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Persönliches:
Zum 65. Geburtstag von Professor Karl Josef Witt / Zum Tod des Bauforschers Hartwig Schmidt / Veranstaltungen: Urbaner Holzbau / Firmen und Verbände: Gekonnt geklammert / Auslobung: DBV lobt “Rüsch-Forschungspreis” und “Innovationspreis Bautechnik” aus

Der Beitrag beschreibt Untersuchungen zur Festigkeit von Robinienholz (Robinia pseudoacacia). Diese sehr dauerhafte Holzart kann zurzeit nicht im Bauwesen eingesetzt werden, da sie in den Berechnungsnormen nicht geregelt ist. Die Auswertung früherer und eigener Untersuchungen zeigt eine Einordnung dieser Holzart, sortiert nach den Regeln der DIN 4074-5:2008, in die Festigkeitsklassen D50 bis D70 nach DIN 1052:2008, Tabelle F.7 bzw. DIN EN 338:2010.

Investigations to determine the strength of false acacia wood
This paper describes investigations to determine the strength of false acacia wood. At present, this kind of very durable timber can not get used in building practice, because there are no rules in the German timber design codes. The results permit a classification in the strength classes D50 to D70 according to the Timber design Code DIN 1052:2008, Table F.7 or to the European standard EN 338:2010.

Kämme für Kreuz- und Eckverbindungen sind wesentliche Bestandteile nahezu jedes zimmermannsmäßig errichteten Holztragwerks in Mitteleuropa. Die Anwendung dieser Verbindungen als statisch tragende Anschlüsse nach EN 1995-1-1 bedarf der Kenntnis der mechanischen Kenngrößen. Umso erstaunlicher ist es, dass in der Literatur bislang Angaben zur Tragfähigkeit und insbesondere zum Verformungsverhalten fehlen.
In diesem Beitrag werden 26 zerstörende Prüfungen an unterschiedlichen Kammverbindungen und deren Auswertungen vorgestellt. Sowohl für die Bemessung dieser Verbindungen als auch für die Ermittlung der Steifigkeiten - abgeleitet aus dem Verformungsverhalten - werden Berechnungsvorschläge angegeben.

Load-bearing capacity and load-bearing behaviour of notched joints
Cross and corner joints using notches are important members of almost every roof structure erected by carpenters in central europe. The structural usage of these joints demands the knowledge of their load-bearing capacity and behaviour according to EN 1995-1-1. It's even more astonishing, that therefore codes and literature lack information.
This contribution deals with 26 tests of different notched joints and their results. Both proposals for the design and for the determination of the stiffnesses of these joints are given here.

In diesem Beitrag werden die Auswirkungen des Kriechens und des Betonschwindens auf das Tragverhalten der Verbundkonstruktion untersucht. Dabei wird die zeitliche Veränderung der Werkstoffeigenschaften in einem FE-Modell erfaßt. Insbesondere die Berücksichtigung des Verhaltens von jungem Beton führt zu signifikanten Veränderungen des Tragverhaltens im Vergleich zu Verbundkonstruktionen mit vereinfacht konstant angenommenen elastischen Betoneigenschaften. Außerdem wird der Einfluß der Dauer und des Entlastungsprozesses einer temporären Montageunterstützung untersucht, um praxisrelevante Handlungsempfehlungen zu gewinnen. Der um die Verminderung des Tragvermögens infolge Betonschwindens erweiterte Bemessungsvorschlag erlaubt hingegen eine wirtschaftliche Bemessung und gewährleistet ein ausreichendes Sicherheitsniveau zum Versagenszustand.

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Zur Ermittlung der horizontalen Stabilisierungskräfte auf den Aussteifungsverband von Fussgängerbrücken aus Holz.

Selbstbohrende Vollgewindeschrauben, die ohne Vorbohrung eingeschraubt werden können, haben sich neben ihrer Funktion als Befestigungsmittel im Holzbau auch als leistungsfähige Bauteilverstärkungen und als stabförmige Fügungselemente erwiesen. Für diesen Einsatz sind große Einbaulängen leff > 20 d und sehr große Längen l > 0,6 m erforderlich, die hinsichtlich eines richtungsgenauen Einbaus Probleme verursachen. Bedingt durch die Inhomogenität des natürlichen Baustoffs Holz tritt schon beim Einschrauben von mittleren Schraubenlängen das sogenannte ‘Verlaufen’ der Schrauben, d. h. die Richtungsabweichung der Schraubenspitze von der vorgehaltenen Einschraublage, ein und nimmt mit zunehmender Einschraublänge sogar überproportional zu. Während kurze Einschraublängen im Abbund problemlos mechanisch vorgebohrt werden können, ist bei größeren Einschraublängen eine exakt geradlinige Vorbohrung zur Richtungsführung der Schrauben potenziell nur durch Laserstrahlbohren zu erwarten. Der Energie- und Wärmeeintrag durch die Laserstrahlung führt zu einer thermischen Umwandlung des die Bohrung umgebenden Holzes, die eine Beeinflussung der Tragfähigkeit von darin eingeschraubten Vollgewindeschrauben mit sich bringen kann. An der RWTH Aachen wurden vom Lehrstuhl Tragkonstruktionen (trako) in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Lasertechnik (LLT) Versuche zum Bohren von Brettschichtholz mittels Laserstrahlung sowie zum Trag- und Verbundverhalten von selbstbohrenden Vollgewindeschrauben in auf diese Weise erstellten Bohrungen für kurze Bohr- und Einbindelängen (l = 6 d) durchgeführt. Die Ergebnisse unterstreichen das Entwicklungspotenzial dieses innovativen Holzbearbeitungsverfahrens für die Holzbautechnik.

Laser-drilled guide holes for self-tapping screws - Installation and load bearing behaviour
Self-tapping continuously threaded screws can be installed without predrilling and have - besides their use as fasteners - proven suitable as high-performance reinforcements of structural members and joints in timber construction. For this type of application big installation depths (leff > 20 d) and screw lengths (l > 0.6 m) are required which cause problems regarding precisely positioned installation. Due to the inhomogeneity of wood as a natural material, even at medium size lengths the screws tend to 'stray' i. e. a deviation of the screw tip from the designated axis occurs which is increasing disproportionately with growing screw lengths. While for shorter screws mechanically drilled holes are commonly used as guidance, for longer screws potentially only laser-drilled holes can ensure a straight direction of the screw axis. The high energy and heat input of the laser beam results in a thermal modification of the wood around the drill hole, thus presumably influencing the load bearing and bond behaviour of screws that are screwed into such holes. The Chair of Structures and Structural Design and the Chair of Laser Technology of RWTH Aachen University carried out a series of tests to examine the use of laser radiation to drill holes in glued laminated timber and to evaluate the load bearing behaviour of self-tapping screws installed in these holes focussing on short drill-/bond lengths (l = 6 d).The results point out the potential of the development of this innovative wood processing method for the field of timber construction.

Dieser Beitrag stellt einen analytischen Ansatz zur Berechnung der Tragfähigkeit von Brettschicht- bzw. Brettsperrholzbauteilen vor, bei denen stiftförmige Verbindungsmittel als Schubverstärkungen vorliegen. Das Verfahren basiert auf bekannten mechanischen Grundlagen und Werkstoffgesetzen unter Anwendung der Matrizenschreibweise. Es greift die konstruktive Anisotropie der schubverstärkten Querschnitte auf und ermöglicht auch die Erfassung des nachgiebigen Verbundes zwischen den Verstärkungselementen und dem Holzquerschnitt. Nach der Beschreibung der generellen Vorgehensweise folgt ein Vergleich mit experimentellen Untersuchungen. Für Brettsperrholzelemente zeigte sich ein deutlicher, positiver Einfluss einer Schubverstärkung in Form von selbstbohrenden Schrauben. Für mit selbstbohrenden Schrauben schubverstärkte Brettschichtholzbauteile ergaben sowohl das analytische Verfahren wie auch die Versuche nur eine geringe Erhöhung der Schubsteifigkeit und Schubfestigkeit.

Analytical approach to determine the increase in load-carrying capacity due to shear reinforcement in structural elements from glued-laminated and cross-laminated timber
This article presents an analytical approach to determine the load-carrying capacity of timber elements from glued-laminated or cross-laminated timber, featuring shear reinforcements like self-tapping screws. Using matrix format, the approach is based on common theoretical concepts and constitutive equations for material properties. It uses the structural anisotropy of the cross-sections with shear reinforcement, also enabling to incorporate the semi-rigid composite action between the reinforcement and the wood material. The description of the general approach is followed by a comparison with experimental data from tests on both timber products. It is shown that shear reinforcements have a distinct positive influence on cross-laminated timber elements. Shear reinforcement by self-tapping screws in glued-laminated timber elements does in contrast only result in a small increase in shear stiffness and shear strength.

Es werden Wirkungsweise und Tragfähigkeit von aussteifenden Scheiben, die aus einlagigen vernagelten Brettern gebildet werden, durch eine Berechnung und experimentell untersucht.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts sollen Grundlagen für eine stärkere Verwendung von Holzbauweisen bei Industriebauten geschaffen werden. Dazu wurden aus der Holzbranche die wesentlichen Hemmnisse identifiziert. Mittels einer Analyse von gebauten Beispielen wurde untersucht, in welchem Umfang eine (brennbare) Holzkonstruktion überhaupt einen Einfluss auf das zu erwartende Brandszenario hat. Die Hallen wurden dazu hinsichtlich ihrer Nutzungen und der vorhandenen Brandlasten im Detail untersucht. Aus den Ergebnissen sollen Vorschläge zur Überarbeitung der Muster-Holzbaurichtlinie abgeleitet werden.

Fundamental investigations for the revision of the model industrial buildings guideline
Principles for an enhanced use of wooden constructions for industrial buildings were investigated in a research project. In a first step fundamental restraints were defined by the woodworking industry. An analysis of built examples was performed, to examine to which extent the combustible construction influences the fire scenario in dependence of utilization and fire load. Based on the results a proposal for the revision of the model industrial construction guideline will be worked out.

Das Arbeitsvermögen, dessen Grösse für die Dalben im Nord-Ostsee-Kanal bisher nur auf theoretischem Wege abgeschätzt wurde, ist der wichtigste Parameter zur Beurteilung eines Dalbens. Zur Ermittlung des "tatsächlichen" Arbeitsvermögens sowie des dynamischen Verhaltens wurden an den alten und neuen Holzdalben Grossversuche durchgeführt. Die Versuchsergebnisse hinsichtlich des Arbeitsvermögens stimmen für die alten und verbesserten Dalben gut mit den theoretischen Werten überein. Die neuen Dalben entziehen sich einer Beurteilung, da sie weder von der Standzeit noch von der Rammtiefe ausreichend bemessen sind.

In diesem Beitrag werden für aus Brettschichtholz gefertigte Pultdach- und Satteldachträger mit seitlichen Obergurtabstützungen in äquidistanten Punkten Verzweigungslasten angegeben, die mit Hilfe der Methode der finiten Elemente auf Basis einer einfachen Stabmodellierung berechnet wurden. Der Vergleich der Kippnachweise nach dem Ersatzstabverfahren für das maßgebende Einzelfeld unter vereinfachter Berücksichtigung der Querschnittswerte gemäß Empfehlung der DIN 1052 einerseits und der Gesamtträgerbetrachtung mit den berechneten Verzweigungslasten andererseits zeigt, dass die Näherungsregel erstens stets auf der sicheren Seite liegt und zweitens die Abweichungen der Sicherheiten mit wachsender Schlankheit der Träger und mit abnehmender Zahl an seitlichen Zwischenstützungen signifikant ansteigen können.

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.

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Der Beitrag befasst sich mit durchgeführten Untersuchungen zum Themenkomplex Holz-Beton-Verbunddecken (HBV) als Rippenkonstruktionen. Dabei wird zunächst auf die Thematik großer Anfangsverformungen im Herstellprozess eingegangen und ein praxisnahes Berechnungsmodell zur Ermittlung einer planmäßigen Überhöhung vorgestellt. Weiter werden ein innovatives Herstellverfahren sowie eine Auflagerausbildung (Hochhängung) einachsig gespannter HBV-Deckenelemente erläutert. In diesem Zusammenhang wurden Brandversuche an drei Probekörpern durchgeführt. Anlass der Untersuchungen war eine Schulbauerweiterung in Linz/A, bei welcher die Nachweise zur Hochhängung und zum Brandverhalten von den ausführenden Firmen zu erbringen waren. Die Brandversuche wurden am Institut für Hochbau und Technologie der Technischen Universität Wien durchgeführt.

Structural and fire-technical investigation of the use of rib-floor elements in wood-concrete-composite
The paper describes the structural and fire-technical investigation of the use of rib-floor elements in wood-concrete-composite (WCC). At first, the problem of distortion in the first stage of the manufacturing process is discussed and a numerical design model for calculating the level of distortion is presented. Further a new manufacturing-process and a new bearing-design for uniaxial WCC rib-floor-elements is described. In this context fire-technical investigations and tests were conducted. The reason for these investigations was the use of WCC rib-floor-elements for the extension of a school building in Linz/A, where the fire-safety of the new bearing construction had to be certified. The fire-safety tests were carried out at the Institute of Building construction and Technology at the Technical University of Vienna.

Der Einsatz von Holz als Tragelement in Brücken ist in Deutschland fast ausschließlich auf den Bau von Fuß- und Radwegüberführungen beschränkt. Die Entwicklung neuer holzbasierter Produkte und moderner Technologien eröffnen dem Holzbrückenbau interessante Zukunftsperspektiven. Durch die Blockverleimung von Brettschichtholz sind Hauptträger mit hoher Steifigkeit und Dimensionsstabilität herstellbar. Durch Kombination blockverleimter Holzträger mit einer Betonfahrbahnplatte lassen sich leistungsfähige hybride Überbauquerschnitte in Holz-Beton-Verbundbauweise herstellen, die alternativ zu den herkömmlichen Bauweisen im Straßenbrückenbau eingesetzt werden können. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über den Entwicklungsstand der Holz-Beton-Verbundbauweise im Brückenbau und zeigt statische und konstruktive Besonderheiten auf.

Bei einem Bauvorhaben wurde als Tragstruktur für die Glasfassade eine Holzleimstruktur eingesetzt. Da nicht auszuschließen war, daß die Temperatur der Fassadenhölzer unter Sonneneinwirkung eine Größe von 60 °C erreichen konnte, wurde der Einfluß der Temperatur auf die Tragfähigkeit der Leimverbindung untersucht. Hierzu wurden aus dem Bauvorhaben einige Proben entnommen und am iBMB (Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz) der TU Braunschweig unter Variation der Bauteiltemperatur nach DIN 52186 geprüft. Dabei ergab sich bis zu einer Temperatur von 30 °C keine Veränderung der Tragfähigkeit. Bei höherer Temperatureinwirkung von 80 °C betrug die Tragfähigkeit nur noch 30% derjenigen unter Normaltemperatur. Hier wurde der Bruch durch ein Versagen der Leimfuge eingeleitet.

Einkaufszentren, Sport- und Veranstaltungsgebäude sowie Hallenkonstruktionen des Industrie- und Gewerbebaus weisen durch ihre große Ausdehnung bei gleichzeitiger Anforderung einer barrierefreien Nutzung Brandabschnittsgrößen auf, die baurechtlich definierte Grenzen um ein Vielfaches überschreiten können. Auf Grundlage des § 2 Abs. 4 der Muster-Bauordnung (MBO 2002) werden dementsprechende Gebäude infolge ihrer Nutzung und/oder Brandabschnittsgrößen als Sonderbauten klassifiziert.
Der bauliche Brandschutz für Industriebauten wird auf Grundlage der länderspezifischen Industriebaurichtlinien geregelt. Dabei werden an die Bedachung in Brand- oder Brandbekämpfungsabschnitten mit mehr als 2 500 m2 Anforderungen an eine “behinderte Brandausbreitung” gestellt. Eine Möglichkeit zum Nachweis einer “behinderten Brandausbreitung” erfolgt für diese Bedachungselemente in Deutschland durch die Prüfnorm DIN 18234. Als Beurteilungskriterien in der Brandprüfung werden die Brandweiterleitung, das Abfallen von Bestandteilen des Dachs, fortschreitendes Glimmen innerhalb der Dachkonstruktion und die Tragfähigkeit unter Eigenlast berücksichtigt.
In einem Forschungsprojekt konnten neben den grundlegenden Erkenntnissen zum Baustoff Holz und zu verwendeten Beplankungs- und Bekleidungsmaterialien hinsichtlich des thermischen Verhaltens unter Naturbrandszenarien weiterführende Erkenntnisse zur Brandweiterleitung hölzerner Bedachungen, zum Glimmbrandverhalten biogener Baustoffe und zur brandschutztechnisch sicheren Ausbildung von Elementfugen und Anschlüssen im Holzbau gewonnen werden. Die Untersuchung brandschutztechnischer Ertüchtigungsmaßnahmen zur Gewährleistung des bauaufsichtlich geforderten Sicherheitsniveaus mit anschließender Erstellung eines Bauteilkatalogs stellte den Schwerpunkt der Untersuchungen dar.

Fire protecting solutions relating to large scale wooden roof structures in industrial buildings
According to the German guideline for industrial buildings, like storage and production facilities and German standards, such as DIN 18234-2 the use of timber and wood based products is limited. And erecting of wide span representative timber structures often needs special permission by authorities.
Therefore structural elements have to be designed for a certain fire resistance, depending of building size and further active protection methods. This is also achievable with structural timber elements. However the use of prefabricated timber frame roof elements is currently not allowed, unless passing a specific fire test, if compartment size is excessing 2 500 m2. These elements have to show a limited contribution to flame spread at surface and inside the elements, no further smouldering after fire exposure and a specific fire resistance under natural fire conditions in accordance with the German test standard DIN 18234-1.
Within the scope of a research project the behaviour and performance of timber frame elements for large scale roof systems were examined in the case of fire. In this process the effect of flame spread at exposed lining and inside the elements, the protection capacity of lining under parametric fire exposure as well as measures to avoid glowing combustion inside the elements were analysed, to reach sufficient level of fire safety for the plane elements, junctions, penetration areas and the entire structure.

Es werden die Grundlagen zur Aussteifung von Holztragwerken dargelegt und an Beispielen erläutert.

DIN 1052:2008-12 - New basics for design, calculation and dimensioning of timber structures, Part 5: Construction of bracing in wooden structures.
Basics of bracing in wooden structures are given and amplified by several examples.

Brettsperrholzplatten stellen ein technisch und wirtschaftlich interessantes Produkt für den ?modernen? Massivholzbau dar und finden in den letzten Jahren einen vermehrten Einsatz als großformatige Wand- und Deckenelemente im Wohnungsbau. Im Rahmen von zwei am Institut für Baustatik und Konstruktion der ETH Zürich und am Institut CNR-IVALSA in San Michele all?Adige, Italien, laufenden Forschungsprojekten wurde das Brandverhalten von Brettsperrholzplatten mit mehreren experimentellen und numerischen Untersuchungen analysiert. Der vorliegende Artikel stellt die brandschutztechnisch relevanten Erkenntnisse aus den Untersuchungen dar und analysiert die grundsätzliche Fragestellung, ob sich im Brandfall Brettsperrholzplatten ähnlich wie Vollholzplatten verhalten. Die durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass das Brandverhalten von Brettsperrholzplatten durch das Verhalten der einzelnen Bretterlagen charakterisiert ist. Falls sich die einzelnen verkohlten Schichten frühzeitig ablösen, geht die Schutzwirkung der sich bildenden Holzkohleschicht verloren. Nach der Verkohlung und dem Abfallen jeder einzelnen Schicht ist in diesem Fall wegen der steigenden Brandraumtemperatur mit einem erhöhten Abbrand zu rechnen, ähnlich wie für geschützte Holzbauteile nach dem Versagen der Brandschutzbekleidung. Das Brandverhalten von Brettsperrholzplatten kann somit durch die Plattenschichtigkeit und die Dicke der einzelnen Schichten stark beeinflusst werden. Das Ablösen der Holzkohleschicht könnte für horizontale Bauteile (Decken) kritischer sein als für vertikale Bauteile (Wände).

Seit einiger Zeit wurde die Idee wieder aufgegriffen, die bautechnisch günstigen Eigenschaften von Beton und Holz in Verbundträgern zu kombinieren. Dabei ist die Ausführung der Verbundfuge sowohl für die Tragfähigkeit und Steifigkeit als auch die wirtschaftliche Herstellung des Bauteils von Bedeutung. Brettstapelelemente bestehen aus hochkant aneinandergereihten Brettern, so daß es bei Verwendung stiftförmiger Verbindungsmittel zur Herstellung des Schubverbundes Schwierigkeiten bereitet, den an den Schmalseiten benötigten Randabstand einzuhalten. Im Rahmen dieses Beitrages wird eine Verbindung mittels sogenannter Flachstahlschlösser (Z-9.1-473) vorgestellt. Als Flachstahlschlösser werden hier verzinkte Flachstähle bezeichnet, die quer zur Spannrichtung der Brettstapelelemente in Sägeschnitte eingetrieben werden. Die Tragfähigkeit und der Verschiebungsmodul der Flachstahlschlösser sind im Vergleich zu stiftförmigen Verbindungsmitteln sehr hoch. In dieser Arbeit werden die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen zur Bestimmung der Kraft-Verschiebungs-Charakteristika an zwei Ausführungsvarianten der Verbundelemente vorgestellt. Auf der Basis der Versuchsergebnisse wird ein für die baupraktische Anwendung geeignetes Bemessungskonzept abgeleitet.

Es wird ein Modell zur Ermittlung der nichtlinearen Momenten-Rotationsbeziehungen von Verbundknoten beschrieben. Dieses Modell wurde aufgrund von Versuchen am Institut für Stahlbau und Holzbau der Universität Innsbruck entwickelt. Der Einfluß der nichtlinearen Verbundknoten-Nachgiebigkeit kann damit bei der Berechnung unverschieblicher und verschieblicher Verbundrahmentragwerke berücksichtigt werden.