Boccadoro, Lorenzo; Frangi, Andrea | Experimentelle Untersuchungen zum Tragverhalten von Holz-Beton-Verbunddecken aus Buche | Bautechnik | 11/2015 | 783-789 | Aufsätze |
Am Institut für Baustatik und Konstruktion IBK der ETH Zürich wurde der Prototyp einer neuartigen Holz-Beton-Verbunddecke aus Laubholz entwickelt. Die Verbunddecke besteht aus dünnen (40 mm dicken) Furnierschichtholzplatten aus Buche (BauBuche) und einer 120 bis 160 mm dicken Betonschicht. Die Buchenplatten übernehmen sowohl die Funktion der Schalung als auch der Zugbewehrung. Als Verbund zwischen Beton und Holz werden 15 mm tiefe Kerben ins Holz gefräst, die zu einer steifen mechanischen Verzahnung zwischen Beton und Holz führen. Der Artikel stellt die Leitidee der Verbunddecke sowie die umfassenden durchgeführten experimentellen Untersuchungen vor. Dieses neuartige Deckensystem wurde im ETH House of Natural Resources (www.honr.ethz.ch) erstmals weltweit umgesetzt.
Experimental analysis on the structural behavior of timber-concrete composite slabs made of beech At the Institute of Structural Engineering of the ETH Zurich, an innovative timber-concrete composite slab made of hardwood has been developed. This composite slab is made of a 40 mm thick beech laminated veneer lumber plate (BauBuche) and a 120-160 mm thick concrete layer. The beech plates act as formwork and tensile reinforcement. The connection between the two materials is accomplished with 15 mm deep notches in the timber plate, which ensure a stiff composite action. This paper presents the basic concept of the composite slab as well as the extensive performed experimental investigations. This innovative slab system was implemented for the first time in the ETH House of Natural Resources (www.honr.ethz.ch). x |
Ayoubi, Mazen; Trautz, Martin | Verbundverhalten von Vollgewindeschrauben in Brettschichtholzbauteilen - Teil 1: Experimentelle Untersuchungen zum Einsatz der Schrauben mit großen Einbindelängen als Bewehrung in Brettschichtholzbauteilen | Bautechnik | 11/2015 | 790-799 | Aufsätze |
In der Konstruktion von filigranen, schlanken Bauteilen aus Holz hat sich deren Bewehrung und Fügung mit selbstbohrenden Vollgewindeschrauben (VGS) als innovative, effektive und praktische Methode erwiesen. In dem mit Schrauben bewehrten Holz kommen selbstbohrende Vollgewindeschrauben großer Baulänge als Bewehrungselemente zum Einsatz. VGS stellen nicht nur ein Befestigungsmittel dar, sondern fungieren aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer großen verfügbaren Längen als Basiselement, dessen Verbundeigenschaften mit einer Stahlbetonbewehrung vergleichbar sind. Zur Beschreibung des Verbundverhaltens und der Kraftübertragung bei großen Verbund- und Einbindelängen wurden experimentelle, analytische und numerische Untersuchungen am Lehrstuhl für Tragkonstruktionen der RWTH Aachen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen durchgeführt. Die experimentellen Untersuchungen wurden im Institut für Bauforschung durchgeführt und umfassen mehr als 160 Pull-Out-Versuche sowie 84 Lasteinleitungsversuche, darüber hinaus Versuche zum Einfluss eines Längsrisses sowie einer eingebetteten Schraubenspitze auf das Verbundtragverhalten. Die parallel durchgeführten numerischen und analytischen Untersuchungen bilden die Basis zur Erstellung von Modellen zur Beschreibung des Tragverhaltens und der Kraftübertragung zwischen Schraube und Holz. Die gewonnenen Kenntnisse ermöglichen die Bestimmung eines wirtschaftlichen und gleichzeitig sicheren Bemessungsansatzes unter besonderer Berücksichtigung der Anisotropie des Holzes. In diesem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse, die im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts ermittelt wurden, dargestellt. Teil 1 behandelt die experimentellen Untersuchungen, Teil 2 die analytischen und numerischen Betrachtungen sowie die Herleitung eines Verbundmodells zur Berechnung der Übertragungslänge.
Bond behaviour of self-tapping screws being used as reinforcement in glue-laminated timber elements - Part 1: Experimental investigations on self-tapping screws with continuous threads and long embedment length being used as reinforcement in glue-laminated timber elements The use of self-tapping screws with continuous threads to reinforce and join timbers represents an effective, simple and economic method for the construction of slender and filigree timber structures. The high withdrawal resistance of the screws as well as its continuous bond with the wood enables an effect similar to steel reinforcement in concrete structures. To investigate the bond behaviour, the force transfer and the anchorage length of self-tapping screws several tests have been realized at the Chair of Structures and Structural Design in cooperation with the Institute for Building Material Research of the RWTH Aachen University. The experimental investigations include more than 160 pull-out tests of screws with long embedment length and over 84 load distributions tests. In addition, several tests displaying the effect of longitudinal cracks in the surrounding wood as well as the effect of the screw tip have been realized. Through various analyses of the bond behaviour, the experimental investigations form the basis for the calibration and evaluation of the numerical models and allow a prediction of the force transfer of the screws in glue-laminated elements. Design rules that enable the safe and economic application of the self-tapping screws as reinforcement in timber elements have been derived from the knowledge obtained in the experimental and numerical investigations. This paper, which results from a research project funded by the German Research Foundation, presents the results of investigations on the bond behavior of self-tapping screws in glue-laminated timber elements. Part 1 elaborates on the experimental investigations whereas, part 2 illustrates the numerical analyses and presents a bond model, which enables the design of the transfer length and the safe application of the screws as reinforcement in timber elements. x |
Ernst & Sohn (Hrsg.) | Sonderheft: Kindertagesstätten 2015 | Bautechnik | 10/2015 | 1-92 | Sonderheft |
Eine gute Kinderbetreuung und frühe Förderung für alle Kinder gehören zu den wichtigsten Zukunftsaufgaben in Deutschland. Jedes Kind ab dem vollendeten ersten Lebensjahr hat seit dem 1. August 2013 einen Rechtsanspruch auf einen Betreuungsplatz. Gemeinsames Ziel von Bund, Ländern und Kommunen ist es, bundesweit ein bedarfsgerechtes und qualitativ gutes Angebot an Betreuungsplätzen insbesondere für Kinder unter drei Jahren zu schaffen, denn noch bestehen nicht überall die entsprechenden baulichen, personellen und finanziellen Voraussetzungen. Nach Angaben des Deutschen Städte- und Gemeindebundes fehlen noch immer mehr als 130.000 Betreuungsplätze.
Für das Jahr 2016 stellt der Bund deshalb für die Errichtung von Betreuungsplätzen für Kinder unter drei Jahren einen zusätzlichen Betrag in Höhe von 230 Millionen Euro zur Verfügung. Das Bundesprogramm KitaPlus sieht weitere Mittel für den quantitativen und qualitativen Ausbau der Betreuungsangebote vor.
Für Kinder ist das Beste gerade gut genug ? nach diesem Grundsatz arbeiten Fachplaner und Architekten bundesweit an Projekten für den Neubau, den Umbau und die Sanierung von Kindertagesstätten. Es gibt wohl kaum eine anspruchsvollere, schönere und interessantere Bauaufgabe.
Das neue Sonderheft Kindertagesstätten informiert ausführlich und praxisnah über herausragende Beispiele aus Ingenieur- und Architekturbüros beim Neubau, beim Umbau und bei der Sanierung von Kindertagesstätten. Drei Objekte zeigen, wie Kindertagesstätten mit Familien- und Jugendzentren kombiniert werden können. Die Betriebskita im ThyssenKrupp Quartier Essen unterstützt den Forscherdrang der Kinder. Eine Kita in Berlin verfügt über ein Kinderbad. Ein Architekturbüro in Ulm entwickelte ein Modul zur schnellen und kostengünstigen Erweiterung von Kitas. Ein Vergleich von acht Passivhaus-Kitas in Hannover zeigt, dass auch Kitas durchaus energieeffizient sein können. In Rheinland-Pfalz gibt es sogar eine passivhauszertifizierte Kita. Weitere Themen sind Nachhaltigkeit, kindgerechtes Design, Sicherheit und natürlich kostengünstige Bauweisen. x |
Meisel, Andreas; Wallner, Bernhard; Schickhofer, Gerhard | Tragfähigkeit und Verformungsverhalten druckbeanspruchter Blattverbindungen | Bautechnik | 10/2015 | 702-715 | Aufsätze |
Blätter für Winkel- und Kreuzverbindungen sind wesentliche Bestandteile vieler zimmermannsmäßig errichteter Holztragwerke in Mitteleuropa. Die Anwendung dieser Verbindungen als statisch tragende Anschlüsse nach EN 1995-1-1 bedarf der Kenntnis ihrer Tragfähigkeit und ihres Verformungsverhaltens. In der Normung und Literatur fehlen hierzu Angaben. Im vorliegenden Beitrag werden daher die Tragfähigkeit und das Verformungsverhalten von druckbeanspruchten Blättern (Winkelverbindungen, hier: Weißschwänze und Überblattungen) behandelt. Die Auswertung der Ergebnisse von 92 zerstörenden Prüfungen werden vorgestellt. Sowohl für die Bemessung dieser Verbindungen als auch für die Ermittlung der Federsteifigkeiten werden Berechnungsvorschläge angeführt.
Load-bearing capacity and load-bearing behaviour of lap joints loaded in compression Angle and cross joints using laps are important members of a lot of roof structures erected by carpenters in central europe. The structural usage of these joints demands the knowledge of their load-bearing capacity and behaviour according to EN 1995-1-1. Therefore codes and literature lack information. This contribution deals with the load-bearing capacity and behaviour of lap joints (as angle joints, here: dovetail lap joints and halved joints) loaded in compression. 92 tests were performed and analysed. Both proposals for the design and for the determination of the stiffnesses of these joints are given here. x |
Hofmann, Reiner; Kuhlmann, Ulrike | Näherungsverfahren für das Torsionsmoment aus Kippstabilisierung bei Brettschichtholzträgern | Bautechnik | 10/2015 | 716-724 | Aufsätze |
Während es für die Bemessung von Horizontalverbänden bekannte Ansätze für die Stabilisierungslasten gibt, wird das infolge Kippen im Trägerquerschnitt an der Gabellagerung entstehende Torsionsmoment, wenn überhaupt, nur sehr grob abgeschätzt. Zu dieser Thematik wurden umfangreiche numerische Untersuchungen an parallelgurtigen geraden Trägern, an parallelgurtigen Trägern mit angehobenem Untergurt und an Satteldach- und Fischbauchträgern mit und ohne seitliche Stützung des Druckgurts durch Horizontalverbände durchgeführt. Auf der Grundlage der durchgeführten Untersuchungen konnte ein Näherungsansatz für die Bestimmung des Torsionsmoments aus Kippstabilisierung erarbeitet werden. Der Schubspannungsnachweis kippgefährdeter Träger kann damit unter Berücksichtigung des Torsionsmoments aus Kippstabilisierung geführt werden, ohne dass die Schnittgrößen nach Biegetorsionstheorie II. Ordnung dafür bestimmt werden müssen.
A simplified design method for the torsional moment caused by stability effects of glued laminated timber beams In contrast to stabilizing forces on horizontal bracing for the torsional moment caused by lateral torsional buckling of glued laminated timber beams in the cross section next to the support only a very rough estimation exists. Therefore a considerable number of numerical calculations have been realized for straight single span girders with parallel chords, for single span girders with raised lower chords and for saddle roof and fish-bellied girders with or without considering horizontal bracings supporting the upper chords of the girders. On the basis of the results of these studies a simplified design method for the torsional moment could be derived. Thereby the verification of shear considering the torsional moment caused by stability effects may be realized without using a calculation according to second order theory. x |
Walter, Burkhard; Hoffmann-Berling, Falk | Beitrag zur Erdbebenbemessung im Holztafelbau - Ermittlung der Grundschwingdauer unter Berücksichtigung von Biege- und Schubsteifigkeit | Bautechnik | 7/2015 | 496-508 | Aufsätze |
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. x |
Ernst & Sohn (Hrsg.) | Sonderheft: Geschosswohnungsbau 2015 - Neubau, Umbau, Sanierung | Bautechnik | 6/2015 | 1-92 | Sonderheft |
Die Nachfrage nach Wohnraum ist zurzeit immens. Die Stärkung des Wohnungsbaus ist angesichts des Mangels an bezahlbaren Wohnungen "alternativlos", denn steigende Mieten und Wohnungsknappheit sind vor allem in Ballungsgebieten Thema Nr. 1. Aus dem aktuellen sowie dem Nachholbedarf aus den Jahren 2007 bis 2014 wäre es notwendig, in den nächsten Jahren in Deutschland etwa 300.000 Wohnungen jährlich zu bauen; weit mehr als die Hälfte davon im mehrgeschossigen Wohnungsbau. Die Bundesregierung sieht darin eine gesamtgesellschaftliche Gemeinschaftsaufgabe, die sie mit Förderprogrammen unterstützt. Mit dem von Bundesbauministerin Dr. Barbara Hendricks ins Leben gerufenen "Bündnis für bezahlbares Wohnen und Bauen" sollen Bund, Länder, Kommunen, Investoren, Unternehmen und Planer zu gemeinsamen Lösungen an einen Tisch gebracht werden. Das bundesweite Gremium soll die aktuellen wohnungspolitischen Herausforderungen zeitnah bewältigen. Ziel ist es, den steigenden Wohnraumbedarf in nachfragestarken Regionen zu decken und gleichzeitig soziale, demografische und energetische Anforderungen zu berücksichtigen.
Das Sonderheft "Geschosswohnungsbau" greift diese aktuellen Themen auf. Projektbeispiele aus der Praxis von Neubau und Sanierung dokumentieren die planerische und gestalterische Umsetzung bezahlbarer Wohnbauten und zeigen beispielhaft die Anforderungen an zeitgemäßen mehrgeschossigen Wohnungsbau sowie Konzepte für die Sanierung auf. Barrierefreie Ausstattungen, Energieeinsparung, Brandschutz, Gebäudetechnik, der Einsatz regenerativer Energien, Innenraumhygiene, "wohngesunde" Baumaterialien, Rahmenbedingungen für Baugenossenschaften und Mehrgenerationen-Häuser sind einige Schwerpunkte des Sonderheftes.
Informieren Sie sich über ein Thema, das in seiner Bedeutung derzeit oft noch unterschätzt wird. Lesen Sie über die neuesten Wohnungsbau-Trends, über Planungsstrategien und den Einsatz von Materialien und Technik - ob beim Neubau, beim Bauen im Bestand, ob bei Investoren- oder genossenschaftlichen Wohnprojekten. Erfahren Sie, wie Planer mit dem Thema "bezahlbarer Wohnraum" umgehen. Die baulichen, wohnungspolitischen, gesellschaftlichen und immobilienwirtschaftlichen Perspektiven des mehrgeschossigen Wohnungsbaus gehen uns alle an. x |
Trautz, Martin; Koj, Christoph; Uchtmann, Hermann | Laserstrahlbohrungen für richtungsgenau positionierte Vollgewindeschrauben - Einbau und Tragverhalten | Bautechnik | 6/2015 | 403-411 | Aufsätze |
Selbstbohrende Vollgewindeschrauben, die ohne Vorbohrung eingeschraubt werden können, haben sich neben ihrer Funktion als Befestigungsmittel im Holzbau auch als leistungsfähige Bauteilverstärkungen und als stabförmige Fügungselemente erwiesen. Für diesen Einsatz sind große Einbaulängen leff > 20 d und sehr große Längen l > 0,6 m erforderlich, die hinsichtlich eines richtungsgenauen Einbaus Probleme verursachen. Bedingt durch die Inhomogenität des natürlichen Baustoffs Holz tritt schon beim Einschrauben von mittleren Schraubenlängen das sogenannte ‘Verlaufen’ der Schrauben, d. h. die Richtungsabweichung der Schraubenspitze von der vorgehaltenen Einschraublage, ein und nimmt mit zunehmender Einschraublänge sogar überproportional zu. Während kurze Einschraublängen im Abbund problemlos mechanisch vorgebohrt werden können, ist bei größeren Einschraublängen eine exakt geradlinige Vorbohrung zur Richtungsführung der Schrauben potenziell nur durch Laserstrahlbohren zu erwarten. Der Energie- und Wärmeeintrag durch die Laserstrahlung führt zu einer thermischen Umwandlung des die Bohrung umgebenden Holzes, die eine Beeinflussung der Tragfähigkeit von darin eingeschraubten Vollgewindeschrauben mit sich bringen kann. An der RWTH Aachen wurden vom Lehrstuhl Tragkonstruktionen (trako) in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Lasertechnik (LLT) Versuche zum Bohren von Brettschichtholz mittels Laserstrahlung sowie zum Trag- und Verbundverhalten von selbstbohrenden Vollgewindeschrauben in auf diese Weise erstellten Bohrungen für kurze Bohr- und Einbindelängen (l = 6 d) durchgeführt. Die Ergebnisse unterstreichen das Entwicklungspotenzial dieses innovativen Holzbearbeitungsverfahrens für die Holzbautechnik.
Laser-drilled guide holes for self-tapping screws - Installation and load bearing behaviour Self-tapping continuously threaded screws can be installed without predrilling and have - besides their use as fasteners - proven suitable as high-performance reinforcements of structural members and joints in timber construction. For this type of application big installation depths (leff > 20 d) and screw lengths (l > 0.6 m) are required which cause problems regarding precisely positioned installation. Due to the inhomogeneity of wood as a natural material, even at medium size lengths the screws tend to 'stray' i. e. a deviation of the screw tip from the designated axis occurs which is increasing disproportionately with growing screw lengths. While for shorter screws mechanically drilled holes are commonly used as guidance, for longer screws potentially only laser-drilled holes can ensure a straight direction of the screw axis. The high energy and heat input of the laser beam results in a thermal modification of the wood around the drill hole, thus presumably influencing the load bearing and bond behaviour of screws that are screwed into such holes. The Chair of Structures and Structural Design and the Chair of Laser Technology of RWTH Aachen University carried out a series of tests to examine the use of laser radiation to drill holes in glued laminated timber and to evaluate the load bearing behaviour of self-tapping screws installed in these holes focussing on short drill-/bond lengths (l = 6 d).The results point out the potential of the development of this innovative wood processing method for the field of timber construction. x |
Meisel, Andreas; Wallner, Bernhard; Schickhofer, Gerhard | Tragfähigkeit und Verformungsverhalten von Kammverbindungen | Bautechnik | 6/2015 | 412-423 | Aufsätze |
Kämme für Kreuz- und Eckverbindungen sind wesentliche Bestandteile nahezu jedes zimmermannsmäßig errichteten Holztragwerks in Mitteleuropa. Die Anwendung dieser Verbindungen als statisch tragende Anschlüsse nach EN 1995-1-1 bedarf der Kenntnis der mechanischen Kenngrößen. Umso erstaunlicher ist es, dass in der Literatur bislang Angaben zur Tragfähigkeit und insbesondere zum Verformungsverhalten fehlen. In diesem Beitrag werden 26 zerstörende Prüfungen an unterschiedlichen Kammverbindungen und deren Auswertungen vorgestellt. Sowohl für die Bemessung dieser Verbindungen als auch für die Ermittlung der Steifigkeiten - abgeleitet aus dem Verformungsverhalten - werden Berechnungsvorschläge angegeben.
Load-bearing capacity and load-bearing behaviour of notched joints Cross and corner joints using notches are important members of almost every roof structure erected by carpenters in central europe. The structural usage of these joints demands the knowledge of their load-bearing capacity and behaviour according to EN 1995-1-1. It's even more astonishing, that therefore codes and literature lack information. This contribution deals with 26 tests of different notched joints and their results. Both proposals for the design and for the determination of the stiffnesses of these joints are given here. x |
Kampmeier, Björn; Winter, Stefan | Stand der Wissenschaft zum Brandschutz im mehrgeschossigen Holzbau | Bautechnik | 6/2015 | 432-440 | Berichte |
Mit der Muster-Holzbaurichtlinie 2004 (M-HFHHolzR) wurde die Möglichkeit geschaffen, Gebäude in Holz bis zu einer Höhe des obersten Geschossfußbodens von 13 m in Holz zu errichten. Die Richtlinie ist in den meisten Bundesländern zwischenzeitlich bauaufsichtlich eingeführt. In der Richtlinie wird allerdings gefordert, dass die hölzernen Tragglieder mit einer nicht brennbaren Bekleidung geschützt werden, die mindestens 60 Minuten lang eine Entzündung des Holzes verhindert. Die Richtlinie beschränkt sich zudem auf die Holztafelbauweise, bei der die Hohlräume vollständig mit nicht brennbarer Wärmedämmung gefüllt sein müssen sowie auf Brettstapeldecken. An der Fassade ist der Einsatz von Holz durch die bauaufsichtliche Anforderung “schwer entflammbar” ohne begründete Abweichung nicht möglich. Die in den letzten Jahren errichteten mehrgeschossigen Holzbauten weisen häufig erhebliche Abweichungen von diesen Anforderungen auf. Zudem zeigte sich in der baulichen Umsetzung, dass vor allen Dingen die Führung von Installationen und die Ausbildung von Bauteilanschlüssen zu Problemen führten. In dieser Veröffentlichung werden die wesentlichen Untersuchungen zu diesem Themenfeld aus den letzten Jahren zusammengefasst und Hinweise auf weiterführende Literatur gegeben. Dies betrifft die Optimierung und Reduzierung der Brandschutzbekleidung, die Verwendung brennbarer Dämmstoffe und massiver Holzbauelemente, die Führung von Installationen und die Ausbildung von Bauteilanschlüssen.
State of the art in fire protection of multi-storey timber buildings With introducing the model guideline for fire protective requirements on multi-storey buildings made of timber in the year 2004 it became possible to construct buildings out of timber up to a height of the upper floor of 13 m. For these types of houses the building code requires a non-combustible cladding to prevent the load bearing timber structure from ignition over 60 minutes time. Furthermore, combustible insulation materials are not allowed inside the timber frame construction. Multi-storey timber buildings built in the last few years often had significant differences to these regulations. Real building projects show that especially service installations and the joints between building elements cause problems in praxis. The results of the main research projects in this topic are summarized in this paper and references to further reading are given concerning to optimization of the non- combustible cladding, application of combustible insulation and solid timber constructions, integration of service installations and the jointing of different elements. x |
Klingsch, Eike; Klippel, Michael; Boccadoro, Lorenzo; Frangi, Andrea; Fontana, Mario | Brandverhalten von Holz-Beton-Verbunddecken aus Buchenholz | Bautechnik | 5/2015 | 323-329 | Aufsätze |
Am Institut für Baustatik und Konstruktion (IBK) der ETH Zürich wurde das Brandverhalten von Holz-Beton-Verbunddecken aus Buchenholz untersucht. Die Verbunddecke besteht aus dünnen Furnierschichtholzplatten (Dicke 40 mm bzw. 80 mm) aus Buche (BauBuche) und einer darüberliegenden Betonschicht (Dicke 160 mm bzw. 120 mm). Die Furnierschichtholzplatten übernehmen sowohl die Funktion der Schalung als auch der Bewehrung. Dieses neuartige Deckensystem wurde im ETH House of Natural Resources an der ETH Zürich weltweit erstmals umgesetzt. Der Artikel fasst die Ergebnisse von zwei großmaßstäblichen Brandversuchen an belasteten Holz-Beton-Verbunddecken zusammen, die einem ISO-Normbrand ausgesetzt wurden. Beide Brandversuche zeigen, dass die im Brandfall untersuchten Holz-Beton-Verbunddecken die tragende und brandabschnittsbildende Funktion über 90 min bzw. 60 min sicherstellen.
Fire behaviour of timber-concrete composite slabs using beech At the Institute of Structural Engineering of the ETH Zurich, the fire behaviour of timber-concrete composite slabs made with beech LVL was investigated. This composite slab is made of a thin plate (depth: 40 mm or 80 mm) using beech laminated veneer lumber (LVL) (BauBuche) and a concrete layer on top (depth: 160 mm or 120 mm). The beech plate acts as both formwork and as tensile reinforcement. This innovative slab system was implemented for the first time in the ETH House of Natural Resources at ETH Zurich. This paper summarizes the results of two large-scale fire tests on loaded timber-concrete composite slabs exposed to standard ISO fire. Both fire tests show that the timber-concrete composite slab using beech LVL reaches sufficient fire resistance and integrity for 90 min and 60 min, respectively. x |
Moosbrugger, Thomas; Bogensperger, Thomas; Krenn, Harald | Bemessungsdiagramme für den biegebeanspruchten Stab im Holzbau - Teil 2: Deckentragwerke mit inhomogenem Stabquerschnitt | Bautechnik | 4/2015 | 283-294 | Aufsätze |
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. x |
Schanack, Frank; Ramos, Óscar Ramón; Osman, Juan Pablo; Oyarzún, Pablo | A contribution to understanding the influence of concrete cracking on timber concrete composite bridge beams | Bautechnik | 2/2015 | 105-110 | Aufsätze |
Despite of widely implemented advances in TCC bridge technology, there are still no satisfying design recommendations that consider the influence of concrete cracking on the distribution of forces and deformation. A research project at Universidad Austral de Chile studied several aspects of concrete cracking in TCC bridges with timber beams of greater depth than width using elastic dowel-type shear connectors. One of the results of concrete cracking is a reduction of the slip modulus of the connectors. This weakening was simulated in shear tests by a small gap between the timber and the concrete. A test calibrated FEM model was used for a parametric study of 120 different cases, most of which did not show concrete cracking. Where concrete cracking occurred, it caused an increase in the timber tensile stresses and beam deflection of up to 20 %. We conclude that concrete cracking occurs when the timber-concrete depth ratio is less than four times the cubic root of the effective flange width of the concrete slab.
Beitrag zur Berücksichtigung des Einflusses der Rissbildung im Beton in Holz-Beton-Verbundbrücken Trotz des hohen Entwicklungsstands der Holzverbundbrückentechnologie, fehlen ausreichende Entwurfsgrundlagen für die Berücksichtigung des Einflusses der Rissbildung auf die Schnittkraft- und Verformungsverteilung. Im Rahmen eines Forschungsprojekts an der Universidad Austral de Chile werden verschieden Aspekte der Rissbildung in Holzverbundbrücken mit Holzbalken mit größerer Höhe als Breite und elastischen stiftförmigen Verbindungsmitteln untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass sich die Rissbildung auf den Schubmodul del Verbindungsmittel auswirkt. Dieser Einfluss wurde in Scherversuchen durch einen kleinen Spalt zwischen Holz und Beton simuliert. Anhand eines mit Versuchen kalibrierten FEM-Modells wurden eine Parameterstudie mit 120 verschieden Fälle durchgeführt. In den meisten Fällen tritt keine Rissbildung auf. Wenn es zu Rissbildung kommt, vergrössern sich die Holzzugspannungen und die Durchbiegung um bis zu 20 %. Wir stellen fest, dass Rissbildung auftritt, wenn das Bauhöhenverhältniss von Holz und Beton kleiner als die vierfache Kubikwurzel der mitwirkenden Plattenbreite der Betonplatte ist. x |
Niemz, Peter; Ozyhar, Tomasz; Hering, Stefan; Sonderegger, Walter | Zur Orthotropie der physikalisch-mechanischen Eigenschaften von Rotbuchenholz | Bautechnik | 1/2015 | 3-8 | Aufsätze |
Zunehmend wird versucht, Laubholz im Bauwesen einzusetzen, um größere Mengen stofflich zu verwerten und gleichzeitig die im Vergleich zum Nadelholz verbesserten mechanischen Eigenschaften des Laubholzes konstruktiv zu nutzen. Für die teilweise dazu erforderlichen Berechnungen der Verformung von Platten oder auch von Spannungen in Brettschichtholz (z. B. Vorausberechnung von eventuellen Delaminierungen oder der Alterung von Klebverbindungen) ist die Kenntnis der richtungsabhängigen Kennwerte des Holzes in den Hauptachsen längs, radial und tangential erforderlich. Dies betrifft die elastischen Kennwerte (E-Modul, Schubmodul, Querdehnzahl), die Festigkeiten (auf Zug, Druck, Biegung und Scherung) und auch die Kennwerte für den Feuchte- und Wärmetransport (Diffusionskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit). Für alle Kennwerte ist zudem die Kenntnis der Abhängigkeit von der Holzfeuchte und der Zeit notwendig. Ausgewählte Parameter für die Richtungs- und Feuchteabhängigkeit bei Rotbuchenholz werden für E-Modul, Schubmodul und Querdehnzahl sowie die Wärmeleitfähigkeit und die Diffusionskonstante vorgestellt. Die Ergebnisse fassen an der ETH Zürich, Arbeitsgruppe Holzphysik, durchgeführte Arbeiten zur Thematik zusammen.
The orthotropic behaviour of the physical-mechanical properties of European beech wood Hardwood is tried to be increasingly established in building industry in order to realise a larger material output and to take at once into account the structural advantage of the improved mechanical properties of hardwood in comparison to softwood. For the partially required calculations therefore of stress and strain in boards and glued-laminated timbers (for example prognosis of potential delamination and aging of glued joints), it is essential to know the directional specific values of wood in the directions longitudinal, radial and tangential. This concerns the elastic specific values (YOUNG's modulus, shear modulus, POISSON's ratio), the specific values of strength (tension, compression, bending, shear) and also these of mass and heat flux (diffusion coefficient, thermal conductivity). Additionally, it is necessary to know the dependencies from moisture and duration for all specific values. Selected parameters for European beech wood will be presented concerning the dependencies of YOUNG's modulus, shear modulus, POISSON's ratio, thermal conductivity and diffusion coefficient from direction and moisture. The results summarize investigations on this topic realised at the Wood Physics Group of ETH Zurich. x |
Enders-Comberg, Markus; Frese, Matthias; Blaß, Hans Joachim | Buchenfurnierschichtholz für Fachwerkträger und verstärktes Brettschichtholz | Bautechnik | 1/2015 | 9-17 | Aufsätze |
Mit Buchenfurnierschichtholz (Buchen-FSH) gibt es für den Ingenieurholzbau seit einem Jahr einen neuen Holzwerkstoff. In Abhängigkeit von der Ausrichtung der Schälfurniere in der geschichteten Struktur sind charakteristische Zugfestigkeiten von bis zu 70 N/mm2 in Haupt- und bis zu 17 N/mm2 in Querrichtung bauaufsichtlich festgelegt. Ein Material mit diesen Festigkeitswerten eröffnet neue konstruktive Möglichkeiten. Der Aufsatz berichtet über gezielte Untersuchungen an Anschlüssen für Fachwerkträger aus Buchen-FSH und Verstärkungen von Fichtenbrettschichtholz mit keilgezinkten Lamellen aus Buchen-FSH. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Fachwerkträgern die überdurchschnittlich hohen Materialfestigkeiten aufgrund der limitierenden Wirkung von Anschlusstragfähigkeiten fallweise nicht voll ausgenutzt werden können. Es bleibt Raum für die Entwicklung von leistungsfähigen FSH-spezifischen Anschlusslösungen. In der Funktion als Verstärkung für Brettschichtholz können Buchen-FSH-Lamellen zu einer signifikanten Steigerung der Biegefestigkeit beitragen. Experimentelle Nachweise hierzu stehen noch aus.
Beech LVL for trusses and reinforced glulam Beech LVL is an engineered wood product for timber structures; it is available for one year. Depending on the orientation of the veneers in the material, characteristic tensile strengths of up to 70 N/mm2 in main and 17 N/mm2 in transversal direction are defined in the corresponding technical approval. A material having such strength properties opens new structural possibilities. The paper reports purposive investigations on joints for truss girders made of beech LVL and on glulam reinforcements made of finger jointed beech LVL laminations. Regarding truss girders, the results demonstrate that the high material strengths cannot always be used due to the limiting effect of the joint capacities. Hence, opportunities remain for the development of efficient LVL specific joint solutions. Beech LVL laminations as glulam reinforcement may contribute to a significant strength increase. However, corresponding experimental verifications are still pending. x |
Moosbrugger, Thomas; Krenn, Harald; Bogensperger, Thomas | Bemessungsdiagramme für den biegebeanspruchten Stab im Holzbau - Teil 1: Dachträger mit homogenem Stabquerschnitt | Bautechnik | 1/2015 | 18-27 | Aufsätze |
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. x |
Haller, Peer; Heiduschke, Andreas; Putzger, Robert; Hartig, Jens | Kunstharzpressholz zur Verstärkung von Brettschichtholz | Bautechnik | 1/2015 | 28-35 | Aufsätze |
Es wurden Biegeträger aus Brettschichtholz (BSH) untersucht, die zur Erhöhung der Tragfähigkeit und der Dauerhaftigkeit auf der Zug- und wahlweise auf der Druckseite mit Kunstharzpressholz (KHP) verstärkt wurden. KHP ist ein Holzwerkstoff, der aus phenolharzgetränkten Furnieren der Rotbuche (Fagus sylvatica) besteht. KHP weist einen Elastizitätsmodul von über 20000 N/mm2 und eine Biegefestigkeit von 200 N/mm2 auf, was gegenüber den entsprechenden Werten von BSH GL24h eine Verdopplung bzw. Verdreifachung bedeutet. Die Verstärkung von Biegeträgern aus GL24h erbrachte bei sonst gleichen Querschnitten mehr als eine Verdopplung der Tragfähigkeit; die Steifigkeit erhöhte sich um etwa ein Drittel. Außerdem wurde der Verbund zwischen BSH und KHP abwechselnd befeuchtet und getrocknet, um die Dauerhaftigkeit zu testen. Teilweise getränktes KHP nahm viel Feuchtigkeit auf und quoll stark, jedoch weniger als unbehandelte Rotbuche. Dieser Werkstoff ist daher nur für die Nutzungsklassen 1 und 2 geeignet. Vollständig getränktes KHP hingegen nahm kaum Feuchtigkeit auf und quoll nur wenig, sodass es sich ebenso für die Nutzungsklasse 3 empfiehlt.
Compressed laminated wood for the strengthening of glued laminated timber Glued laminated timber girders were investigated, which were strengthened with compressed laminated wood at the tension lamella and optionally also at the compression lamella to increase load-bearing capacity and stiffness. Compressed laminated wood is a wood composite consisting of beech (Fagus sylvatica) veneers, which are impregnated with phenol-resorcin resin. Compressed laminated wood possesses a YOUNG's modulus of more than 20000 N/mm2 and a bending strength of more than 200 N/mm2, which is compared to glued laminated timber GL24h a doubling and a tripling, respectively. The strengthening of the GL24h girders with compressed laminated wood led to a doubling of the bending capacity and to an increase of stiffness of about one third compared to plain GL24h girders with the same cross section. Moreover, the joint of glued laminated timber and compressed laminated wood was exposed to wetting-drying cycles to investigate the durability. Partly impregnated compressed laminated wood absorbed a lot of moisture and swelled heavily, but still less than plain beech wood. Thus, this material is only recommendable for the service classes 1 and 2. Completely impregnated compressed laminated wood showed only very low moisture uptake and swelling and can be applied also in service class 3. x |
Haller, Peer; Hartig, Jens; Wehsener, Jörg | Formholzrohre aus Buche | Bautechnik | 1/2015 | 36-39 | Berichte |
Die tragende Verwendung der Buche (Fagus sylvatica) wird gegenwärtig in den deutschsprachigen Ländern intensiv erforscht. Der Grund dafür ist der große, weitgehend ungenutzte Buchenbestand, der im Zuge des Waldumbaus zu Lasten der Fichte (Picea abies) weiter wachsen wird. Heute hängt die Wertschöpfungskette der Forst- und Holzwirtschaft zu 90 % am Nadelbaum. Fast zwei Drittel davon entfallen auf den Bau. Die Struktur der Wälder wird sich in Zukunft ändern und die Industrie vor die Aufgabe stellen, der Ressourcenveränderung mit neuen Verfahren und Produkten zu begegnen. Ein Beispiel dafür ist das Formholzrohr. Dieser Beitrag untersucht das Tragverhalten solcher Rohre, die nach einem speziellen Verfahren aus massiven Platten gerollt wurden.
Molded wooden tubes made of beech The structural use of beech (Fagus sylvatica) is currently under intensive investigation in the German-speaking countries. The reason is the large, widely unused stock in the forests, which will further increase at the burden of spruce (Picea abies) due to the forest conversion. Today, the value added chain of the forest and timber economy depends to 90 % on softwood. Almost two third thereof are used for the building industry. The structure of the forests will change in the future and it is the task of the industry to react with new methods and products. An example is the molded wooden tube. This contribution investigates the load-bearing behavior of such tubes, which are rolled out of massive timber board following a special technique. x |
Hassan, Jan; Eisele, Matthias | BauBuche - Der nachhaltige Hochleistungswerkstoff | Bautechnik | 1/2015 | 40-45 | Berichte |
Seit Beginn des 21. Jahrhunderts erlebt der Holzbau europaweit eine Renaissance und erreicht mit dem Bau moderner Holzbauwerke ganz neue Dimensionen. Bisher werden im konstruktiven Holzbau fast ausschließlich Nadelhölzer eingesetzt. Zwar bieten Laubhölzer wesentlich höhere Festigkeits- und Steifigkeitswerte, doch deren Aufbereitung zu konstruktiven Werkstoffen war bisher zu teuer. Seit August 2014 ist erstmals ein industriell hergestellter, konstruktiver Werkstoff aus Laubholz verfügbar - BauBuche, ein Furnierschichtholz aus europäischer Rotbuche. Dieser neue Werkstoff besitzt eine außergewöhnlich hohe Tragfähigkeit und ermöglicht schlankere Bauteile sowie größere Spannweiten im Holzbau. Im Vergleich zu Nadelholzwerkstoffen führt der Einsatz von BauBuche zu erheblichen Materialeinsparungen. Der Vergleich mit Stahl zeigt, dass BauBuche das Potenzial hat, dem Holzbau neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen. Das Produkt ist bauaufsichtlich zugelassen und die Bemessung erfolgt nach Eurocode 5. Die hohe Festigkeit und die hohe Rohdichte erfordern jedoch punktuelle Sonderregelungen.
BauBuche - the sustainable high-performance material Since the beginning of the 21st century, timber construction has been experiencing a Europe-wide renaissance, and we are witnessing new dimensions opening up in terms of timber structures. At present, timber construction is limited almost exclusively to softwoods. Although hardwoods offer much greater strength and stiffness, up to now the process of converting them into building materials has been too costly. August 2014 saw the launch of the first industrially manufactured construction material derived from hardwood - BauBuche, a laminated veneer lumber produced from European beech. This new material has an exceptionally high load-bearing capacity, and therefore permits more slender structural components and longer spans in timber construction. Compared with softwoods, BauBuche reduces material consumption considerably, while a comparison with steel shows that BauBuche has the potential to open up completely new applications for timber construction. BauBuche has national technical approval and conforms to the Eurocode 5 rules for the design of timber structures. The high strength and density, however, mean that special rules apply for certain individual aspects. x |
Bogensperger, Thomas; Silly, Gregor | Zweiachsige Lastabtragung von Brettsperrholzplatten | Bautechnik | 10/2014 | 742-752 | Aufsätze |
Bauen mit massiven Brettsperrholzelementen (BSP-Elementen) gewann in den letzten Jahren an Bedeutung. Beginnend mit dem Einfamilienhausbau vor mehr als 15 Jahren wurden und werden mittlerweile immer größere Bauaufgaben angedacht und realisiert. Als Beispiele der aktuell größten Bauwerke in der Holz-Massivbauweise können der Murray Grove Tower und das Bridboard House - 2008 bzw. 2010 in London errichtet - angeführt werden. Die jeweils achtgeschossigen Bauwerke wurden komplett mit dem noch “jungen” Baustoff Brettsperrholz (BSP) realisiert. Traditionell erfolgt die Berechnung von Deckenelementen aus BSP als einachsig gespannter Plattenstreifen. Damit kann allerdings nur die Haupttragrichtung der orthotrop wirkenden BSP-Platte erfasst werden. Um auch die Nebentragrichtung für die Bemessung zu nutzen, werden im vorliegenden Beitrag sämtliche Steifigkeitskennwerte von BSP-Platten erläutert. Damit können auch Sonderfälle wie Deckenaussparungen oder punktgestützte Platten, welche eine 2D-Plattenberechnung nach der orthotropen, schubnachgiebigen Plattentheorie (REISSNER-MINDLIN) erfordern, untersucht werden.
Two-axial load transfer of Cross-Laminated-Timber plates In the last years building activity with solid Cross Laminated Timber (CLT) elements gained remarkable relevance. Starting with single family houses over 15 years ago medium and large sized building construction jobs are analysed and solved in the meantime. Two examples for large multi-storey houses with eight floors each, erected completely with CLT, can be cited here: on the one hand the Murray Grove Tower (2008) and on the other hand the Bridboard House (2010) - both realized in London. Structural design of these CLT-plates is performed traditionally as simply supported uniaxial plate. Only the stronger, more important main direction of CLT-plates, which is defined as the orientation of the outer layers, is treated by this assumption. In order to include the minor important orthogonal direction of CLT in a two dimensional plate theory all plate stiffness coefficients of CLT-plates are illustrated and discussed in the present paper. Consequently special cases as large cutouts in CLT-plates and column supported CLT-plates can be treated with the well known REISSNER-MINDLIN plate theory, which includes deformation due to bending and shear. x |
Fadai, Alireza; Winter, Wolfgang | Ressourceneffiziente Konstruktionen in Holzleichtbeton-Verbundbauweise | Bautechnik | 10/2014 | 753-763 | Aufsätze |
In den laufenden Forschungsprojekten des Fachbereichs “Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau” (kurz ITI) der Technischen Universität Wien (TU Wien) werden industriell erzeugte, schon seit Jahrzehnten bekannte Holzleichtbeton-Produkte, in denen organische Zuschlagsstoffe wie Hackschnitzel, Sägemehl, Holzwolle, etc. in Verbindung mit anorganischen Bindemitteln verwendet werden, als schubbeanspruchte Zwischenlage eingesetzt. Die Forschungsprojekte setzten sich zum Ziel, im Sinne der Entwicklung eines CO2-neutralen Gebäudesektors wirtschaftlich umsetzbare, emissions- und energieoptimierte Wand- und Deckensysteme in Holzleichtbeton-Verbundbauweise zu entwickeln und diese an Demonstrationsgebäuden (Neubau und Sanierung) umzusetzen. Bei den entwickelten Systemen werden Holzelemente verschiedener Bauart mit tragenden Holzleichtbeton-Elementen kombiniert. Angestrebt werden Wand- und Deckenbauteile mit guter Verbundwirkung sowie optimaler Zuordnung der Materialien entsprechend den Beanspruchungszonen im Verbundquerschnitt bei gleichzeitiger Berücksichtigung der bauphysikalischen Erfordernisse. Die bisherigen Erfahrungen im ressourcenschonenden Bauen zeigen, dass der konstruktive Holzleichtbeton (HLB) in diesem Bereich eine Reihe interessanter Optionen aufweist [1]. Daher ist es vordringliches Ziel der Forschungsprojekte, aufbauend auf vorhandenen Grundlagen die Kenntnisse von wesentlichen Parametern der Materialeigenschaften zu erweitern. Der vorliegende Beitrag wird nach einer Analyse der bisherigen Entwicklungen aufzeigen, wo technische Möglichkeiten bestehen, die verschiedenen Rohstoffketten über Verbundmaterialien zusammenzuführen. Basierend auf Versuchsergebnissen der durchgeführten Forschngsarbeiten werden die neuen innovativen konstruktiven Lösungsansätze ausführlich erläutert.
Resource-efficient lightweight wood-concrete composite constructions In several research projects of the Department of Structural Design and Timber Engineering (ITI) at the Vienna University of Technology (VUT) industrial lightweight wood particle concrete products made of wood chips, pellet, sawdust, wood wool, etc. are applied as shear stressed intermediate layers in wall and floor systems with the purpose to develop energy and emission efficient economically feasible solutions as well as demonstrate their application in pilot projects (renovation of buildings and new construction). The developed systems combine variant types of timber elements with load-bearing lightweight wood particle concrete products. It was strived to achieve an optimized use of materials according to their mechanical properties and an adjusted allocation to the stress zones of the composite wall and floor elements while at the same time taking into account thermal and acoustic requirements. Experiences in the field of resource efficient building construction show that lightweight wood particle concrete for structural construction holds a number of interesting prospects [1]. Therefore, it is a main aim of the research projects, based on existing investigations, to gain broader knowledge of the key parameters of the material lightweight wood particle concrete. This article gives an insight into previous developments and presents technical options to bring together raw material chains in composite elements. The developed innovative constructive concepts are, comprehensively described based on the results of the research projects. x |
Arendt, Stephan; Schmid, Volker | Zur Effizienz von faserverstärkten Kunststoffen an Holzlamellen mit kleinen Querschnitten | Bautechnik | 8/2014 | 572-578 | Berichte |
In den vergangenen Jahrzehnten wurden zahlreiche Untersuchungen zum Trag- und Verbundverhalten von faserverstärkten Holzquerschnitten durchgeführt. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf Glas- und Kohlenstofffaserverstärkungen im Verbund mit Brettschichtholzträgern größeren Querschnitts. Im Zuge eines Forschungsprojekts zu kleinen Gitternetztonnenschalen wurden an der TU-Berlin faserverstärkte Fichtenholzquerschnitte geringer Querschnittsgröße mit Glasfaser- oder Kohlenstofffaserverstärkungen untersucht. In dem vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse zum Trag-, Verbund- und Verformungsverhalten dieser kleinteiligen Lamellenquerschnitte vorgestellt. Im Vergleich zu den bekannten Verstärkungen von Brettschichtholz werden hier sehr hohe effektive Bewehrungsgehalte erreicht. Gleichzeitig ist die zur Verfügung stehende Verbundfläche zwischen Holz und Faserverstärkung deutlich größer.
The efficiency of fibre reinforced timber lamellas with reduced hight In recent decades the load bearing mechanisms and composite action of fibre reinforced timber beams were investigated in several research projects, with a focus on the reinforcement of larger timber sections, mainly gluelam beams, with a glass or fibre reinforcement glued to the bottom side of the beam. In contrast, the efficiency of a fibre reinforcement for slender timber lamellas was assessed in a recent research project at the Technische Universität Berlin. The load bearing capacity, composite action and the displacements were tested in different test setups and are presented in this paper. In comparison with the previous research, which concentrated on reinforced gluelam beams, the reinforcement ratios are quite high in the current research project. At the same time the area provided for the bond between timber and fibre reinforcement is comparably higher. x |
Jacob-Freitag, Susanne | Hochkomplexe Lamellenfassade für weitgespannte Dachschale | Bautechnik | 8/2014 | 579-587 | Berichte |
Nach drei Jahren Bauzeit öffnete am 7. Juni 2014 der neue “Kaeng Krachan” Elefantenpark im Zoo Zürich (Bild 1). Mit insgesamt etwa 11000 m2 ist er sechsmal so groß wie die alte Anlage. Das darin eingebettete Elefantenhaus ist die neue Unterkunft der bis zu zehn asiatischen Elefanten und bauliche Attraktion des Parks. Neben dem außergewöhnlichen Dachtragwerk, das bereits im Beitrag von WOLFRAM KÜBLER vorgestellt wurde, wird in diesem Fachaufsatz die Fassadenkonstruktion beleuchtet, bei der nahezu jedes Bauteil aufgrund der Dachgeometrie ein Unikat ist.
Highly complex lamella façade for widespread roof-shell After three years of construction time the new “Kaeng Krachan” Elephant Park at Zoo Zürich opened on the 7th of June 2014 (Photo 1). With about 11000 m2 the park is six times bigger as the old one. The Elephant-House in the middle of the park is the new lodging of the up to ten elephants. The building is a special attraction concerning its structural works: Beside the extraordinary construction of the roof-shell, which was just presented in an article of WOLFRAM KÜBLER, the following pages will illuminate the construction of the facade, in which nearly every structural element is unique due to geometry of the roof-shell. x |
| Bautechnik aktuell 8/2014 | Bautechnik | 8/2014 | 589-592 | Bautechnik aktuell |
Persönliches: Zum 65. Geburtstag und zur Emeritierung von Prof. Peter Marti (Walter Kaufmann, Zürich und Viktor Sigrist, Hamburg) / Dipl.-Ing. Eberhard Bauer wird 70 / Kammer beruft neuen Hochschulbeauftragten
Firmen und Verbände: Holz - Der Baustoff des 21. Jahrhunderts / Neue DBV-Arbeitstagung “Typische Schäden im Stahlbetonbau II - Aber wer hat Schuld?”
Veranstaltungen: Holzbaupreis 2015 - Bauen mit Holz in Hamburg und Schleswig-Holstein
Nachrichten: Fernstudium Umweltwissenschaften an der Universität in Koblenz. Berufsbegleitende Weiterbildung für Ingenieure und Naturwissenschaftler
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Vogt, Tobias; Hummel, Johannes; Schick, Michael; Seim, Werner | Experimentelle Untersuchungen für innovative erdbebensichere Konstruktionen im Holzbau | Bautechnik | 1/2014 | 1-14 | Aufsätze |
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. x |