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Bemessung im Holzbau: Kolloquium zu DIN 1052-neu und DIN 4102-22-neuBautechnik7/2004595Termine

Abstract

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Hartig, Jens; Namari, Siavash; Wehsener, J√∂rg; Haller, PeerBemessung und experimentelle Untersuchungen von eingeschlitzten Verbindungen mit GFK-Platten und Stabd√ľbeln f√ľr den IngenieurholzbauBautechnik11/2018775-786Aufs√§tze

Abstract

Holz ist für den Einsatz in Tragwerken unter korrosiven Bedingungen aufgrund seiner Korrosionbeständigkeit prädestiniert. Häufig stellen dabei jedoch Verbindungen aus Stahl eine Schwachstelle hinsichtlich der Dauerhaftigkeit dar. In diesem Beitrag wird eine Möglichkeit der Ausbildung von Verbindungen aus nichtmetallischen Werkstoffen in Form von glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) vorgestellt, die im Pultrusionsverfahren hergestellt werden und kommerziell verfügbar sind. Die GFK-Platten werden dabei in Schlitze im Holzquerschnitt eingebracht und mit Stabdübeln verbunden. Es wird ein Bemessungsmodell auf Grundlage des Eurocodes 5 und der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung der GFK-Platten entwickelt und anhand eines Bemessungsbeispiels verdeutlicht. Die Vorhersagen des Bemessungsmodells werden durch Traglastversuche an Trägern mit bauteilnahen Abmessungen überprüft und bestätigt. Es zeigt sich, dass mit den entwickelten Verbindungen ähnliche Trageigenschaften wie mit herkömmlichen eingeschlitzten Stahlverbindungen erreicht werden können. Ein Grund dafür ist das fehlende Lochspiel, das durch ein gleichzeitiges Bohren von Holz- und Plattenquerschnitt erreicht wird. Dies erzeugt im Vergleich zu Stahlverbindungen eine gleichmäßigere Belastung der Dübel und geringere Verformungen.

Static verification and experimental investigations on slotted connections with GRP plates and dowels for engineered timber structures
Timber is due to its corrosion resistance predestined for application in structures with corrosive climatic conditions. Often connections made of steel are, however, weaknesses for the durability. This contribution presents an option for the design of connections made of glass-fibre reinforced plastics (GRP), which are produced in a pultrusion process and are commercially available. Such GRP plates are positioned in slots in the timber element and are connected with dowels. A static verification model based on Eurocode 5 and the national technical approval of the GRP plates is developed and demonstrated based on a verification example. The prediction of the static verification was checked and confirmed by ultimate load tests on girders with dimensions close to practical applications. It is shown that with the developed connections similar load-bearing behavior like with common connections with slotted steel plates can be achieved. One reason is the missing hole clearance, which results from the simultaneous drilling of the timber and GRP elements. This leads to a more uniform loading of the dowels and less deformations compared to respective steel connections.

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Andreolli, Mauro; Tomasi, RobertoBemessung von Gebäuden in Brettsperrholzbauweise unter ErdbebenbeanspruchungBautechnik12/2016885-898Aufsätze

Abstract

Bei Brettsperrholz (BSP) handelt es sich um ein Massivholzprodukt, welches in Europa seit mehr als zehn Jahren erfolgreich hergestellt und verwendet wird. Die Vorteile in Bezug auf das Tragverhalten, einen konstruktionsbedingt schnelleren Bauablauf und zunehmende qualitative Anforderungen haben zu einer breiten Anwendung dieses Massivholzprodukts im Wohnungsbau geführt. In diesen Gebäuden erfolgt die Aussteifung gegenüber horizontal einwirkenden Kräften wie Wind und Erdbeben über die Wandscheiben der einzelnen Geschosse, wobei die auftretenden Kräfte (Schubfluss und abhebende Kräfte) mittels metallischen Verbindungsmitteln (Schubwinkel und Zuganker) in die Unterkonstruktion eingeleitet werden.
Der Einsatz von mechanischen Verbindungsmitteln wie Nägel und Schrauben in den Fugen (Wand-Wand und Wand-Decke) verleiht dem Gebäude ein in sich steifes Tragverhalten. In den folgenden Abschnitten wird das Grundkonzept für die Bemessung von BSP-Gebäuden gegenüber Horizontallasten veranschaulicht. Insbesondere wird auf das Tragverhalten der Anschlusssysteme und dabei auf die jüngsten Forschungsprojekte, die im Bereich der theoretischen und experimentellen Untersuchungen an der Universität Trient durchgeführt wurden, eingegangen. Die praktische Anwendung der durchgeführten Forschungsarbeiten wurde durch die Entwicklung eines Software-Tools für die Bemessung von mehrgeschossigen BSP-Gebäuden ermöglicht.

Design of CLT buildings under seismic actions
Cross-Laminated-Timber (CLT) is an engineered wood product that have been manufactured in Europe for more than ten years, and widely used throughout the continent, with good results in terms of structural behavior, building speed and quality housing. In CLT buildings, resistance to horizontal actions - wind and earthquakes - is entrusted to the wall panel and to metal connection systems to ensure the transfer of shear actions at the base of the wall and the tension actions causing the wall's rocking behavior. Moreover, metal connection systems are systematically adopted for joining the vertical and horizontal diaphragms to ensure a “box like” behavior. This paper illustrates the basic concept of the design under lateral load actions of CLT buildings, with special emphasis to the role of the connections systems, and reports some results of recent research projects, carried out at the University of Trento, by mean both theoretical and experimental investigations. On the basis of this research work accomplished in recent years, a process of technology transfer between research and practice resulted in the development of a software for the design of CLT multi-storey buildings.

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Schatz, T.Bemessung von Gewindestangenverst√§rkungen bei gekr√ľmmten Tr√§gern und SatteldachbindernBautechnik11/2000801-809Fachthemen

Abstract

Querzugbeanspruchungen greifen Holz an seiner schwachen Stelle an. Eine Gegenmaßnahme stellen Verstärkungen dar, beispielsweise in Form eingeleimter Gewindestangen aus Stahl. Nach umfangreichen Vorarbeiten während der letzten 25 Jahre besteht heute bezüglich Konstruktion und Berechnung solcher Sicherungsmaßnahmen eine große Übereinstimmung. Allerdings sind gerade bei der Bemessung noch Divergenzen beobachtbar. In dem vorliegenden Aufsatz werden die aktuellen Ansätze zur Bemessung einer Querzugbewehrung mit eingeleimten Gewindestangen in gekrümmten Trägern oder Satteldachbindern vereinheitlicht dargestellt und gegeneinander abgewogen. Auf dieser Grundlage werden dann Bemessungshilfen erarbeitet und die diesbezüglichen Regelungen im aktuellen Entwurf zur Neufassung der DIN 1052 vom Mai 2000 kritisch beleuchtet.

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Frangi, A.; Fontana, M.Bemessung von Holzdecken aus Hohlkastenelementen im BrandfallBauphysik4/2005217-227Fachthemen

Abstract

Der Beitrag stellt eine vereinfachte Berechnungsmethode zur Bemessung von Holzdecken aus Hohlkastenelementen bei Normbrandbeanspruchung vor. Die vereinfachte Berechnungsmethode orientiert sich an der vereinfachten Bemessungsmethode mit reduziertem Querschnitt für Holzbauteile im Brandfall gemäß Eurocode 5 und berücksichtigt zwei Brandphasen - vor und nach der vollständigen Verkohlung der unteren, direkt dem Feuer ausgesetzten Holzlamelle. Es werden die vereinfachte Berechnungsmethode vorgestellt und die Resultate von Brandversuchen mit der Bemessungsmethode verglichen.

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Krahwinkel, Manuel; Gehmert, ChristianBemessung von tragenden Bauteilen aus Kunststoffen im Bauwesen  -  die neue BÜV-Empfehlung TKB (2010-08)Bautechnik6/2011362-372Fachthemen

Abstract

Faserverstärkte Kunststoffe werden immer häufiger als tragende Bauteile im Bauwesen verwendet. Der Beitrag beleuchtet kurz aktuelle Anwendungsschwerpunkte und die geforderten Eigenschaften der Werkstoffe. Mit der BÜV-Empfehlung “Tragende Kunststoffbauteile im Bauwesen” (2010-08) wird eine Hilfestellung für Tragwerksplaner und Prüfingenieure für die statische Berechnung und Bemessung von Tragwerken aus Kunststoffen vorgestellt. Es wird dabei besonders auf die Nachweise der Dauerstandfestigkeit und auf die Analogie zu den Nachweiskonzepten im Ingenieurholzbau eingegangen. Ein einfaches Bemessungsbeispiel für ein Dachtragwerk aus glasfaserverstärktem Polyesterharz rundet den Beitrag ab.

The new BÜV-code for structural design of polymers in load bearing structures (2010-08).
Fibre-reinforced polymer composites (FRP) have found a growing market in the construction sector. In special fields of application FRP offer high strength to weight ratio, excellent corrosion resistance, high thermal insulation and electrical isolation. With the BÜV-code ”polymers in load bearing structures” (2010-08) a guideline for structural analysis and design of FRP is presented. Special focus is laid on the ”duration of load”-effect and the necessary design checks compared with the codes for timber structures. The paper ends with a short worked example of the structural design of a FRP-beam used as load bearing structure in a roof.

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Moosbrugger, Thomas; Krenn, Harald; Bogensperger, ThomasBemessungsdiagramme f√ľr den biegebeanspruchten Stab im Holzbau - Teil 1: Dachtr√§ger mit homogenem StabquerschnittBautechnik1/201518-27Aufs√§tze

Abstract

Im vorliegenden Aufsatz werden Bemessungstafeln zur Vorbemessung von Bauteilen aus Holz - Ermittlung der erforderlichen Querschnittshöhe - in Abhängigkeit definierter Eingangsparameter (Einwirkungen, Geometrie, Systemdefinitionen, Materialeigenschaften) vorgestellt. Eine allgemeingültige Aussage, welcher ULS- bzw. SLS-Nachweis die relevante Bemessungssituation für die Dimensionierung eines Bauteiles widerspiegelt, kann aufgrund der Vielzahl an Einflussparametern, wie z. B. der Materialkennwerte, der Trägerspannweite und der Belastung, a priori nicht eindeutig getätigt werden. Für die effiziente Vorbemessung gemäß ÖNORM EN 1995-1-1 [1] liegen bis dato keinerlei nutzbare Bemessungsdiagramme für biegebeanspruchte Stäbe mit wissenschaftlicher Aussagekraft vor.

Design charts for a single spanned timber beam under bending - Part 1: Roof beam with a homogeneous rectangular beam cross-section
In the presented paper design charts for the preliminary design of components made of timber (determination of the required cross-sectional height) are shown. The charts are given as functions of several defined input parameters like loads, system geometry and material behavior. A generally valid statement, which kind of verification (ULS or SLS) reflects the relevant design situation for the design of a timber component is not possible. This may occur due to numerous influencing parameters. Currently no design charts for the efficient preliminary design according to ÖNORM EN 1995-1-1 [1] are available.

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Moosbrugger, Thomas; Bogensperger, Thomas; Krenn, HaraldBemessungsdiagramme f√ľr den biegebeanspruchten Stab im Holzbau - Teil 2: Deckentragwerke mit inhomogenem StabquerschnittBautechnik4/2015283-294Aufs√§tze

Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden, aufbauend auf die Bemessungsdiagramme für einen Biegeträger einer Dachkonstruktion mit homogenem Stabquerschnitt [1], die Erweiterung um den inhomogenen Stabquerschnitt (geschichteter Verbundquerschnitt) sowie die Implementierung der Schwingungsnachweise gezeigt. Während bei den Bemessungsdiagrammen für den homogenen Stabquerschnitt sowohl die ULS- als auch die SLS-Nachweise von Relevanz waren, treten bei Erweiterung um die Schwingungsnachweise sowie aufgrund der Einflüsse des inhomogenen Querschnittsaufbaues vorrangig die SLS-Nachweise auf. Das Schwingungsverhalten von Deckentragwerken wird wesentlich durch die Lagerungsbedingungen beeinflusst. Die Einspanneffekte im Bereich des Anschlussdetails Wand-Decke zufolge der Geschossauflasten werden bei der Bestimmung der Eigenfrequenz berücksichtigt.

Design charts for a single spanned timber beam under bending - Part 2: Floor structures with inhomogeneous beam cross-section
This paper presents an application of design charts for inhomogeneous cross-sections (layered composite section) and the implementation of vibration design criteria as extension of the charts for beams with homogeneous cross-sections in roof-structures according to selected European Design Standards published in [1]. While ULS and SLS criteria were nearly equally governing for the homogeneous cross-section, mainly SLS criteria are now governing due to the extension with vibrations and the influences of the inhomogeneous cross-sections. The vibrational behavior of floors is essentially influenced by the support conditions. Effects of moment restraints at the wall-floor-wall detail, activated by wall-loads from stories above, are systematically being taken into account.

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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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Niebuhr, Peter; Sieder, MikeBeobachtungen zur Linearität der Schädigungsakkumulation im HolzbauBautechnik11/2018787-792Aufsätze

Abstract

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

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

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Dutko, P.Berechnung der Durchbiegung aus Querkraft bei geleimten Holzträgern.Bautechnik2/196963-66

Abstract

Es wird für geleimte Vollwandträger mit offenem oder geschlossenem Querschnitt der Durchbiegungsanteil infolge der Querkraft bestimmt.

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Hotter, K.Berechnung der Holztragwerke f√ľr Dauerbelastung mit Ber√ľcksichtigung der Anschlussteifigkeiten.Bautechnik7/1973239-247, 272-275

Abstract

Anhand verschiedener Beispiele werden basierend auf experimentell ermittelten Werten (K. Möhler) die Verformungen von genagelten Anschlüssen und von Trägern bestimmt.

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Papsch, E.Berechnung nachgiebig zusammengesetzter einfachsymmetrischer Querschnitte (z.B. des Ingenieurholzbaues) mit unterschiedlichen Elastizitätsmoduli.Bautechnik6/1977207-210

Abstract

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

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Buchmann, W.Berechnung polarorthotroper Kreisbogenscheiben konstanter Dicke unter reiner Biegebeanspruchung.Bautechnik1/196927-32

Abstract

Für eine randparallel polarorthotrope Kreibogenscheibe mit Rechteckquerschnitt werden die Verschiebungen, Dehnungen und Spannungen infolge reiner Begung abgeleitet. Das Verfahren kann z.B. für die Bemessung von gekrümmten Holzträgern angewendet werden.

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Aicher, S.Berechnung und Bemessung axial gedr√ľckter Sandwich-Wandscheiben mit Holzwerkstoffbeplankungen.Bautechnik5/1989159-167

Abstract

Nach einer kurzen Einführung zum Stand der Technik der Sandwichbauweise werden zunächst die Grundgleichungen dreischichtiger Sandwichkontinua in knapper Form entwickelt. Nachfolgend werden die Beul- und Tragspannungsbeziehungen unter Berücksichtigung hier speziell zulässiger Vereinfachungen (Beplankungs- und Kernisotropie, Membrantheorie) hergeleitet. Abschliessend wird eine Druckbemessung für zweiseitige Lagerung mittels omega-Beulzahlen und ideeler Schubspannung in Anlehnung an die DIN 1052 Nachweise für Druckglieder mit nachgiebig zusammengesetzten Querschnitten durchgeführt.

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Gliniorz, K.-U.; H√ľbner, L.; Natterer, J.Berechnung von Holzrippenschalen - Forschung und Entwicklungen an der ETH LausanneBautechnik3/2001156-163Fachthemen

Abstract

Schalentragwerke im Ingenieurbau faszinieren Laien und Fachleute gleichermaßen. Bauwerke dieser Art sind bislang nicht die Regel und erfordern gesonderte Kenntnis in Entwurf, Berechnung und Ausführung. In der bisherigen Baupraxis ist die Anzahl der ausgeführten Schalen in Beton und Stahl denen in Holz errichteter Schalenkonstruktionen weit überlegen. Rippenschalen aus Brettstapeln weisen zusätzlich zur Anisotropie des Materials eine konstruktive Anisotropie auf. Sie stellen hochgradig statisch unbestimmte Systeme dar. Im Anhang F der E DIN 1052 wird das Verbundverhalten von ebenen und gekrümmten Flächentragwerken mit einem Querschnittsaufbau aus mehreren Schichten beschrieben. Es werden dort Rechenregeln für Steifigkeitswerte angegeben, mit deren Hilfe sich die Schnittgrößen und Verschiebungen ermitteln lassen. Anschließend können aus diesen Schnittgrößen für die einzelnen Schichten die Spannungen berechnet werden. Die Autoren sehen im Anhang F erstmals eine anwenderfreundliche, transparente und ausreichend exakte Berechnungs- und Bemessungsmethode für Kreuzrippenschalen in Holz. Um die Vorgehensweise bei der Berechnung nach Anhang F zu veranschaulichen, wird ein zweidimensionales Beispiel vorgestellt.

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Topole, K.; Topole, J.Berechnung zusammengesetzter Holz-Stahlträger.Bautechnik2/1997111-116Fachthemen

Abstract

Es wird eine Methode vorgestellt, mit der zusammengesetzte Holz-Stahlträger berechnet und bemessen werden können. Die Methode bietet die Möglichkeit, alle Parameter des Systems genau festzulegen, das System unter den genauen Randbedingungen bezüglich der Lastenleitung und der Auflagerbedingungen zu beschreiben und liefert dem Konstrukteur die Schnittgrößen und Verformungen für die Bemessung des Holzbalkens, des Stahlträgers und aller Verbindungselemente. Die Verbindungselemente zwischen Holz- und Stahlträger werden bei der vorgestellten Methode mit ihrem Verschiebemodul einbezogen und lassen sich in ihrer Abmessung und Anordnung gemäß den statischen Erfordernissen sowie nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten festlegen. Die Methode zeichnet sich sowohl durch ihre hohe Genauigkeit als auch durch ihre große Flexibilität und Einfachheit aus. Es besteht die Möglichkeit, alle einzelnen Parameter des Systems genau festzulegen und zu verändern, wie es bei bisher bekannten Methoden nicht möglich ist.

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Meickl, G.Bericht √ľber die Entwicklung eines neuen Holzskelettbausystems.Bautechnik6/1983200-203

Abstract

Die Vorstellung und Beschreibung von Hakenplattenanschlüssen zur vereinfachten Montage im Bereich der Knotenpunkte im Holzskelettbau.

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M√∂ller, G.Ber√ľcksichtigung der r√§umlichen Tragwirkung von Windverb√§nden ver√§nderlicher Steifigkeit mit Hilfe ebener ErsatzsystemeBautechnik5/2002316-322Fachthemen

Abstract

Bei Holzkonstruktionen mit größeren Stützweiten werden zumeist Brettschichtholzträger mit Rechteckquerschnitt verwendet. Zur Aufnahme horizontaler Wind- und Stabilisierungslasten werden zwischen den Brettschichtholzträgern horizontal liegende Fachwerkverbände angeordnet. Da die Anschlußebene des Verbandes i.d.R. nicht mit der Schwerachse des Brettschichtholzträgers übereinstimmt, entsteht eine räumliche Tragwirkung des Systems, die zu einer höheren Verformung führt. Durch eine rechnerische Reduzierung der Querschnittsfläche des Brettschichtholzbinders in Abhängigkeit von der Anschlußebene des Verbandes kann das räumliche Tragsystem auf ein ebenes System zurückgeführt werden. Hiermit gelingt eine realitätsnahe Erfassung der auftretenden Verformungen auch für Systeme mit veränderlichen Steifigkeiten.

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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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Mittelstedt, Ch.; Br√ľninghoff, H.Biegedrillknicken eines Bogenbinders aus BrettschichtholzBautechnik5/2002285-296Fachthemen

Abstract

Für die "Spandau-Arcaden" in Berlin, eine Hallenkonstruktion mit einem Tragwerk aus Bogenbindern in Brettschichtholzbauweise, wird eine Biegedrillknickuntersuchung durchgeführt. Für diesen Stabilitätsfall existiert im Ingenieurholzbau kein geschlossen-analytisches Berechnungsverfahren, daher geschieht die Berechnung mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente. Der Nachweis auf Biegedrillknicken wird schließlich mit einer Berechnung nach der klassischen Stabilitätstheorie erbracht, es wird das zugrundeliegende Eigenwertproblem mittels einer Finite-Elemente-Analyse gelöst. Die bauliche Situation, die verschiedenen Herangehensweisen an die Problematik sowie die zugehörige Modellbildung und die Ergebnisse der Finite-Elemente-Berechnungen werden in diesem Beitrag ausführlich besprochen.

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Romani, M.Biegezugverstärkung von Brettschichtholz mit CFK- und AFK-LamellenBautechnik4/2002216-224Fachthemen

Abstract

Das Ziel der dargestellten Untersuchung war, Angaben zum Trag- und Verformungsverhalten von Verbundträgern aus Brettschichtholz (BS-Holz) und unidirektional verstärkten Faserverbundkunststoffen (FVK) zu erhalten. Dazu wurden der Einfluß des Verstärkungsgrades, der geometrischen Anordnung der Verstärkung und der Einfluß von CFK-Lamellen und AFK-Lamellen genauer untersucht und verstärkte BS-Holz Träger unter praxisnahen Bedingungen hergestellt.

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Schmid, Joachim; Fahrni, Reto; Klippel, Michael; Frangi, AndreaBrandeinwirkung auf Holzbauteile im Pr√ľfofen und bei realen Br√§ndenBautechnik8/2018524-534Aufs√§tze

Abstract

Brandschutzexperten diskutieren derzeit die Gültigkeit von Brandprüfungen für Holzbauteile. Im Raum steht einerseits die allgemeine Aussage, dass brennbare Bauteile in Prüfungen einer von nicht brennbaren Bauteilen abweichenden thermischen Einwirkung ausgesetzt werden. Andererseits wird darauf hingewiesen, dass die sichere Verwendung von flächigen Holzbauteilen (Massivholzbauteile), z. B. Brettsperrholz, durch Normbrandprüfungen nicht geprüft werden kann, da diese Bauteile die Brandlast erhöhen und somit keine Aussagen im traditionellen Rahmenwerk des Feuerwiderstands getätigt werden können. Der vorliegende Beitrag zeigt Übereinstimmungen und Unterschiede zwischen nicht brennbaren und brennbaren Bauteilen in Normbrandprüfungen auf. Es wird gezeigt, dass die thermische Einwirkung für nicht brennbare und brennbare Bauteile in Normbrandprüfungen gleichwertig ist, auch wenn es sich um - wie im Falle von Brettsperrholz - großflächige Bauteile handelt. Die durch brennbare Bauteile zusätzlich im Brandraum verbrennende Brandlast kann durch Normbrandprüfungen nicht direkt ermittelt werden. Hierfür müssen, falls notwendig, andere Methoden verwendet werden, die zum Teil erst in der Entwicklung stehen. Die durch brennbare raumbildende Tragstrukturen zusätzliche Brandlast führt nicht zu höheren Temperaturen im Brandraum, sondern zu einer veränderten Brandeinwirkung an der Fassade. Diesem Umstand wird im Moment in Bauordnungen durch verschiedene Regeln Rechnung getragen.

Fire exposure of timber members in furnace tests and real fires
Currently, some discussions question the validity of furnace test results for timber members, which are carried out according to standards. It was stated that combustible and incombustible products are exposed to different thermal exposures when tested in furnaces. Additionally, some experts think that massive timber elements, e. g. cross-laminated timber (CLT), cannot be tested in furnaces, as these products increase the fire load and thus statements in the traditional framework of fire resistance testing are not possible. Further, existing design models and models currently under development for CLT were questioned. This study shows similarities and differences between incombustible and combustible building products when tested in furnaces. It is shown that the thermal exposure of combustible building products in furnace tests are similar to incombustibles, even if solid elements like plates, e. g. CLT are tested. Further, it is shown that the additional fire load due to combustible products cannot be determined directly by standard fire tests. If necessary, other fire safety engineering methods should be used. Any additional fire load due to combustible products will not lead to higher temperatures in a fire compartment but will mainly change the flames through openings on the façade. Currently, this circumstance is taken into account in some building codes by several regulations; it is expected that further models will be implemented in Eurocode during the currently ongoing revision.

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Engel, Thomas; Moosm√ľller, Katharina; Werther, NormanBrandgefahr durch Elektroinstallationen in modernen mehrgeschossigen Holzgeb√§udenBautechnik5/2021353-364Aufs√§tze

Abstract

Ein Drittel aller Brände in Gebäuden lässt sich auf sog. Elektrobrände zurückführen. Eine, spätestens seit Einführung der DIN VDE 0100-420 im Jahr 2016 und der allgemeinen Forderung zur Verwendung von Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDDs) in Holzgebäuden, diskutierte Frage ist, ob die brennbare Konstruktion ein erhöhtes Risiko bei Elektrobränden darstellt und folglich Holzgebäude spezieller geschützt werden müssen. Im Rahmen der nachfolgend beschriebenen Untersuchung wurde diese Fragestellung für moderne mehrgeschossige Gebäude aus Holz untersucht. Brennbare Dämmstoffe waren nicht Teil des Untersuchungsumfangs. Im Rahmen der Untersuchung konnte nachgewiesen werden, dass das Risiko eines Auftretens von Elektrobränden innerhalb der Konstruktion verhältnismäßig gering ist und die vorhandenen Schutzeinrichtungen eines Hausanschlusses einen Teil möglicher Defekte bereits abdecken. Als maßgebendes Einwirkungsszenario wurde ein Lichtbogen ermittelt. Bei allen durchgeführten Versuchen trat ein Selbstverlöschen auf. Eine Notwendigkeit von AFDDs in Standardgebäuden ließ sich nach Auswertung der Versuche nicht erkennen.

Fire hazard due to electrical installations in modern multi-storey timber buildings
Currently one third of all fires are due to electrical fires. An relevant question that has been raised, at the latest since the introduction of DIN VDE 0100-420 in 2016 and the general demand for arc fault detection devices (AFDDs) in timber buildings, is whether the combustible construction represents an increased fire hazard in the case of electrical fires and whether timber buildings therefore require more special protection. Within the scope of the study presented in this article that question was investigated for modern multi-storey timber buildings. Combustible insulation materials were not part of the scope of the investigation. In the course of the investigation it could be proven that the risk of an occurrence of electrical fires within the construction is low and that the existing protective devices of a building installation already cover a part of possible defects. An electric arc was determined as the decisive impact scenario. In all tests carried out, self-extinguishing occurred. After evaluation of the tests, it was not possible to identify a need for AFDDs in standard buildings.

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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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