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Sobek, W.; Hinz, H.; Winterstetter, T.Das Dachtragwerk des neuen Betriebsrestaurants der Firma Trumpf in DitzingenBautechnik6/2010339-342Berichte

Abstract

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Slavik, Ju. Ju.; Turkowsky, S. W.; Rug, W.; Kreißig, W.Montierbare Verbindungen in Holzkonstruktionen mit schräg eingeklebten Stäben.Bautechnik4/1993212-217Fachthemen

Abstract

Verbindungen mit eingeklebten Stahlstäben gehören heute schon fast zum Stand der Technik im Holzbau, lassen sich doch im Hinblick auf das Trag- und Verformungsverhalten sehr leistungsfähige Verbindungen herstellen (s. auch (1) und (2)). Die erreichbaren Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte von Verbindungen mit eingeklebten Stäben sind höher als traditionelle Verbindungen mit Bolzen, Schrauben oder Nägeln.

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Simon, Antje; Koch, Johannes; Jahreis, Markus G.; Arndt, Ralf W.Moderne Holzbr√ľcken planen, bauen, erhalten - Teil 2: Bauausf√ľhrung und ErhaltungBautechnik2/202092-99Berichte

Abstract

Bisher gab es für den Bau von Holzbrücken nur unzureichende Vorgaben in den nationalen und europäischen Regelwerken, woraus für den Holzbrückenbau ein erheblicher Wettbewerbsnachteil entstand. An der Fachhochschule Erfurt wurde daher das Forschungsprojekt “Protected Timber Bridges (ProTimB)” initiiert. Ziel dieses Projekts war es, einheitliche Richtlinien für den Entwurf, die Baudurchführung und die Erhaltung geschützter Holzbrücken in Anlehnung an die für die anderen Baustoffe anerkannten Regelwerke zu erarbeiten.
Der erste Teil des Beitrags gibt einen Überblick über die Inhalte des gesamten Forschungsvorhabens und erläutert die neuen Richtlinien für den Entwurf. Der vorliegende zweite Teil fokussiert auf die Bauausführung und die Überwachung, Wartung und Prüfung geschützter Holzbrücken. Damit werden alle Phasen von der Planung über den Bau bis zur Erhaltung einer Holzbrücke ganzheitlich unter den Aspekten der größtmöglichen Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit betrachtet.
Für die Bauausführung wurden “Empfehlungen für Technische Vertragsbedingungen für Holzbrücken - ETV-HolzBr” erarbeitet. Die ETV-HolzBr definieren Anforderungen an das zu verwendende Material sowie an den Holz- und Korrosionsschutz. Der Schwerpunkt liegt in der Zusammenstellung von Vertragsbedingungen für Herstellung, Transport, Lagerung, Lieferung und Montage von Holzbrücken. Ergänzend sind Hinweise zum Bau von Holz-Beton-Verbund- und Grünbrücken aus Holz enthalten.
Zum Thema “Erhaltung” entstanden Musterhandbücher für die Wartung und Prüfung von Holzbrücken, Empfehlungen für die Durchführung einer objektbezogenen Schadensanalyse sowie ein Konzept für einen Weiterbildungslehrgang für das Bauwerksprüfpersonal.

Design, construction and maintenance of modern timber bridges - part 2: construction and maintenance
German and European guidelines contain only insufficient regulations for timber bridges. That lack causes a considerable competitive disadvantage for the construction of timber bridges. Therefore, the research project “Protected Timber Bridges (ProTimB)” has been initiated at the University of Applied Sciences Erfurt. The project aimed to develop unified guidelines for the design, construction and maintenance of protected timber bridges in line with the approved set of rules for engineered structures consisting of other materials.
The first part of the article presents the content of the whole research project and discusses the new guidelines for the design. The second part focuses on the construction, quality control, maintenance and inspection of protected timber bridges. Thereby, the whole life cycle of a timber bridge will be investigated holistically considering maximum durability and high cost-effectiveness.
“Recommendations for technical contractual terms for timber bridges - ETV-HolzBr” have been developed for the construction. That set of rules defines demands on material as well as protection measures for timber and against corrosion. A summary of contractual terms for the production, transport, delivery and assembly of timber bridges represents the main content. Information about the construction of timber-concrete-composite and wildlife bridges complete the regulations.
Concerning the maintenance topic, sample handbooks for maintenance and inspection, recommendations for the analysis of special defects and a further training course for bridge inspectors have been worked out.

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Simon, Antje; Jahreis, Markus G.; Koch, Johannes; Arndt, Ralf W.Moderne Holzbr√ľcken planen, bauen, erhalten - Teil 1: BauwerksentwurfBautechnik2/202085-91Berichte

Abstract

Die effiziente Planung und Errichtung dauerhafter Bauwerke wird durch die Anwendung von Regelwerken, die auf dem aktuellen Stand der Technik basieren, ermöglicht. Im Brückenbau stehen umfangreiche Richtlinien für Stahlbeton-, Spannbeton-, Stahl- und Stahl-Beton-Verbundbrücken zur Verfügung. Für Holzbrücken gilt das nicht. Für die materialgerechte Planung, den Bau, die Unterhaltung und die Prüfung von Holzbrücken fehlen Regelwerke. Um den daraus resultierenden erheblichen Wettbewerbsnachteil für den Holzbrückenbau aufzuheben, wurde an der Fachhochschule Erfurt das Forschungsvorhaben “Protected Timber Bridges (ProTimB)” initiiert. Ziel des Vorhabens war die Erarbeitung einheitlicher Richtlinien für den Entwurf, die Baudurchführung und die Erhaltung geschützter Holzbrücken in Anlehnung an die für die anderen Baustoffe anerkannten und eingeführten Regelwerke.
In zwei Beiträgen werden die wichtigsten Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens vorgestellt. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über die Inhalte des gesamten Projekts und präsentiert die neuen Richtlinien für den Entwurf geschützter Holzbrücken. Im Fokus stehen dabei die neuen Musterzeichnungen und Hinweise zum konstruktiven Holzschutz. Die neuen Richtlinien für den Entwurf geschützter Holzbrücken unterstützen zukünftig die planenden Ingenieure bei der Konstruktion langlebiger Brücken aus Holz und leisten damit einen Beitrag zur Renaissance des Holzbrückenbaus.

Design, construction and maintenance of modern timber bridges - part 1: design
Efficiency in planning and construction of durable structures is achieved by using regulations based on the current state of the art. In bridge construction, a comprehensive set of rules exists for bridges made of reinforced and prestressed concrete or of steel and steel-concrete-composites. For timber bridges, such rules are lacking. There are no regulations for the design, construction, maintenance and inspection of timber bridges. The research project “Protected Timber Bridges (ProTimB)” has been initiated at the University of Applied Sciences Erfurt to reduce the considerable competitive disadvantages for timber bridges. The project aimed at the development of a unified set of rules for the design, the construction and the maintenance of protected timber bridges according to the existing regulations for other materials.
Two articles are presenting the most important results of this project. The present article gives an overview over the content of the whole project und shows the new set of design rules for protected timber bridges. It focuses on the new sample drawings and the structural protection rules. The new design guidelines support the planning engineers to develop durable and sustainable timber bridges. They contribute to the renaissance of bridge construction using the great material timber.

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Sieder, Mike; Krecker, Tobias; Marsik, MichalArborTUM - Umsetzung eines historischen Tragsystems mit modernen Entwurfs- und Ausf√ľhrungsm√∂glichkeitenBautechnik4/2012275-280Berichte

Abstract

In einer interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Studenten der Architektur- und der Bauingenieurfakultät der Technischen Universität München entstand ein skulpturales Holzobjekt, bei dem das historische Tragprinzip des Hebelstabwerks durch die zukunftsweisende Möglichkeit des parametrischen Entwerfens umgesetzt und mithilfe moderner CNC-Holzbearbeitungstechnik ausgearbeitet wurde.

ArborTUM - Realization of a historic structural principle by the possibilities of modern design and processing technology.
Students of the faculty of architecture and civil engineering of the Technische Universität München created a sculptural timber object in an interdisciplinary cooperation. Thereby the historic structural principle of the selfsupporting-framework was realized by the forward-looking possibility of the parametric design and by modern CNC-wood processing technology.

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Sieber, Lars; Stroetmann, RichardZum Sprödbruch alter Baustähle - Teil 2: Eigenschaften und bruchmechanische Bewertung gelochter BauteileStahlbau8/2017682-693Fachthemen

Abstract

Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann zur Vollendung ihres 60. Lebensjahres gewidmet
Bei der Beurteilung der Sicherheit bestehender Konstruktionen aus Flussstahl und der Entscheidung über notwendige Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen ist der Nachweis ausreichender Werkstoffzähigkeit von wesentlicher Bedeutung. Die in DIN EN 1993-1-10 [1] geregelten Nachweise zur Beurteilung der Sprödbruchgefährdung wurden auf der Grundlage umfangreicher bruchmechanischer Untersuchungen entwickelt. Die Festlegung zulässiger Erzeugnisdicken für bestimmte Stahlsorten und Gütegruppen wurde für Schweißkonstruktionen aus Stählen nach DIN EN 10025 mit überwiegend hohen Zähigkeitswerten abgeleitet und in [1] tabelliert. Dieses vereinfachte Verfahren ist für alte Flussstahlkonstruktionen mit Lochschwächungen durch Niet- und Schraubenverbindungen nicht geeignet (vgl. [40]). In diesem Beitrag werden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zum Sprödbruchverhalten gelochter Bauteile aus alten Flussstählen vorgestellt, die im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben am Institut für Stahl- und Holzbau der TU Dresden und dessen Kooperationspartnern durchgeführt wurden (z. B. [2]). Im Teil 2 werden mechanische und metallografische Untersuchungen im Bereich gestanzter Löcher und gescherter Bauteilkanten beschrieben, deren Ergebnisse für das Anrissverhalten quasi-statisch beanspruchter Bauteile von Bedeutung sind. Nach einer kurzen Einführung in Grundlagen zum bruchmechanischen Nachweis werden analytische Modelle zur Bestimmung des Spannungsintensitätsfaktors KI an Rissen angegeben und auf die speziellen Belange von Anschlüssen mit Lasteinleitungen über Niete und Schrauben angepasst. Auf der Basis umfangreicher Parameterstudien durch FEM-Berechnungen an Winkelprofilen mit unterschiedlichen Querschnitten und Anschlusskonfigurationen erfolgt eine Anpassung der K-Faktor-Lösungen. Es folgen Beispiele zur Bewertung der Sprödbruchgefährdung unter Ansatz der Werkstoffzähigkeit aus Teil 1 des Beitrags [40].

About brittle fracture old mild steels - Part 2: Crack initiation and fracture-mechanical evaluation of components with holes.
In the safety assessment of existing structures made of old mild steel and for the decision on necessary repair and reinforcement measures, the verification of sufficient material toughness is essential. The assessment methods to avoid brittle failure in DIN EN 1993-1-10 [1] were developed based on extensive fracture mechanics investigations. The determination of permissible element thickness for certain steel grades was derived and tabulated for welding constructions made of steels according to DIN EN 10025 with generally high toughness. This method is not suitable for mild steel structures with holes for riveted or bolted joints (see [40]). In this article, experimental, analytical and numerical studies of the brittle fracture behavior of structures with holes made of old mild steels are presented. The results were carried out through various research projects at the Institute for Steel and Timber Construction of the TU Dresden and its cooperation partners (see, e. g. [2]). Part 2 describes mechanical and metallographic investigations in the area of punched holes and sheared edges of structural elements, the results of which are important for the cracking behavior of quasi-statically stressed components. After a brief introduction in the basics of fracture mechanics, analytical models for the determination of the stress intensity factor KI on cracks are given and adapted to the special requirements of connections with load application via rivets and bolts. On the basis of extensive parameter studies by FEM calculations on angle profiles with different cross-sections and connection configurations, the K-factor solutions are adapted. Finally, examples for the assessment of the brittle fracture with the material toughness from Part 1 of the article [40] are presented.

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Sieber, Lars; Stroetmann, RichardZum Sprödbruch alter Baustähle - Teil 1: Vorhandene Bewertungsmethoden und Bruchzähigkeit von FlussstählenStahlbau12/2016853-861Fachthemen

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Bei der Beurteilung der Sicherheit bestehender Konstruktionen aus Flussstahl und der Entscheidung über notwendige Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen ist der Nachweis ausreichender Werkstoffzähigkeit von wesentlicher Bedeutung. Die in DIN EN 1993-1-10 [1] geregelten Nachweise wurden auf der Grundlage umfangreicher bruchmechanischer Untersuchungen entwickelt. Die Festlegung zulässiger Erzeugnisdicken für bestimmte Stahlsorten und Gütegruppen wurde für Schweißkonstruktionen aus Stählen nach DIN EN 10025 mit überwiegend hohen Zähigkeitswerten abgeleitet und in [1] tabelliert. Das vereinfachte Verfahren ist für alte Flussstahlkonstruktionen mit Lochschwächungen durch Niet- und Schraubenverbindungen nicht geeignet. In diesem Beitrag werden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zum Sprödbruchverhalten gelochter Bauteile aus alten Flussstählen vorgestellt, die im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben am Institut für Stahl- und Holzbau der TU Dresden und dessen Kooperationspartner durchgeführt wurden (s. z. B. [2]). Wesentlicher Bestandteil des Teil 1 sind die umfangreichen Werkstoffanalysen zur Ermittlung der bruchmechanischen Zähigkeit im spröd-duktilen Übergangsbereich nach dem Master-Curve-Konzept. Die Auswertungen belegen, dass in Abhängigkeit des Herstellungsverfahrens unterschiedliche Werkstoffgüten definiert werden können. Außerdem werden die neu gewonnenen Ergebnisse denen aus früheren Untersuchungen gegenübergestellt und existierende Korrelationen zur Kerbschlagzähigkeit in Bezug auf ihre Eignung für alte Baustähle geprüft.

About brittle fracture of old mild steels - Part 1: Existing assessment methods and fracture toughness of mild steels.
In the safety assessment of old mild steel structures the verification of sufficient material toughness is important for the decision on necessary repair and reinforcement measures. Based on extensive fracture mechanics investigations the assessment methods in DIN EN 1993-1-10 [1] were developed. The determination of permissible element thickness for certain steel grades was derived and tabulated for welded structures made of steels according to DIN EN 10025 with predominantly high toughness's. This simplified method is not suitable for mild steel structures with holes for riveted or bolted joints. In this article, experimental, analytical and numerical studies of the brittle fracture behavior of structures with holes made of old mild steel are presented. The results were carried out through various research projects at the Institut für Stahl- und Holzbau at the TU Dresden and its cooperation partners (see e. g. [2]). Extensive material analyses to determine the fracture toughness in the brittle-ductile transition region according to the Master Curve concept are the main topic of part 1 of this article. The evaluations confirm that different grades of steel can be defined depending on the manufacturing process. Additionally, the newly obtained results will be compared to those from previous studies and existing correlations of impact and fracture toughness are checked for their suitability for old mild steels.

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Schöne, W.Beurteilung von phenolharzverleimtem Brettschichtholz nach langjähriger Nutzungsdauer.Bautechnik2/1994104-113Fachthemen

Abstract

Brettschichtholz wurde auf dem Gebiet der ehemaligen DDR etwa seit 1960 hergestellt. Ausgangs des Jahres 1989 betrug der Bestand an verbautem Brettschichtholz etwa 300 000 m3. Für die Verleimung stand ausschließlich säurehärtendes Phenolformaldehydharz zur Verfügung. Die Säurehärtung führte zu dem Verdacht der Holzschädigung. Eine Untersuchung von Bohrkernen aus ausgewählten, inzwischen bis zu 30 Jahre alten Bauwerken soll Aufschluß über den gegenwärtigen Zustand der Phenolharz-Verleimungen geben. Hierzu werden die Scherfestigkeit und die Querzugfestigkeit der Leimfugen geprüft. Der Vergleich mit früheren, an neuem Holz und frischen Verleimungen gewonnenen Versuchsergebnissen zeigt, daß ein signifikanter Festigkeitsabfall nicht eingetreten ist.

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Sch√∂ne, W.Verfahren zur zerst√∂rungsfreien Pr√ľfung von Brettschichtholz.Bautechnik4/1993192-211Fachthemen

Abstract

Die Biegefestigkeit von Brettschichtholz kann zerstörungsfrei abgeschätzt werden, indem Zusammenhänge zwischen signifikanten Einflußgrößen, wie Elastizitätsmodul, Rohdichte, Ästigkeit, Keilzinkenverschwächung, und der Zielgröße quantifiziert werden. Die statistische Aufbereitung vorhandenen Datenmaterials bildet die Voraussetzung hierfür. Stichproben müssen nach dem Hersteller sowie nach dem Ausgangspunkt des Bruches (Keilzinkenversagen, Holz- oder Astversagen) unterschieden werden. Die Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung werden erläutert. Vergleichende Versuche mit zerstörungsfreien und zerstörenden Methoden dienen der Ableitung von multiplen, linearen Regressionsgleichungen. Korrekturfaktoren zur Berücksichtigung weiterer Einflußfaktoren, wie Holzfeuchte, Lagenanzahl, Trägerhöhe und Keilzinkenversatz, ergänzen diese Gleichungen. Eine Prüfrichtlinie für die Anwendung im Rahmen der betrieblichen Qualitätssicherung wurde erarbeitet.

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Schäfers, Martin; Seim, WernerGeklebte Verbundbauteile aus Holz und hoch- bzw. ultrahochfesten BetonenBautechnik3/2011165-176Fachthemen

Abstract

Das primäre Ziel der vorliegenden Untersuchungen besteht darin, wesentliche Grundlagen für die Bemessung biegebeanspruchter Verbundbauteile aus Holz und hochfesten bzw. ultrahochfesten Betonen (UHPC) mit geklebtem Verbund zu ermitteln. Weiterhin wird ein Testverfahren für die experimentelle Untersuchung der Verbundfestigkeit geklebter Holz-Beton-Verbunde vorgeschlagen. Es werden zwei mechanische Modelle zur Beschreibung des Verbundverhaltens vorgestellt. Neben der Theorie des Verschieblichen Verbunds, die bereits 1953 von Volkersen hergeleitet wurde, wird in diesem Zusammenhang die linear elastische Bruchmechanik (LEBM) herangezogen. Der Versuchsaufbau und die wesentlichen Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen werden vorgestellt. Die Verbundversuche belegen, dass das Verbundversagen in den meisten Fällen im Holz, nahe der Klebfuge auftritt. Auf der Grundlage der Verbundversuche wird ein Vorschlag für die Bemessung biegebeanspruchter Bauteile angegeben. Dieser wird mit Hilfe zweier Vierpunkt-Biegeversuche im Bauteilformat validiert.

Bonded Timber-Concrete-Composite Structures with high- resp. ultrahigh performance Concretes.
The main ambition of the present investigations is to develop the basic information for the design of adhesive bonded composite members from timber and UHPC. Furthermore, a standard test setup for the experimental determination of the bond strength of timber-concrete composites will be derived. Two mechanical models for the description of the bond behaviour will be documented. The theory of the compliant bond, which was already introduced by Volkersen in 1953 and the linear elastic fracture mechanics (LEFM) are possible approaches for this purpose. The setup and the main results from experimental investigations on the bond behavior will be presented. It is found that the bonding failure occurs in timber close to the bond-line in most cases. In general, the ultimate loads can be estimated by Volkersen’s theory. On the basis of the bond investigations, recommendations for the design of bending members are given. These recommendations are validated by two full-scale bending tests. Additional strain- and deformation-measurements proved, that the assumptions which were taken for the design of bending members are sound.

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Schwind, W.Das Fernrohr in den AlpenBautechnik5/2010254-258Fachthemen

Abstract

In den Jahren 2007/2008 entstand im deutschen Alpenraum ein Museumsbau außergewöhnlichen Formats. Ein auf einer einzelnen Stütze stehendes Bauwerk von 34 m Länge ragt etwa 7 m über eine Felskante hinaus, so dass ein ungehinderter Blick auf das 1300 m tiefer gelegene Mittenwald ermöglich wird. Dieser Beitrag beschreibt Konzeption, Tragwerksplanung und Bauausführung für ein Bauwerk, das in einer für deutsche Verhältnisse ungewöhnlichen Umgebung unter ungewöhnlichen Witterungs- und Arbeitsverhältnissen errichtet wurde.

The telescope in the Alps
During 2007/2008 an extraordinary building structure was erected which serves as a museum in the German Alps. A building supported on only one column being 34 meters long and cantilevers 7 meters from the edge of the mountain top. This construction enables the visitor to overlook freely the town and landscapes of Mittenwald 1300 meters beneath. This paper describes the conception, the planning of structural framework and the construction itself concerning a building in an unusual environment and under exceptional weather and working conditions.

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Schwar, A.Das Tragverhalten von beanspruchten Brettsperrholzplatten unter dem Einfluß streuender Jahrringorientierungen der QuerlagenBautechnik1/200656-61Fachthemen

Abstract

Bei Beanspruchungen rechtwinklig zur Plattenebene treten unter bestimmten Bedingungen (kleine Stützweiten, kurze Distanzen zwischen Auflager und Krafteinleitung, etc.) hohe Rollschubbeanspruchungen in den querorientierten Brettlagen auf. Das Verformungs- und Versagensverhalten der gesamten Brettsperrholzplatte ist somit stark von den Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften der querorientierten Brettlage abhängig, welche wiederum durch Rohdichte, Imperfektionen (zB. ste, Risse) sowie die unterschiedlichen Jahrringorientierungen der einzelnen Bretter beeinflußt werden. In diesem Aufsatz wird eine FE-Simulation vorgestellt, welche es erlaubt, die bis zum vollständigen Versagen der Platte nacheinander auftretenden Brüche lokal zu identifizieren. Zur Beschreibung der unterschiedlichen Jahrringorientierungen werden hierbei probabilistische Eingangsgrößen verwendet. Die berechneten globalen Last-Verschiebungskurven werden anschließend mit denen aus Bauteilversuchen in Originalgröße verglichen und diskutiert. Ein Verstehen der sukzessiven Bruchabfolge bei Beanspruchung rechtwinklig zur Plattenebene ermöglicht gezielte Konstruktionsverbesserungen.

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Schwar, A.Mazeration als Erscheinungsform chemischer Korrosion an verbautem Holz - Auslösende Faktoren, MechanismenBautechnik7/2000478-483Fachthemen

Abstract

Im vorliegenden Beitrag werden anhand von zwei Fallbeispielen und allgemeinen Betrachtungen Bedingungen und Mechanismen der Mazeration als eine Erscheinungsform der chemischen Korrosion behandelt. Beschrieben werden Erscheinungsbild, Ursachen und Mechanismen der Mazaration bei flamm- und holzschutzmittelbehandelten Hölzern eines Dachstuhles sowie bei durch Laugebehandlung geschädigete Fensterflügel eines ehemaligen Garnisonslazaretts.

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Schulze, H.Entwicklungen im mitteleuropäischen Holzhausbau in der ersten Hälfte des 20. JahrhundertsBautechnik8/1998576-582Fachthemen

Abstract

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelte sich neben vielen anderen Bauweisen der Holzhausbau vom traditionellen Blockhaus- und Fachwerkbau zu den vielfältigen Sparbauweisen des Holztafel- und Gerippebaus, aus denen viele der heutigen Fertighauskonstruktionen hervorgegangen sind. Ökonomische und politische Zwänge führten zwischen 1935 und 1950 zu einer überproportionalen Entwicklung und Perfektionierung des Barackenbaus, die trotz aller Mängel viele Ansätze für ein sparsames Bauen und eine rationelle (Vor)fertigung bieten.

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Schulze, H.Dampfsperren in Holzaußenbauteilen - Erfordernis und RisikoBauphysik6/1996175-183Fachthemen

Abstract

Am Beispiel mehrerer ausgewählter Wand- und Dachquerschnitte wird rechnerisch sowie mit Meßergebnissen von Austrocknungsversuchen gezeigt, daß die Austrocknungskapazität eines Bauteilquerschnitts bei ausgenommener außenplanmäßiger Feuchte und damit seine feuchtetechnische Robustheit stark von der Dampfsperre beeinflußt wird. Und zwar wird die Empfindlichkeit des Bauteils gegenüber ungewollter Feuchte mit wachsender dampfsperrender Wirkung der Dampfsperre größer. Im Extremfall, d. h. bei Holzbauteilen mit beidseitig dampfdichter Abdeckung, liegt ein hohes Gefahrenpotential vor.

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Schrank, R.Die Leipziger Bundwand - Berechnung und Bemessung einer historischen VerbundkonstruktionBautechnik10/2002676-683Fachthemen

Abstract

Bundwände dienen dem vertikalen Lastabtrag in der Mehrzahl der historischen Gebäude im mitteldeutschen Raum, insbesondere in der Leipziger Region. Im Zuge derzeitiger Sanierungsmaßnahmen stellt sich oft die Frage nach der Tragfähigkeit dieser Verbundkonstruktion aus Mauerwerk und Holz. Separate Nachweise für den Mauerwerks- und Holzbau (DIN 1053/EC 6, DIN 1052/EC 5) berücksichtigen nicht den Verbund beider Komponenten und schlagen in der Praxis oft fehl, was im schlimmsten Fall bis zum Abriß ganzer Gebäude führt. Die Beachtung der Verbundwirkung ermöglicht eine realistische Einschätzung des Tragverhaltens und eine wirtschaftlichere Nachweisführung. Ausgehend von der Tragwirkung der Konstruktion wird nachfolgend ein Berechnungsmodell auf Grundlage der Finite-Elemente-Methode vorgestellt und an einem in-situ durchgeführten Belastungsversuch verifiziert. Auf Grundlage der möglichen Grenzzustände für die Tragfähigkeit der Verbundkonstruktion wird abschließend ein Bemessungsvorschlag umrissen.

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Scholz, A.Eigenspannungszustände an Verbundquerschnitten infolge von Dehnungsunterschieden. Anwendung eines neueren Rechenverfahrens auf einen bewährten LösungsansatzBautechnik3/2004180-188Fachthemen

Abstract

An Verbundquerschnitten verursachen unterschiedliche Dehnungsänderungen der Teilquerschnitte, wie sie infolge ungleichen Schwindens oder durch voneinander abweichende Temperaturdehnungen auftreten können, Eigenspannungszustände. Gerade im Falle des nachgiebigen Verbundes ist die rechnerische Erfassung dieser Zustände eine anspruchsvolle Ingenieuraufgabe. Es wird die Anwendung eines neueren Rechenverfahrens, der so genannten Schubanalogie, auf ein bewährtes Gedankenmodell zur Lösung der Problematik am Beispiel eines zweiteiligen Verbundquerschnitts gezeigt. Ergänzend werden die numerisch ermittelten Ergebnisse mit der analytischen Lösung verglichen, sowie die Entsprechung der Ergebnisse belegt.

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Schnider, Thomas; Niemz, Peter; Steiger, Benjamin; von Arx, UrsUntersuchungen zum Versagen von Klebfugen unter klimatischer LangzeitbeanspruchungBauphysik1/201127-32Fachthemen

Abstract

An Klebverbindungen werden im Konstruktiven Holzbau hohe Anforderungen hinsichtlich Güte und Dauerhaftigkeit gestellt. Mit 1-K PUR, MUF und PRF verklebte Lamellen aus Rotbuche und Fichte wurden einer Freibewitterung, einer künstlichen Bewitterung und einem feucht-trocken Wechselklima ausgesetzt. Nach einer abgestuften Behandlungsdauer wurden die Zugscherfestigkeit sowie die Schalllaufzeit senkrecht zur Klebfuge und die Eigenfrequenz bei Biegeschwingungen bestimmt. Ergänzend wurde die Delaminierungsbeständigkeit an Brettschichtholz aus Fichte nach DIN EN 302-2 durchgeführt. Im untersuchten Behandlungszeitraum wurde bei allen Proben keine erkennbare Delaminierung festgestellt. Ein Zusammenhang zwischen Behandlungsdauer und Zugscherfestigkeit konnte nicht nachgewiesen werden. Ebenso bestand keine gesicherte Korrelation zwischen der Zugscherfestigkeit und der Schalllaufzeit sowie der Eigenfrequenz.

Investigations on the failure of bond lines under long-term climatic stress.
With 1-K PUR, MUF and PRF parallel to the grain glued lamellas of spruce and beech were exposed to different climatic loads (natural and artificial weathering, controlled alternating moist-dry climate). All adhesives are approved for use in timber construction. After shortening the weathering duration running time of ultrasonic, vertical to the bonding layer and tensile shear strength were measured. In addition, delamination tests of glued spruce wood were carried out according to DIN EN 302-2. Investigation of the samples after the test period revealed no signs of delamination. No correlation was verified between the number of cycles and tensile shear strength and NDT methods.

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Schneider, U.; Oswald, M.Brandrisiko in Wohngebäuden unterschiedlicher Bauart, Teil 2Bauphysik4/2003177-186Fachthemen

Abstract

Die aktuelle Musterbauordnung vom Oktober 2002 sieht die Gleichstellung tragender Baukonstruktionen in der neuen Gebäudeklasse 4 vor, d. h. bis zu einer Gebäudehöhe von 13 m dürfen diese Konstruktionen in Massivbauweise oder Holzbauweise errichtet werden. Aufgrund des damit verbundenen erhöhten Brandrisikos im Geschoßwohnbau wurde die Erarbeitung einer Muster-Holzbaurichtlinie mit neuen Konstruktionsvorschriften für den mehrgeschossigen Holzwohnbau notwendig. Damit sollen die bestehenden Schwachstellen im Geschoßwohnbau beseitigt werden. Daß diese Vorgehensweise dringend erforderlich ist, haben die vorliegenden Untersuchungen an bestehenden Gebäuden bestätigt. Die vorgestellten Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das Risikopotential durch das Ereignis "Brand" im Wohnbau in starker Abhängigkeit von der Art der Bauweise steht. Die Möglichkeit der gestalterischen Freiheit, die Planern und Bauherren mit den neueren Entwicklungen in den Rechtsgrundlagen geboten werden, erfordern verantwortungsbewußte Planung, um nicht ein Absinken des Sicherheitsniveaus zu riskieren. Die Verwendung von brennbaren Stoffen in mehrgeschossigen tragenden Gebäudekonstruktionen erfordert die Betrachtung der Tragfähigkeit des Gesamtsystems und nicht der Brandwiderstandsdauer einzelner Bauteile. Dies betrifft vor allem den Mehrgeschoßbau, da das Versagen einzelner Bauelemente und deren Verbindungen katastrophale Folgen für das gesamte Gebäude haben kann. Die gültigen Normen DIN 4102 und ÖNORM B 3800 sowie die betreffenden Eurocodes berücksichtigen bereits weitgehend, daß Bauteile nicht isoliert betrachtet werden dürfen. Dazu sind grundlegende Kenntnisse über den Brandschutz erforderlich, insbesondere sind die konstruktiven Schwachpunkte wie Anschlüsse und Verbindungen zu beachten und zu bewerten.

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Schneider, U.; Oswald, M.Brandrisiko in Wohngebäuden unterschiedlicher Art, Teil 1Bauphysik3/2003122-130Fachthemen

Abstract

Die aktuelle Musterbauordnung vom Oktober 2002 sieht die Gleichstellung tragender Baukonstruktionen in der neuen Gebäudeklasse 4 vor, d. h. bis zu einer Gebäudehöhe von 13 m dürfen diese Konstruktionen in Massivbauweise oder Holzbauweise errichtet werden. Aufgrund des damit verbundenen erhöhten Brandrisikos im Geschoßwohnbau wurde die Erarbeitung einer Muster-Holzbaurichtlinie mit neuen Konstruktionsvorschriften für den mehrgeschossigen Holzwohnbau notwendig. Damit sollen die bestehenden Schwachstellen im Geschoßwohnbau beseitigt werden. Daß diese Vorgehensweise dringend erforderlich ist, haben die vorliegenden Untersuchungen an bestehenden Gebäuden bestätigt. Die vorgestellten Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das Risikopotential durch das Ereignis "Brand" im Wohnbau in starker Abhängigkeit von der Art der Bauweise steht. Die Möglichkeit der gestalterischen Freiheit, die Planern und Bauherren mit den neueren Entwicklungen in den Rechtsgrundlagen geboten werden, erfordern verantwortungsbewußte Planung, um nicht ein Absinken des Sicherheitsniveaus zu riskieren. Die Verwendung von brennbaren Stoffen in mehrgeschossigen tragenden Gebäudekonstruktionen erfordert die Betrachtung der Tragfähigkeit des Gesamtsystems und nicht der Brandwiderstandsdauer einzelner Bauteile. Dies betrifft vor allem den Mehrgeschoßbau, da das Versagen einzelner Bauelemente und deren Verbindungen katastrophale Folgen für das gesamte Gebäude haben kann. Die gültigen Normen DIN 4102 und ÖNORM B 3800 sowie die betreffenden Eurocodes berücksichtigen bereits weitgehend, daß Bauteile nicht isoliert betrachtet werden dürfen. Dazu sind grundlegende Kenntnisse über den Brandschutz erforderlich, insbesondere sind die konstruktiven Schwachpunkte wie Anschlüsse und Verbindungen zu beachten und zu bewerten.

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Schmidt, Tobias; Bla√ü, Hans JoachimDissipative Stahlblechverbindungen f√ľr aussteifende Wandscheiben aus BrettsperrholzBautechnik11/2017790-803Aufs√§tze

Abstract

Verglichen mit anderen Holzbausystemen sind Brettsperrholzelemente aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften besonders geeignet, um Einwirkungen in Scheibenebene abzutragen und damit Gebäude auszusteifen. Die Duktilität und Energiedissipation einer Tragstruktur aus Brettsperrholz ergibt sich primär aus den mechanischen Eigenschaften der Verbindungsmittel. Üblicherweise kommen stiftförmige metallische Verbindungsmittel wie Nägel, Schrauben und Klammern zum Einsatz. Die Dissipationsfähigkeit dieser Verbindungen bei zyklischer Beanspruchung nimmt bereits bei geringer Zyklenanzahl signifikant ab. Für Erdbebeneinwirkungen sind jedoch Verbindungen wünschenswert, die ähnlich wie reine Stahlverbindungen über nahezu konstante Hystereseeigenschaften verfügen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden neuartige Stahlblechverbindungen entwickelt, wissenschaftlich untersucht und Gleichungen zur Bemessung sowie konstruktive Regeln hergeleitet. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der experimentellen, numerischen und analytischen Untersuchungen vorgestellt.
Das Anordnen einer Lücke im Verbindungsnahbereich ermöglicht es, das Last-Verschiebungsverhalten der Stahlblech-Holzverbindung so zu beeinflussen, dass eine hochduktile, robuste und kostengünstige Verbindung entsteht, die stabile Hystereseeigenschaften aufweist.

Dissipative steel plate connections for CLT diaphragms
Due to their high shear strength and stiffness, cross laminated timber (CLT) members are especially suited for in-plane loads. The ductility and energy dissipation capacity of a CLT structure is mainly determined by the number and properties of the mechanical connections. Presently, the required energy dissipation capacity for earthquake loading is often achieved by metallic dowel-type fasteners loaded beyond their yield load. The load-slip curves for connections with laterally loaded dowel-type fasteners show pinched hysteresis loops under cyclic loads. Additionally, the achieved load at a certain displacement decreases under repeated loading - impairment of strength. For seismic loads, however, connections with stable load-slip behaviour and high energy dissipation under repeated loading are needed. In this contribution experimental, numerical and analytical investigations of newly developed dissipative steel plate-to-timber connections are presented.
For the dissipative shear wall joints the typical pinching and impairment of strength of hysteresis loops could nearly completely be avoided by arranging a gap between the CLT members around the steel plate fastener. Dissipative joints for shear walls using steel plate fasteners have a simple geometry and are easy to manufacture and hence constitute an economic and robust solution.

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Schmidt, J.; Schneider, W.; Thiele, R.; Kaliske, M.Bemessungsvorschlag f√ľr Holz/Beton-Verbundbalken unter Beachtung abgestufter Verbindungsmittelabst√§ndeBautechnik3/2004172-179Fachthemen

Abstract

Die Abstände der Verbindungsmittel von Holz/Beton-Verbundbalken werden im allgemeinen vorrangig aus Kostengründen entsprechend dem Querkraftverlauf abgestuft. Das Tragvermögen gemäß Bemessungsgrundlagen nach DIN 1052 bzw. EC 5 mit linear ermittelten Schnittgrößen (Näherungsverfahren/Gamma-Verfahren) wird gegenüber Balken ohne die o. g. Abstufung deutlich reduziert. Da das tatsächliche Last-Verformungsverhalten jedoch deutliche Nichtlinearitäten aufweist und die Verbundsteifigkeit hinsichtlich des Tragvermögens nur einen geringen Einfluß besitzt, wird in diesem Beitrag der Einfluß der Abstufung der Verbindungsmittelabstände auf das Tragverhalten von Verbundbalken mittels nichtlinearer FE-Analysen untersucht. Im Ergebnis ist festzustellen, daß der Sicherheitsabstand zwischen Gebrauchslast gemäß E DIN 1052 und Versagenslastniveau mit zunehmendem Abstufungsgrad zunimmt, weil das tatsächliche Tragvermögen weniger - als durch das derzeitige Bemessungsmodell unterstellt - reduziert wird. Somit weisen also die Systeme, deren Verbinderabstände mehrmals abgestuft sind, den größten Sicherheitsabstand auf, könnten also noch wirtschaftlicher bemessen werden. Deshalb wird im Ergebnis der Untersuchungen ein neuer Bemessungsvorschlag unterbreitet und verifiziert, der die Nichtlinearitäten berücksichtigt, einen gleichmäßigen Sicherheitsabstand zum Versagenslastniveau gewährleistet und eine deutlich wirtschaftlichere Bemessung erlaubt.

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Schmidt, J.; Schneider, W.; Thiele, R.Tragverhalten von HolzverbundbalkenBautechnik11/2002727-736Fachthemen

Abstract

Das Verformungsverhalten von Holz-Verbundträgern kann im linear-elastischen Bereich durch die Lösung der Differentialgleichung oder mittels Näherungsverfahren (Differenzenmethode, Gamma-Verfahren) berechnet werden. Das ? -Verfahren eignet sich vorwiegend für Belastungen mit parabel- oder sinusförmigem Momentenbild. Es werden FE-Modelle erstellt und die Lösungen der analytischen Verfahren mit den Ergebnissen des linearen FE-Modells verglichen. Im zweiten Schritt wird das FE-Modell durch aus Versuchen bzw. FE-Analysen bekannte nichtlineare Dübelkennlinien und durch geeignete Materialmodelle erweitert, um Aussagen zum nichtlinearen Last-Verformungsverhalten und zur Traglast der Verbundkonstruktion machen zu können. Zur Verifizierung werden die Ergebnisse vorab getätigter Versuche im FE-Modell abgebildet und die Lösung mit den Versuchsergebnissen verglichen.

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Schmidt, J.; Lämmel, R.; Reuter, C.; Kaliske, M.Einfluß des Kriechens und des Betonschwindens auf das Tragverhalten von Holz/Beton-Verbundbalken - ein erweiterter Bemessungsvorschlag und dessen AnwendungsgrenzenBautechnik7/2005407-415Fachthemen

Abstract

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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Schmid, Volker; Yildiz, √ĖzkanZum konstruktiven Holzschutz mit hochelastischen Polyurethan-SpritzelastomerenBautechnik1/201415-22Aufs√§tze

Abstract

Architekten und Ingenieure sind zunehmend daran interessiert, eine moderne Formensprache auch für Holzkonstruktionen umzusetzen. Dabei erweisen sich die bewährten Maßnahmen zum konstruktiven Holzschutz, wie z. B. Dachüberstände, Verkleidungen und Verblechungen, häufig als hinderlich und bremsen so eine größere Verbreitung der Holzbauweise. In der Praxis wurde deshalb vereinzelt ein neues Holzschutzkonzept angewandt, das auf einer hochelastischen, 2 bis 3 mm dicken Sprühbeschichtung aus Polyurethan basiert. Dieses Schutzsystem wird seit 25 Jahren erfolgreich für Betonkonstruktionen eingesetzt. Die hervorragende Risseüberbrückungsfähigkeit der Polyurethan-Dickfilmbeschichtung, zusammen mit einer Dampfdurchlässigkeit von sd ≈ 1,8 m bei 2 bis 3 mm Dicke, prädestiniert sie auch zum Schutz moderner Holzbauteile. In einem Forschungsprojekt an der TU-Berlin wurde dieses Holzschutzkonzept nun erstmals wissenschaftlich an drei unterschiedlichen PUR-Beschichtungen auf verschiedenen Holzgründen wie Brettschichtholz, Brettsperrholz, OSB-Platte, mitteldichte Faserplatte und Furnierschichtholz untersucht. Dazu wurden an gealterten und ungealterten beschichteten Holzproben Zug- und Haftzugtests, Ermüdungstests und Auslagerungsversuche durchgeführt und anschließend die Wasserdichtigkeit geprüft. Des Weiteren wurden ein Fassadenelement im ETAG-Fassadenprüfstand sowie ein Wand-Traufe-Bauteil im Schlagregenversuchsstand getestet.

Highly elastic polyurethane coating with 2 to 3 mm thickness for constructive wood protection
Architects and engineers develop an increasing interest in sustainable timber structures with a contemporary and modern design. This aim is hampered by the established detailing of timber structures, which for example requires roof overhangs and steel sheet cladding to prevent the timber from weathering. In recent projects architects and engineers tried a new method of constructive wood protection to realize their modern design concepts: A 2 to 3 mm thick, highly elastic polyurethane coating is sprayed onto the wood. This coating is capable of bridging opening gaps, in the tests up to 5 mm in width, while remaining watertight. This type of water proofing is successfully employed on concrete for about 25 years. Its permeability for water vapour with an sd-value of about 1.8 m makes it well suited for timber structures. In a research project the Technische Universität Berlin investigated this new type of wood protection. Polyurethane coatings of three different manufacturers were tested on multiple substrates like gluelam, cross laminated timber, oriented strand board, medium density fibre board and laminated veneer lumber. Half of the test specimens were exposed to artificial weathering before the tests, the other half remained unweathered. Tests of the resistance to delamination were carried out as well as tensile and fatigue tests which were followed by tests assessing the water tightness. Some specimens were exposed to outside climate for two years and a full size facade element was tested in the EOTA facade testing stand.

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