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Tschemmernegg, F.; Lener, G.; Taus, M.Zur Nachgiebigkeit von Rahmenknoten - Teil 2.Stahlbau2/198945-52Fachthemen

Abstract

Im ersten Teil der Veröffentlichung wurde ein Verfahren zur theoretischen Ermittlung der nichtlinearen Momenten-Rotations-Beziehungen von Rahmenknoten angegeben. Dieses Verfahren wurde aufgrund von umfangreichen Versuchen am Institut für Stahlbau und Holzbau der Universität Innsbruck entwickelt. Es werden sowohl geschweißte als auch geschraubte Rahmenknoten behandelt. Im vorliegenden Teil der Veröffentlichung wird gezeigt, wie der Einfluß der nichtlinearen Rahmenknotennachgiebigkeit bei der Berechnung unverschieblicher und verschieblicher Rahmen zweckmäßig berücksichtigt wird. Weiterhin wird die schwach ausgeprägte Normalkraftinteraktion behandelt.

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Tschemmernegg, F.; Tautschnig, A.; Klein, H.; Humer, Ch.Zur Nachgiebigkeit von Rahmenknoten.Stahlbau10/1987299-306Fachthemen

Abstract

Im 1. Teil der Veröffentlichung wird ein Verfahren zur theoretischen Ermittlung der nichtlinearen Momenten-Rotations-Beziehungen von Rahmenknoten angegeben. Dieses Verfahren wurde aufgrund von umfangreichen Versuchen am Institut für Stahlbau und Holzbau der Universität Innsbruck entwickelt. Es werden sowohl geschweißte als auch geschraubte Rahmenknoten behandelt. Im 2. Teil der Veröffentlichung wird gezeigt, wie der Einfluß der nichtlinearen Rahmenknotennachgiebigkeit bei der Berechnung unverschieblicher und verschieblicher Rahmen zweckmäßig berücksichtigt wird. Auch wird die schwach ausgeprägte Normalkraftinteraktion behandelt.

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Tutsch, Joram; Hipper, Andreas; Schling, Eike; Barthel, RainerModulare Stahllamellenhallen von Hugo Junkers - Wissenschaftliche Grundlagen f√ľr eine denkmalgerechte InstandsetzungBautechnik3/2017161-169Aufs√§tze

Abstract

Der für seine bahnbrechenden Erfindungen im Flugzeug- und Anlagenbau bekannte Ingenieur HUGO JUNKERS (1859-1935) entwickelte in den 1920er-Jahren innovative Hallenkonstruktionen aus modularen Stahlblechlamellen, die weltweit vermarktet und gebaut wurden. Sie stehen in engem Kontext zur ebenfalls patentierten Holzbauweise FRIEDRICH ZOLLINGERS (1880-1945). Die Bauweise gilt als Meilenstein in der Entwicklung des modularen Leichtbaus und bedeutendes Zeugnis der Moderne. Bedauerlicherweise sind nur noch wenige dieser Bauwerke erhalten.
Auf dem Gelände des ehemaligen Militärflugplatzes Oberschleißheim stehen derzeit noch zwei dreischiffige, tonnenförmige Hallen von 1934. Die Hallen stehen unter Denkmalschutz, zeigen jedoch einen bedenklichen baulichen Zustand. Sie gaben den Anlass für ein Forschungsprojekt, das von 2014-2016 am Lehrstuhl für Tragwerksplanung der Technischen Universität München unter Förderung der Meitinger Stiftung bearbeitet wurde.
Die wesentlichen Ergebnisse der Untersuchungen werden im Rahmen des Artikels zusammengefasst: Exemplarisch wurde ein Hallenschiff in Oberschleißheim mit einem 3-D-Laserscan vermessen und die Punktwolke in ein statisches Rechenmodell überführt. Parametrische Analysen brachten neue Erkenntnisse zur Geometrie und Fügung des Konstruktionsprinzips. Studien zum Tragverhalten zeigen verschiedene Schwachpunkte der Struktur auf, die für eine Instandsetzung unbedingt berücksichtigt werden müssen.

Modular steel lamella structures by Hugo Junkers - scientific bases for an appropriate repair
The German engineer HUGO JUNKERS (1859-1935) is well-known mostly for his innovations in plant engineering and aircraft design. In the mid-1920s, he developed an innovative roof construction that was comprised of modular steel lamellas, and is regarded a milestone in the development of lightweight structures. The technical construction principle is closely related to ZOLLINGER's (1880-1945) timber lamella roof design. Unfortunately, most of the buildings do not exist anymore or are in bad condition.
Two three-section, barrel-vaulted hangars from 1934 still exist on the site of the former military airfield in Oberschleißheim. They are classed as listed buildings but their structural condition is very alarming. They gave the occasion of a research project, promoted by the Meitinger Foundation, which has been edited from 2014-2016 at the Chair of Structural Design at the Technical University of Munich.
This article summarizes the main results of the investigations: The point cloud of a 3-D-laser-scanning was converted into a static calculation model. Parametric analyzes brought new insights into the geometry and fitting of the construction. Studies on the load bearing behavior show a number of weaknesses of the structure, which necessarily have to be considered in a maintenance.

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Tywoniak, Jan; Volf, Martin; Bure , Michal; Lupí ek, Antonín; Stan k, KamilVorhangfassade auf Holzbasis - eine komplexe bauphysikalische AufgabeBauphysik1/201764-69Fachthemen

Abstract

Der Beitrag befasst sich mit der Entwicklung einer Systemlösung für den Ersatz alter nichttragender Außenwände bei Nichtwohngebäuden aus den 1960er und 1970er Jahren. Die Hauptidee war, ein vorgefertigtes Produkt in moderner Holzbauweise zu entwickeln, um eine Alternative zu üblichen Metallbausystemen anzubieten. Es wurde bestätigt, dass ohne detaillierte bauphysikalische Analysen und Messungen eine erfolgreiche Entwicklung kaum möglich ist. Dieser Beitrag befasst sich mit Wärmeschutz und Umweltperformance. Ergebnisse des langfristigen Monitorings und weitere wichtige bauphysikalische Aspekte (Feuchteschutz, Bauakustik, Brandschutz) werden zu einem späteren Zeitpunkt behandelt.

Wood based curtain wall as a complex task in building physics.
The article deals with the development of a systemic solution for replacement of old curtain walls at nonresidential buildings from the sixties and seventies of the 20th century. The main idea was to develop a prefabricated system using modern wood products as an alternative to usual metallic constructions. It is demonstrated that without a complex analysis in building physics and measurements no successful development would be possible. This article is focused on thermal performance and environment oriented assessments, including embodied energy. Results of long-time monitoring and other important topics, like moisture, noise protection and fire safety, will be subject of a following article.

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Vogt, Tobias; Hummel, Johannes; Schick, Michael; Seim, WernerExperimentelle Untersuchungen f√ľr innovative erdbebensichere Konstruktionen im HolzbauBautechnik1/20141-14Aufs√§tze

Abstract

Dieser Fachaufsatz berichtet über die Ergebnisse umfangreicher experimenteller Untersuchungen an 20 Holzrahmenwänden und 15 Brettsperrholzwänden, bei denen praxisrelevante Fragestellungen im Zusammenhang mit der Erdbebenbemessung im Mittelpunkt standen. Besonderes Augenmerk wurde auf die Frage gelegt, welchen Einfluss unterschiedliche Auflagerdetails und Verankerungen auf die Verformungsfähigkeit und die Energiedissipation haben. Circa 90 kleinformatige Versuche an Verbindungsmitteleinheiten und Verankerungsdetails bildeten die Basis für Optimierungen, die bei den anschließenden Wandversuchen bereits erfolgreich getestet werden konnten. Eine wesentliche Erkenntnis aus den experimentellen Untersuchungen ist, dass bei seitlicher Verankerung im Holzrahmenbau Querzugverstärkungen im Bereich der Zugverankerung notwendig werden können, um das duktile Verhalten der Wandelemente zu gewährleisten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine Verankerung auf der Beplankung keine Nachteile bringt. Die Beplankung mit Gipsfaserplatten führt in den Untersuchungen zu ähnlichen Werten in der Tragfähigkeit, der Duktilität und der Energiedissipation wie die Beplankung mit OSB-Platten. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass auf den ersten Blick nachrangige Details wie die Anordnung von Elastomer-Zwischenschichten zwischen Wand und Decke (aus Schallschutzgründen) einen signifikanten Einfluss auf die Duktilität und die hysteretische Dämpfung von Wandelementen aus Brettsperrholz haben.

Experimental tests for innovative and earthquake-resistant timber-constructions
This paper presents the results from test series on 20 timber-framed and 15 cross laminated timber (CLT) wall elements, which focus on practical aspects in connection with the design for earthquake resistance. The main objective was to learn about the influence of different types of anchoring and support conditions on displacement capacity (ductility) and energy dissipation. About 90 tests on connection and anchoring units aimed on optimization of construction details. These test results had already been used for the design of full scale tests. One important test result is, that failure due to shear-tension interaction has to be prevented by reinforcement in the connection area of the hold down to ensure the ductile behavior of the wall elements. Furthermore it could be demonstrated, that asymmetric anchoring on one side of the wall doesn't affect ductility and energy dissipation. Wall elements with gypsum fiber boards (gfb) reach similar values for maximal load, ductility and energy dissipation compared to wall elements with osb. Moreover it was found, that construction details like using elastomer separation layers between wall and floor elements for sound insulation have a significant influence on ductility and hysteretic damping for CLT wall elements.

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Voormann, F.; Pfeifer, M.Die Kämpf-Stegträger der Eissporthalle Bad Reichenhall - Eine typische Holzkonstruktion der 1950er und 1960er Jahre?Bautechnik1/20071-7Fachthemen

Abstract

Kämpf-Stegträger wie die der Eissporthalle in Bad Reichenhall wurden, wenn auch meist in geringeren Dimensionen, in den 1950er und 1960er Jahren vielfach eingesetzt. Sie sind ein Beispiel für die großen Anstrengungen, die man in Forschung und Praxis in diesen Jahren unternahm, um die Leimbauweise im Ingenieurholzbau endgültig zu etablieren. Spätestens Ende der 1960er Jahre war dieses Ziel erreicht. Gleichwohl wurden die Ursprünge des Leimbaus bereits ein halbes Jahrhundert früher durch Otto Hetzer und andere gelegt. Und so ist die Entwicklungsgeschichte des Brettschichtholzträgers einmal mehr ein Beispiel dafür, daß der als Diffusion bezeichnete Prozeß - von der Innovation bis zur allgemeinen Verbreitung und Anwendung einer Neuerung - sich gerade im Bauwesen oftmals über ein bis zwei Generationen erstreckt.

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Walberg, DietmarSolid and timber construction in residential buildings / Massiv- und Holzbau bei WohngebäudenMauerwerk1/201616-31Fachthemen

Abstract

In the context of a comprehensive analysis of the current situation in Germany’s residential sector as regards construction costs and developments in these, the Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V. (ARGE) undertook a specific study to investigate the use of the main materials for building walls (using both solid and timber construction methods) in residential buildings. In order to obtain comparable data, two buildings typical of the residential sector were modelled: an apartment block and a detached house. These reflect the current building situation in Germany.
It should be noted that for both multi-storey buildings and detached homes, if we look at the median cost, it is more economical to use masonry for the basic structure than timber. The cost advantage of the solid construction method over the timber method for detached houses is 4 %, and the median advantage for apartment blocks is between 4.7 and 6 %.
The studies we used in our assessment of the sustainability of the building materials used (for example from TU Darmstadt) conclude that both construction methods (solid and timber) are comparable in terms of the ‘ecological balance sheet’ results achieved over their entire life cycles and occupancy phases.

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Walter, B.; Wiesenkämper, T.Zur Erdbebenbemessung im HolzbauBautechnik1/200818-28Fachthemen

Abstract

Fast täglich erreichen uns Bilder aus Erdbebengebieten aus vielen Teil en der Welt mit zum Teil verheerenden Folgen für die Menschen, die Natur und die bebaute Umwelt. Viele wissen nicht, dass auch in Deutschland die Gefahr eines Erdbebens besteht. Selbst unter den Fachleuten ist das Thema Erdbeben in Deutschland lange vernachlässigt worden. Die bauaufsichtliche Einführung der Erdbebennorm erfolgte erstmalig 1998. Seit 2007 gilt in allen betroffenen Bundesländern verbindlich die neue Erdbebennorm aus dem Jahre 2005. Bei der Wahl der Baustoffe besteht bei vielen Fachleuten die landläufige Meinung, dass der Baustoff Holz weniger für das Bauen in Erdbebengebieten geeignet ist. Der ingenieurmäßige Umgang mit dem Baustoff Holz unter Erdbebenbeanspruchung und eine damit verbundene wirtschaftliche Bemessung von Holztragwerken sollen in diesem Aufsatz erläutert werden.
Die neu eingeführte Holzbaunorm DIN 1052 ist ab Januar 2008 neben dem Eurocode alleinverbindliche Bemessungsnorm für den Holzbau. Durch das semiprobabilistische Sicherheitssystem ist die Holzbaunorm kompatibel mit der Erdbebennorm. Bei holzbaugerechter Planung und unter Berücksichtigung der Duktilität und auch der Schwingdauer der Holzbauten sind diese Gebäude hervorragend geeignet, um in Erdbebengebieten eingesetzt werden zu können.

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Walter, Burkhard; Hoffmann-Berling, FalkBeitrag zur Erdbebenbemessung im Holztafelbau - Ermittlung der Grundschwingdauer unter Ber√ľcksichtigung von Biege- und SchubsteifigkeitBautechnik7/2015496-508Aufs√§tze

Abstract

Dieser Aufsatz behandelt die Erdbebenbemessung von Holzbauwerken und deren dynamisches Verhalten. Dabei liegt besonderes Augenmerk auf der Holztafelbauweise. Bei dieser Bauweise setzt sich die dynamische Bauwerksantwort aus mehreren Verformungsanteilen zusammen. Die zutreffende Berücksichtigung der Schub- und Biegesteifigkeiten hat einen entscheidenden Einfluss auf die Ermittlung der Grundschwingdauer von Bauwerken in Holztafelbauweise. Hierfür werden in der Praxis anwendbare Ingenieurmodelle vorgestellt und anhand von Beispielberechnungen erläutert.

Contribution to seismic design of timber structures
This contribution deals with the seismic design of timber structures and their dynamic response with particular focus on wood-panel buildings. In this kind of constructions several deformation types contribute to the overall dynamic response. The appropriate consideration of shear and flexural stiffness has an crucial influence on the determination of the fundamental periods of wood-panel structures. For this purpose engineering models suitable for practical use are presented and demonstrated by worked examples.

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Wehsener, J.; Kasal, B.Echtzeit-Röntgenuntersuchungen an duktilen stabförmigen Holzverbindungen bei dynamischer BeanspruchungBautechnik10/2008678-686Fachthemen

Abstract

Der Beitrag beschreibt die Möglichkeiten von Röntgenuntersuchungen an stabförmigen Holzverbindungsmitteln im beanspruchten Bauteil. Trotz verschiedenartiger Untersuchungsmethoden ist die Bestimmung des tatsächlichen Verhaltens von metallischen Verbindungsmitteln im Holz während der Belastung nicht ausreichend gelöst. Mit Hilfe verschiedener mathematischer Ansätze und der Einbeziehung von Materialkennwerten ist die Modellierung von Holzverbindungen möglich. Die Nutzung von Röntgenstrahlen unter Echtzeitwiedergabe ermöglicht es, das Verformungsverhalten von metallischen Verbindungsmitteln während der Lasteinleitung zu beobachten.
Ziel der Versuche war die Bestimmung des Verformungsverhaltens einer Stabdübelverbindung in Echtzeit unter quasistatischer und dynamischer Belastung. Mit der Echtzeit-radio-graphischen Messung wurden Versuche am Einzelstabdübel und einer Dübelgruppe durchgeführt. Die beim Versuch genutzte Anlage besteht aus einer mobilen Röntgenröhre und einem Detektor, sowie der dazugehörigen digitalen Bildverarbeitung. Bei maximaler Geschwindigkeit von 30 Bildern in der Sekunde wird eine Grenzwertauflösung von 1,97 lp/mm erreicht. Die Pixelteilung ist mit 127 μm2 durch das Empfängermodul vorgegeben [10]. In Abhängigkeit der gewählten Parameter konnte die Verschiebung um einen Bildpunkt (0,21 mm) verifiziert werden. Eine Überprüfung der gemessenen Verformungen der Stabdübel erfolgte mit Hilfe von direkt aufgebrachten Dehnmessstreifen.

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Wehsener, J√∂rg; Werner, Tom-Egmont; Heiduschke, Andreas; Hartig, Jens; Haller, PeerGlasfaserverst√§rkte Holzrohre f√ľr KleinwindkraftanlagenBautechnik1/201446-50Berichte

Abstract

In diesem Bericht werden Kleinwindkraftanlagen mit Schäften aus Holzrohren und einer äußeren Bewehrung aus glasfaserverstärktem Kunststoff vorgestellt. Zum Antrieb der Generatoren kommen jeweils sich um die Vertikalachse drehende Darrieus-Rotoren zum Einsatz. Das erste Ausführungsbeispiel besitzt einen konischen Schaft aus verleimten Vollholzsegmenten mit einer Höhe von 7,7 m. An diesem Anlagentyp experimentell gewonnene Daten zum Schwingverhalten werden kurz vorgestellt. Als zweites Ausführungsbeispiel wird eine Windkraftanlage mit einem Schaft, bestehend aus einem Bündel von drei Formholzrohren, die über Stahlschellen verbunden sind, beschrieben. Die Höhe des Rohrbündels beträgt 9 m. Beide Anlagentypen ließen sich durch das geringe Eigengewicht des Schafts leicht montieren und verrichten seit ihrer Montage zuverlässig ihren Dienst. Vorteilhaft für die Lebensdauer der Anlagen sind der Witterungsschutz des Holzes durch die äußere Faserbewehrung und die hohe Schwingfestigkeit. Die gute Materialdämpfung des Holzes reduziert gegenüber vergleichbaren Konstruktionen aus Stahl die Geräuschentwicklung und die Ermüdung durch starke Schwingungen in den aufgesetzten Maschinenteilen.

Glass fiber reinforced wooden tubes for small-sized wind power plants
In this report, small-sized wind power plants with towers of wooden tubes and an outer reinforcement of glass fiber reinforced plastic are presented. The power for the generator is produced by vertical axis Darrieus rotors. The first example of application has a shaft of glued laminated solid wood segments. The height is 7.7 m. Experimentally determined data on the vibration behavior of this construction is briefly presented. As a second example of application, a wind power plant with a shaft consisting of a bundle of three moulded wooden tubes, which are connected by steel clamps, are described. The height of the bundle of tubes is 9 m. Both constructions could be assembled easily because of the low deadweight of the shaft and are reliably in service since. The outer coating with fiber reinforced plastic and the high vibration resistance are advantageous for the endurance of the facility. The good material damping of the wood reduces the noise emission and the fatigue of the machine parts due to heavy vibrations compared to similar constructions made of steel.

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Werner, G.Konstruktionselemente des Metallbaus im Ingenieurholzbau.Bautechnik4/1989120-126

Abstract

In zwei Forschungsprojekten wurden Konstruktionselemente aus dem Metallbau für den Einsatz im Holzbau untersucht. Zur Beurteilung der Eignung von Metall-Holz-Klebeverbindungen wurde ein Programm mit über 200 Einzelversuchen unter Berücksichtigung verschiedener Parameter durchgeführt. Um die Geometrie von Metalleinschraubhülsen unter Berücksichtigung der Handhabung und der Lastübertragungsmechanismen für das örtliche Einleiten von Kräften in den Verankerungsgrund Holz zu optimieren, wurde ein Programm mit nahezu 450 Einzelversuchen ausgewertet.

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Werner, G.Unterhaltungskosten von Holzbr√ľcken.Bautechnik4/1988109-113

Abstract

Zur Ermittlung realitätsbezogener Unterhaltungskosten von Holzbrücken wurden die für 27 Brücken verfügbaren Daten aufbereitet und kritisch ausgewertet.

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Werther, N.; Winter, S.Klimatische Verhältnisse in Kriechkellern unter gedämmten HolzbodenplattenBauphysik2/200959-64Fachthemen

Abstract

Hochgedämmte Holzbodenplatten über Kriechkellerkonstruktionen als unterer Abschluss eines Gebäudes kamen in den letzten Jahren im Bereich des Wohn- und Zweckbaus in Holzbauweise vermehrt zur Anwendung. Fehlende Kenntnis zu den im Kellerbereich herrschenden Mikroklimabedingungen und die sich daraus ergebenden Nutzungsrandbedingungen für Holz und Holzwerkstoffe führten zu unterschiedlichen Konstruktionsformen. Mittels Langzeitmessungen im Feld- und Laborversuch wurden Konstruktionsprinzipien entwickelt, die einen dauerhaften Einsatz von Holzbodenplatten über belüfteten Kriechkellern sicherstellen.

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Werther, Norman; Matthäus, CarlaWärmeenergie und Holzfeuchte als Einflussgrößen auf das Abbrandverhalten von HolzBautechnik8/2020540-548Aufsätze

Abstract

In diesem Beitrag werden zwei Einflussgrößen betrachtet, die im baupraktischen Anwendungsbereich das Abbrandverhalten von Holz sowie dessen Durchwärmung bei Brandbeanspruchung beeinflussen. Die Kenntnis des Abbrandverhaltens ist eine wesentliche Grundlage für die Bemessung von tragenden Holzbauteilen. Basierend auf Brandversuchen wurde sowohl die Auswirkung von zum Normbrand abweichenden Temperaturbeanspruchungen als auch der Einfluss der Ausgangsholzfeuchte auf das Abbrandverhalten untersucht. In Verbindung mit erweiternden numerischen Untersuchungen wurden hieraus Bemessungsansätze abgeleitet, die die Betrachtung des Abbrand- und Durchwärmungsverhaltens von Holzbauteilen unter Norm- und parametrischer Brandbeanspruchung erlauben.

Factors influencing the charring behaviour of timber
This article focuses on the investigation of internal and external factors that influence the charring of timber and the temperature profiles within timber cross sections when exposed to fire. Based on own and existing fire test results, the influence of temperature time scenarios, relevant for non-standard fire design as well as the influence of the initial wood moisture content on the charring behaviour were investigated. The outcomes of this work, based on the experiments and followed by analytical and numerical investigations, are simplified design approaches that can be used to determine the charring depth and in-depth temperature distribution when designing timber structures for standard and non-standard fire exposure.

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Werther, Norman; Schmid, Joachim; Fahrni, Reto; Klippel, MichaelHintergr√ľnde und Nachweisgrundlagen zur Brandschutzbemessung von Brettsperrholzkonstruktionen - Teil 1Bautechnik8/2022587-593Aufs√§tze

Abstract

Im Rahmen dieses zweiteiligen Aufsatzes wird auf die brandschutztechnische Bemessung für Brettsperrholzelemente und -konstruktionen eingegangen und deren Besonderheit im Vergleich zu Voll- und Brettschichtholz aufgezeigt. Der nachfolgende erste Teil des Beitrags umfasst die Aspekte der Baustoffklassifikation sowie des Abbrandverhaltens und der Tragfähigkeitsbeurteilung von bekleideten und unbekleideten Brettsperrholzbauteilen im Brandfall. Der zweite Teil erläutert die Nachweisansätze der raumabschließenden Funktion, stellt die Prinzipien zur brandschutztechnisch sicheren Detailausbildung dar und gibt Erläuterungen zum Einfluss von Brettsperrholz auf die Branddynamik.

Background and verification principles for the fire protection design of cross-laminated-timber constructions - part 1
The two-part paper describes the current state of the art about fire design methods for cross-laminated-timber elements and -structures and describe differences in comparison to the design with solid timber. In detail aspects like the reaction to fire classification, charring and load bearing behaviour of protected and unprotected cross laminated-timber elements in the case of fire are discussed within this first part. The second part of the paper explains the approaches for the separating function of cross laminated-timber elements, give design guidance about fire safe detailing and about the influence of visible timber members and elements regarding to the fire dynamic.

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Werwigk, Michael; Markert, FlorianMit Holz hoch und weit hinaus - Das neue Besucher- und Informationszentrum am RuhesteinBautechnik11/2019839-848Berichte

Abstract

Im Nationalpark Schwarzwald entsteht ein neues Besucher- und Informationszentrum. Der Standort für das neue, spektakuläre Gebäude-Ensemble liegt auf über 900 m ü. NN. inmitten bewaldeter Hänge. Daher greift der Entwurf die Assoziation von kreuz und quer übereinandergefallener Totholzstämme auf. Dieses Bild wurde in Proportion und Materialbeschaffenheit auf die einzelnen Baukörper des Zentrums unter der Vorgabe umgesetzt, den Baustoff Holz möglichst umfangreich einzusetzen. Die so entstandenen, bis zu 65 m langen Riegel bieten Platz für über 3 000 m2 Ausstellungsfläche, bei der die Besucher in der Dauerausstellung auf eine Reise durch den Wald geführt werden. Auch die Fassade soll sich an der umgebenden Natur des Schwarzwalds orientieren und eine Verkleidung aus Holzschindeln erhalten. Der Bericht über das neue Besucherzentrum gibt Einblick in Planung, Konstruktion und momentan laufende Bauausführung der anspruchsvollen hybriden Tragkonstruktion.

The new Ruhestein Visitor and Information Center
The Black Forest National Park visitor and information center at Ruhestein was designed jointly with Sturm + Wartzeck, EWT engineers and [f] landschaftsarchitektur. The site lies among wooded slopes at more than 900 m above mean sea level (AMSL). The initial inspiration came from seeing fallen tree trunks lying on top of each other, which found architectural expression as a complex of multiple buildings in the form of long, thin bars. Measuring up to 65 m in length, they provide exhibition space totaling 3 000 m2. The natural environment of the Black Forest is reflected in the facades as well, which are clad in wooden shingles. The unconventional architectural concept allows the complex to blend harmoniously into its surroundings, despite its considerable size. The highlight of the visitor center is the open-air skywalk at treetop height, 35 m above the ground, which leads to a tower and lookout platform. The article gives an insight into the planning, design and ongoing construction of the sophisticated, hybrid load-bearing structure of the new visitor center.

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Wetzig, Melanie; Haß, Philipp; Niemz, Peter; Hänsel, AndreasUntersuchungen zur Verklebung dreischichtiger Massivholzplatten unter Verwendung von LaubholzBautechnik10/2011687-693Fachthemen

Abstract

Aufgrund ansteigender Nutzlaubholzbestände sind die physikalisch-mechanischen Eigenschaften sowie mögliche Verwendungsbereiche von Laubholz in den letzten Jahren wieder verstärkt Inhalt verschiedener Forschungsarbeiten. Die meisten Laubholzarten haben einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul und deutlich höhere Quell-und Schwindmaße als Nadelhölzer, was in Klebfugen bei Feuchteänderungen zu höheren Spannungen führt. Die nachfolgenden Untersuchungen wurden an dreischichtigen Massivholzplatten durchgeführt, die völlig bzw. teilweise aus Laubholz gefertigt wurden. Die Einzellagen der Platten wurden sowohl in den Holzarten als auch in den Schichtdicken variiert. Kern der Untersuchungen war, ob und in welchem Maße durch Variation der Klebstoffart und der Fugendicke feuchteinduzierte Spannungen kompensiert werden können, die aufgrund unterschiedlicher Plattenaufbauten hervorgerufen werden. Die im Zuge erhöhter relativer Luftfeuchten auftretenden Dehnungen und Spannungen innerhalb der Massivholzplatten wurden durch drei Versuchsanordnungen geprüft. Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Einfluss der Verklebung auf das Quellverhalten der Platten.

Investigation on bonding of three-layer cross laminated timber using hardwood.
Because of growing hardwood quantity the physical-mechanical properties as well as possible application areas of hardwoods are increasingly topic of different research projects. The following investigations were carried out on three-layer cross laminated timber which was partially or totally made from hardwood. The respective layers were varied in wood species as well as in thickness. The main point of the work was to determine how far strains, induced by the bigger swelling of hardwood compared to softwood, can be compensated in elastic glue joint. Occurred strains into the panels were determined by three test set-ups. The results showed influences of the used glue joint on swelling behaviour of the panel configurations.

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Wetzig, Melanie; Niemz, Peter; Sieverts, Tom; Bergemann, HolgerMechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem HolzBauphysik1/20121-10Fachthemen

Abstract

Ziel der Arbeit war es, ausgewählte Eigenschaften von modifiziertem und nativem Holz zu bestimmen. Es wurden mechanische und physikalische Kenngrößen thermisch modifizierter Buchen-, Eschen- und Pappelproben zweier unterschiedlicher Behandlungsintensitäten ermittelt. Zur Referenz wurden unmodifizierte Proben jeder Holzart getestet. Gegenüber anderen thermischen Vergütungsprozessen beeinflusst das Vakuumpress-Trocknungsverfahren die Eigenschaften des Holzes weniger stark. Es entstehen auch weniger Emissionen wie Essig- oder Ameisensäuren. Die thermische Behandlung von Buche erzielt eine Reduzierung der Dichte und Biegefestigkeit, während die thermisch vergütete Pappel einen leichten Anstieg beider Kenngrößen aufweist. Die Eigenschaften der Esche unterscheiden sich in Abhängigkeit der Behandlungsintensität. Die mit geringer Temperatur vergüteten Proben weisen dem Referenzholz gegenüber zum Teil gestiegene Festigkeiten auf, die höher temperierten Proben stets geringere. Die Dimensionsstabilität steigt infolge der verringerten Gleichgewichtsfeuchte. Anhand der Ergebnisse ist zu erkennen, dass die Änderung der physikalischen wie auch mechanischen Eigenschaften sowohl von der Behandlungsintensität und dem angewandten Verfahren selbst als auch von der behandelten Holzart abhängt.

Mechanical and physical properties of wood, heat-treated with the vacuum press dewatering method.
The aim of this work was to analyse selected mechanical and physical behaviours of wood thermally treated with the vacuum press dewatering method, Vacu3. The density, bending and impact bending strength, modulus of elasticity, Brinell hardness and the withdrawal capacity of screws as well as the sorption capacity, change in colour and the thermal conductivity were measured. The investigated beech, ash and poplar samples were thermally treated with the patented vacuum press dewatering method, Vacu3. To test the influence of processing conditions, one type of sample was treated with medium temperatures and the other with high process temperatures. As a reference, the properties of unmodified specimen were determined. Thermal modification of beech affects a decrease in density and bending strength. The opposite is the case for heat-treated poplar. The properties of heat-treated ash differ depending on the degree of thermal treatment. The application of medium process temperatures on ash causes an increment in density and bending strength. In contrast, high process temperatures lead to a reduction in density and mechanical properties. As a consequence of the progressive reduction of equilibrium moisture content, the dimensional stability of heat-treated wood is improved. The test results show that changes in properties are influenced by the treatment intensity as well as by treatment technology.

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Windeck, Lukas; Blaß, Hans JoachimQuerdruckverhalten von Brettschichtholz aus NadelholzBautechnik11/2017767-775Aufsätze

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Querdruckverhalten von Brettschichtholz aus Nadelholz. Die Ergebnisse einer 101 Versuche umfassenden Testreihe, in der sowohl die Auflagerlänge als auch die Auflagersituation variiert wurden, werden mit den Tragfähigkeitswerten verglichen, die sich nach dem aktuell gültigen Nachweis nach EN 1995-1-1:2010 sowie dem Bemessungsansatz nach VAN DER PUT ergeben. Die Verformungen über die Trägerhöhe werden analysiert und mithilfe des Elastizitätsmoduls Rückschlüsse auf die Spannungsverteilung sowie die mitwirkenden Faserlängen im Auflagerbereich gezogen. Es wird festgestellt, dass der im Querdrucknachweis enthaltene Faktor kc, 90 entgegen der bisherigen Nachweisführung von der Art der Lastausbreitung abhängig ist. Auf dieser Basis wird ein Bemessungsansatz entwickelt und diskutiert, der eine Berechnung der Querdrucktragfähigkeit in Abhängigkeit von der zulässigen Verformung ermöglicht.

Behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain
This paper discusses the behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain. A series of 101 tests was performed where the support length and the load situation were varied. The results are compared to the load carrying capacities calculated with the currently valid model of EN 1995-1-1:2010. The deformations across the beam height are analysed. Based on the modulus of elasticity, conclusions on load distribution and the contribution of continuous wood fibres on the effective contact area are drawn. The factor kc, 90 is dependent on the load distribution. On this basis, a model to calculate the load carrying capacity perpendicular to the grain in dependence of an accepted deformation is discussed.

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Winter, K.; Rug, W.Innovationen im Holzbau - Die Zollinger-Bauweise.Bautechnik4/1992190-197Fachthemen

Abstract

Fritz Zollinger hat einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung des Holzbaues in den zwanziger Jahren geleistet. Davon zeugen noch zahlreiche Bauten in den neuen Bundesländern. Der Erhalt dieser Bauwerke ist eine interessante Aufgabe für den Architekten oder Ingenieur. Hierfür benötigt er Kenntnisse zur Entwicklung der Bauweisen und Konstruktionsprinzipien in der Geschichte des Holzbaues. Die Autoren berichten über die Entwicklung der Zollinger-Bauweise und zeigen Beispiele ausgeführter Bauwerke. Sie möchten damit zur Erhaltung bestehender Bauten und zur Wiederbelebung dieser interessanten Holzbauweise beitragen.

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Winter, Stefan; Jacob-Freitag, Susanne; Köhler , ClaudiaMobi-Space - ein modulares, wiederverwendbares Bausystem aus HolzBautechnik3/2017174-180Berichte

Abstract

Das Bausystem Mobi-Space wurde zunächst als Mobi-Sku:l entwickelt, um während Grundsanierungen von Schulen den Gemeinden einen ansprechenden Ersatzbau mit hohen energetischen und räumlichen Qualitäten anzubieten. Die wesentlichen Anforderungen an das System sind schnelle Errichtung, gute Demontier- und Wiederverwendbarkeit, ein energetischer Standard der Hülle oberhalb des EnEV-Niveaus und in den bis zu dreigeschossigen Gebäuden ein den regulatorischen Anforderungen entsprechender Schall- und Brandschutz. Das System besteht aus 54 m2 großen Raummodulen, die überwiegend aus hoch vorgefertigten Holztafelelementen bestehen. Eine besondere Herausforderung stellt mit Blick auf eine mehrfache Montage und Demontage die Sicherstellung der horizontalen Lastabtragung und räumlichen Aussteifung dar. Dazu wurden zum Teil Steckverbindungen und Verspannungen, ergänzt durch lösbare Verschraubungen, verwendet. Temporäre Gründungen ergänzen das Gesamtkonzept.
Durch die modulare Konzeption können die Erschließungskonzepte den jeweiligen örtlichen Randbedingungen angepasst werden. Die Strom- und Medienversorgung erfolgt über Steckverbindungen von Modul zu Modul.
Das Bausystem wurde bisher nicht nur als temporärer Schulersatzbau, sondern auch als Mobi-Office, z. B. an der TU Darmstadt, umgesetzt. Insgesamt wurden bisher 25 Projekte realisiert, drei davon bereits demontiert und neu aufgebaut. Das Mobi-Space-Konzept zeigt, wie modulares, industrielles Bauen mit hoher architektonischer Qualität realisiert werden kann.

Mobi-Space - a modular, re-usable timber construction system
The construction system Mobi-Space was originally developed as Mobi-Sku:l to offer school communities an attractive replacement building with high energetic and spatial quality during renovation periods of their school facilities. The essential requirements are a short erection time, ability of non-destructive demolition, an energetic standard above regulations and an adequat noise- and fire protection. The system exists out of 54 m2 big modules, created from highly prefabricated timber frame elements. Taking into account a number cycles of erection and demolition design special attention was allocated to horizontal load distribution and spatial stiffening. Special plug connections and tensioning elements are used, combined with solvable screw connections. Temporary foundations complete the system.
Based on the modular conception the configuration of the modules can be adapted to the local requirements. Electrical- and media supply are also solved with plug-in connections.
The concept is not only realised as school replacement buildings, but as Mobi-Office also as office solutions, e. g. at TU Darmstadt. In between 25 projects were realized, three of them were demolished and erected again.
The Mobi-Space concept proofs, how modular and industrial construction is feasible even with high architectural quality.

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Wolter, H.Die Berechnung des in der Kraftebene gekr√ľmmten Tr√§gers.Bautechnik6/1967199-202

Abstract

Die Anwendung der technischen Biegelehre auf gekrümmte Träger, z.B. Leimbinder im Holzbau. Mit gewissen Abweichungen beim Spannungsbild und bei der Berechnung von statisch unbestimmten Systemen sind die bekannten Beziehungen vom geraden Träger auch auf gekrümmte übertragbar.

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Zeller, JoachimRechnerische Herleitung der vom Wind verursachten Kräfte auf Luftdichtheitsbahnen und VerklebungenBauphysik5/2014243-248Fachthemen

Abstract

Bei Außenbauteilen in Holzbauweise werden häufig Bahnen als Dampfbremse und Luftdichtheitsbahn eingesetzt. Druckunterschiede zwischen innen und außen können diese Bahnen belasten. Gleichermaßen werden auch die Verklebungen an Überlappungen zwischen den Bahnen belastet. Es stellt sich die Frage, wie groß die Kräfte auf die Verklebungen sind.
In der Literatur findet man für ein Beispiel die Antwort. Dabei wurden mittels einer Berechnung mit finiten Elementen die Kräfte ermittelt. Interessant wäre es nun zu wissen, wie sich eine Änderung der Randbedingungen, z. B. der Windgeschwindigkeit, auf das Ergebnis auswirkt.
Im zweidimensionalen Fall ist eine Berechnung mit finiten Elementen nicht erforderlich. Vielmehr können Lösungen durch ein einfaches iteratives Verfahren mittels Tabellenkalkulation gefunden werden. Falls die Luftdichtungsbahn im unbelasteten Zustand ohne Durchhang und ohne Spannung verlegt ist, lässt sich sogar eine Formel angeben, die direkt die Berechnung der maßgeblichen Kräfte erlaubt.

Calculating the wind-induced forces on airtightness membranes and their seals.
Where external structural elements are made of wood, membranes are often employed as barriers to water vapour and air. Differences between external and internal air pressure may exert load forces on these membranes and also on the bonded overlaps. How can the magnitude of these forces on the seals be established?
For a particular set example answers can be found in the literature. The forces in this examples have been calculated using finite elements. Yet it would be interesting to know how a change in boundary conditions, such as wind speed, impacts on the results.
For two-dimensional analysis, it is not necessary to use finite elements. Instead, results can be calculated using a spreadsheet employing a simple iterative procedure. If the airtightness membrane is laid with no tension or sag, a formula can be input with which to calculate the key forces in operation.

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Zerbst, David; Baensch, Franziska; Pfriem, Alexander; Niemz, PeterVisko-elastisches Verhalten von Holz-Klebstoff-Verbindungen unter zyklischer Zug-Druck-BelastungBautechnik11/2016795-800Aufsätze

Abstract

In dieser Arbeit wurde ein Prüfverfahren angewendet, das statische, zyklische Belastung von Klebstofffugen infolge Quellen und Schwinden des Holzes simuliert und plastische Verformungen im niedrigen Lastbereich aufzeigt. Es wurde das elastische Verhalten von Zugscher-Prüfkörpern, welche aus Buchenholz verklebt mit drei verschiedenen Holz-Klebstoffarten (MUF, PRF, PUR) hergestellt wurden, unter zyklischer Zug- und Druck-Belastung untersucht und die Verlust- und Speicherenergie ausgewertet. Alle getesteten Verklebungen wiesen bereits bei sehr niedrigem Lastniveau von 3 MPa viskose Anteile auf, die mit höherer Last zunahmen. Für die PRF-Verklebung wurde bei der Laststufe von 7 MPa ein elastischeres Verhalten beobachtet als für die übrigen Verklebungen. Die für die PUR-Verklebung erfasste ansteigende Verlustenergie deutet auf eine Aufweichung der Klebstofffuge hin.

Visco-elastic behavior of bonded wood under cyclic tensile and compression loading
In the present contribution, a test method is used to simulate the static, cyclic loading of adhesive joints due to swelling and shrinking of the wood and to demonstrate the plastic deformation in the low load range. For tensile shear specimens prepared from beech wood and bonded with three different adhesives (MUF, PRF, PUR), the elastic behavior under cyclic tensile and compression loading was investigated and the loss and storage of energy was determined. All tested adhesives showed viscose parts even at a very low load level of 3 MPa. At a load level of 7 MPa, the PRF joints revealed a more elastic behavior than the other. The increased loss energy determined for the PUR bonding indicates a softening of the adhesive joint.

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