normativ erfassbar sind.

Free choice - the project determines the planning method
In the wake of digitalisation, a trend towards precise regulation and standardisation of individual steps has developed, far removed from an understanding of working in which the success of the work is paramount, and where the planners themselves decide upon the actual planning method. According to a survey carried out by DIN in 2017, around 85 % of those questioned rated the development of new standards as either “very urgent” or “urgent”. In future, these standards will dictate to planning teams how they must undertake their planning work. Freelance planners in particular need to play a more active role in the shaping of these standards, along with the related question: “How would we like to plan in future?”. For Shenzhen airport, the 'Nachhallgalerie' at the Berlin State Opera, the multistorey timber construction 'The Cradle' in Düsseldorf and the new 'Elephant World' in Stuttgart, the Knippers Helbig practice, together with its planning partners, has developed project-specific process chains that cannot be recorded normatively. This shows how important it is that, in future too, planners retain the freedom to help shape the processes.

Zur Bestimmung der Umlagerungsgrößen in Holz in der Zeit wurde nach der Theorie des viskoelastischen Körpers für das Kriechen des Holzes eine Volterra-Integralgleichung der zweiten Art abgeleitet. Für die Lösung dieser Gleichungen wird eine analytische Methode vorgeschlagen, die Laplacesche Transformationen ausnützt. Die Anwendung wird an einem Beispiel gezeigt.

Ähnlich dem Verfahren der Verbundbauweise Beton-Stahl können auch Holz-Verbundquerschnitte mit einem Bezugselastizitätsmodul rechnerisch erfasst und entsprechende Nachweise durch Multiplikation mit dem Verhältnis der E-Moduli geführt werden.

Die alte Lokhalle 21 im brandenburgischen Wildau wird bald wieder mit Leben gefüllt. In der historischen Industriehalle entsteht eine flexible Mischnutzung aus Verkauf, Gewerbe und Büro- und Praxisflächen sowie individuellen Umgebungen für Künstler und Kreative. Aufgrund der geplanten Nutzungsänderung kann ein Bestandsschutz nicht geltend gemacht werden, sodass die Bauteile nach aktuellem Baurecht beurteilt werden müssen. Im vorliegenden Beitrag wird die brandschutztechnische Bemessung einer Fachwerkstütze aus historischem Stahl beschrieben, die Bestandteil eines bestehenden Tragwerks der Halle ist. Generell besteht die im Bestand vorhandene Hallentragstruktur aus Fachwerkstützen und Fachwerkdachbindern. Die Fachwerkkonstruktion der Stahlstützen soll ohne eine brandschutztechnische Beschichtung oder Bekleidung im Bestand belassen werden. Der Bericht bewertet die Feuerwiderstandsfähigkeit der Stahlstütze auf Grundlage eines repräsentativen Naturbrandszenarios unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften von historischem Stahl. Weiterhin werden Maßnahmen für die Fachwerkstütze entwickelt, um die brandschutztechnischen Anforderungen zu erfüllen.

Fire design of a historical structural steel column
The old Lokhalle 21 in Brandenburg Wildau is soon filled with life again. In the historic industrial hall a flexible mixed use of sales, commercial and office areas as well as individual environments for artists is created. Due to the intended change of use of the building, any grandfather rights for the existing hall structure will be lost. The existing hall support structure consists of truss supports and truss roof. This article describes the fire protection design of a trussed column made of historical steel. The truss structure of the steel column is to be left without any fire protection coating or clothing. The report assesses the fire resistance of the column, based on a representative natural fire scenario, taking into account the material properties of the historical steel. Furthermore, measures for the trussed column are developed to fulfill the fire protection requirements.

Die Vorfertigung, eine im Neubau im Holzbau gängige Praxis, benötigt die Implementierung neuer Methoden, wenn sie auf die Modernisierung von Bestandsbauten übertragen wird. Daran forscht seit 2008 ein internationales Konsortium in den Projekten TES EnergyFacade und smartTES. Die TES-Fassadenelemente für die energetische Modernisierung der Gebäudehülle aus vorgefertigten Holzelementen werden seither in mehreren Demonstrationsvorhaben in ihrer Anwendbarkeit erprobt, zudem werden Lösungen für spezifische Problemstellungen entwickelt. Der erste Schritt war die Definition eines integrativen Arbeitsprozesses von der Planung, dem digitalen Aufmaß, über die Vorfertigung zur Montage. Im Besonderen galt es den Verbindungs- und Anschlusspunkt der Fassadenelemente hinsichtlich des Montage- und Tragverhaltens zu entwickeln. Weitere Lösungen betreffen den Brandschutz, das thermisch-hygrische Verhalten unter besonderen Klimabedingungen, die Integration konstruktiver und anlagentechnischer Komponenten, den Umgang mit bestehenden Bautypen und der ökologischen Qualität im Rahmen der Nachhaltigkeit. In diesem Beitrag wird die praktische Anwendung am Beispiel der Modernisierung eines sechsgeschossigen Mehrfamilienhauses im Detail erläutert.

Prefabricated wooden façade elements for energy efficient retrofit
Prefabrication, a well-known concept in new timber construction - still needs the implementation of new methods in order to be applied in refurbishment projects. TES Energy Façade and the follow-up smartTES, two international research consortia, work on this idea since 2008. Since then the TES façade elements for energy efficient retrofit of the building envelope with prefabricated timber-based elements are demonstrated in several projects. A first milestone was the definition of an integrated work process starting from planning, digital survey, prefabrication and assembly. A key feature was the development of the joints of façade elements for certain assembly routines and structural properties. Further solutions are dealing with fire safety, thermal and moisture behavior in specific climate conditions, the integration of other components and building services, the adaption to existing building types, and the ecologic quality for sustainability. This report shows the application of TES in a refurbishment of a six storey dwelling.

Die Komplexität von Ingenieurbauwerken im Holzbau nimmt ständig zu, sodass die zutreffende Abschätzung des Strukturverhaltens und der materialgerechte Entwurf Herausforderungen darstellen können. Insbesondere für die numerische Analyse der lokal begrenzten Einleitung großer Beanspruchungen im Bereich von Anschlüssen lässt sich die Finite-Elemente-Methode (FEM) vorteilhaft nutzen. Zuverlässige Ergebnisse resp. Aussagen zum Strukturverhalten und zu den Versagenskriterien erfordern eine sachgerechte Bewertung der Modellqualität, um im Spannungsfeld zwischen Modellgröße und Rechenaufwand eine bedarfsgerechte Simulation zu erstellen. Am Beispiel des Anschlusses stabförmiger Holzbauteile mittels Gewindestäben, die mit einem großvolumigen Polymerverguss im Holz verankert sind, werden nachfolgend die Mindestanforderungen an eine problemorientiert gestaltete numerische Simulation dargestellt. Ergebnisse, Zusammenhänge und die zu erzielenden Genauigkeiten zwischen Experiment und Numerik werden anschaulich gegenübergestellt.

Numeric models for joints in timber engineering
The complexity of civil engineering structures in timber construction is constantly increasing. As a result, the correct estimation of the structural behavior and the material-appropriate design poses a greater challenge. The finite element method (FEM) offers a particularly advantageous solution for the numerical analysis of the local impact of greater loads on and around connections and joints. Reliable results on the structural behavior and the failure criteria require an appropriate assessment of the model quality. Only then can a demand-oriented simulation be created, which takes model size and computational effort into account. The minimum requirements of a problem-oriented numerical simulation are presented below based on the example of timber element joints with cast-in threaded rods, which are anchored in the timber with a large volume of polymer grout. The results, correlations and the accurateness to be achieved between experiment and numerical analysis are demonstratively compared.

Zunehmend wird versucht, Laubholz im Bauwesen einzusetzen, um größere Mengen stofflich zu verwerten und gleichzeitig die im Vergleich zum Nadelholz verbesserten mechanischen Eigenschaften des Laubholzes konstruktiv zu nutzen. Für die teilweise dazu erforderlichen Berechnungen der Verformung von Platten oder auch von Spannungen in Brettschichtholz (z. B. Vorausberechnung von eventuellen Delaminierungen oder der Alterung von Klebverbindungen) ist die Kenntnis der richtungsabhängigen Kennwerte des Holzes in den Hauptachsen längs, radial und tangential erforderlich. Dies betrifft die elastischen Kennwerte (E-Modul, Schubmodul, Querdehnzahl), die Festigkeiten (auf Zug, Druck, Biegung und Scherung) und auch die Kennwerte für den Feuchte- und Wärmetransport (Diffusionskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit). Für alle Kennwerte ist zudem die Kenntnis der Abhängigkeit von der Holzfeuchte und der Zeit notwendig. Ausgewählte Parameter für die Richtungs- und Feuchteabhängigkeit bei Rotbuchenholz werden für E-Modul, Schubmodul und Querdehnzahl sowie die Wärmeleitfähigkeit und die Diffusionskonstante vorgestellt. Die Ergebnisse fassen an der ETH Zürich, Arbeitsgruppe Holzphysik, durchgeführte Arbeiten zur Thematik zusammen.

The orthotropic behaviour of the physical-mechanical properties of European beech wood
Hardwood is tried to be increasingly established in building industry in order to realise a larger material output and to take at once into account the structural advantage of the improved mechanical properties of hardwood in comparison to softwood. For the partially required calculations therefore of stress and strain in boards and glued-laminated timbers (for example prognosis of potential delamination and aging of glued joints), it is essential to know the directional specific values of wood in the directions longitudinal, radial and tangential. This concerns the elastic specific values (YOUNG's modulus, shear modulus, POISSON's ratio), the specific values of strength (tension, compression, bending, shear) and also these of mass and heat flux (diffusion coefficient, thermal conductivity). Additionally, it is necessary to know the dependencies from moisture and duration for all specific values. Selected parameters for European beech wood will be presented concerning the dependencies of YOUNG's modulus, shear modulus, POISSON's ratio, thermal conductivity and diffusion coefficient from direction and moisture. The results summarize investigations on this topic realised at the Wood Physics Group of ETH Zurich.

Es werden Beobachtungen zum Verlauf der Schädigungsakkumulation vorgestellt, die an Ergebnissen von Versuchen zum Ermüdungsverhalten von Brettsperrholz unter Schubbeanspruchung in Scheibenebene gemacht wurden. Hierbei wird der Verlauf der akkumulierten Verformung als Hinweis auf den Verlauf der akkumulierten Schädigung herangezogen. Es wird aufgezeigt, dass die gängige Annahme eines linearen Schädigungsverlaufs für den Großteil der Lebensdauer im Einstufenkollektiv auf der sicheren Seite liegt, dass es jedoch im Bereich kleiner Lastspielzahlen ein kritisches Spektrum gibt, in dem die Sicherheit der Annahme einer linearen Schädigung fragwürdig und daher tiefergehend zu untersuchen ist.

Observations on the linearity of damage accumulation in timber construction
Based on fatigue tests on cross-laminated timber under in-plane shear loading the damage accumulation behaviour is observed. For this purpose, the accumulated deformation is taken as an indication of the accumulated damage. It is shown that the popular assumption of a linear damage accumulation is on the safe side for most of the fatigue life under invariable loading conditions (such as amplitude and maximum load). For small load cycle numbers, though, a critical spectrum is identified, where the safe application of a linear damage accumulation theory is questionable and needs further investigation.