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Meyn, WilhelmUntersuchungen zum Bestandsschutz von Holztreppen aus brandschutztechnischer Sicht am Berliner BaurechtBautechnik11/2017812-820Berichte

Abstract

Beim “Bauen im Bestand” müssen Planer von Baumaßnahmen häufig die Entscheidung treffen, nach welchem Rechtsstand das zu bewertende Gebäude oder Bauteil zu beurteilen ist. Nicht immer muss die Bausubstanz nach den heute geltenden Vorschriften eingestuft werden. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der bauliche Bestand unverändert erhalten bleiben. Beispielhaft wird der “Bestandsschutz” von Holztreppen in diesem Artikel am Berliner Baurecht untersucht. Hierzu werden die Baupolizei- bzw. Bauordnungen im historischen Wandel sowie die Änderungen der geografischen Gültigkeitsbereiche dieser Ordnungen durch die Stadtentwicklung Berlins beschrieben. In praxisbezogenen Beispielen wird die materielle Legalität bzw. Illegalität von Holztreppen aufgrund des zur Zeit der Errichtung gültigen Baurechts überprüft. Die prinzipielle Vorgehensweise, die hier beschrieben wird, kann auch auf andere Bundesländer und andere Bauteile übertragen werden.

Research on the conservation of the status quo of wooden stairs from the fire protection perspective in the Berlin building law
Within the refurbishment of existing buildings, planners often need to decide which legal basis is valid for the relevant building or structural component under consideration. Not necessarily these buildings do always require a classification according to the current building law. The principle procedure described in this article can also be applied to the laws in other German federal states, as well as to different building components. With a focus on wooden stairs this article discusses the aspect of the conservation of the status quo in context of the current Berlin building law.
For this purpose, the development in the historic Berlin construction planning and building regulations, as well as the changes in the geographical scope of these regulations, are described in detail. The legality or illegality of wooden stairs are investigated on basis of the building law valid at the time of erection for real cases.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Industrie- und Gewerbebauten 2017Bautechnik10/20171-76Sonderheft

Abstract

Probleme in der Nutzungsqualität und Wandlungsfähigkeit von Industrie- und Gewerbebauten sind oft begründet in mangelnder Kommunikation und fehlendem gegenseitigem Verständnis der beteiligten Partner. Demzufolge ist es eine besondere Herausforderung, die Partner unterschiedlicher Disziplinen wie Architekten, Bauingenieure, Fabrikplaner, Maschinenbauer, Facility Manager und bauausführendes Gewerbe zu koordinieren und Kommunikationsschnittstellen zu definieren. Durch die integrierte Betrachtung von Hülle und Produktionsanlagen können höhere Nutzungsqualitäten, Flexibilität/Nachhaltigkeit/Wandlungsfähigkeit, eine bessere Ausnutzung der baulichen und produktionstechnischen Ressourcen durch Vermeidung unnötiger Investitionen in Infrastruktur und Konstruktion (bau- und produktionsseitig), die Optimierung von Effektivität und Wirtschaftlichkeit des gesamten Planungsprozesses zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit, die Vermeidung von Redundanzen im Planungsablauf und die Verbesserung des Daten-/ Informationsaustausches erreicht werden. Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung -BMVBS- hat im Rahmen der Forschungsinitiative ?Zukunft Bau? eine Forschungsarbeit gefördert, die sich mit dieser Problematik auseinandersetzt. Die Ergebnisse wurden in einem ?Planungsleitfaden Zukunft Industriebau? zusammengefasst und vom Fraunhofer IRB Verlag veröffentlicht.

Diesen und weiteren Themen wie neue Normen und Richtlinien, Projekte und Objekte aus Neubau und Sanierung sowie Materialien und Bauelemente für Produktions-, Logistik- und Gewerbebauten widmet sich das Sonderheft Industrie und Gewerbebau in diesem Jahr. Darüber hinaus runden aktuelle Produkt- und Objektberichte marktteilnehmender Unternehmen den Fachteil wie gewohnt ab.

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Euler, Mathias; Schorr, Johannes; Drebenstedt, KarlStahlbau, Holzbau und Verbundbau: Festschrift zum 60. Geburtstag von Univ.-Prof. Dr.-Ing Ulrike Kuhlmann.Stahlbau10/2017945-946Rezensionen

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Kindertagesstätten 2017Bautechnik9/20171-76Sonderheft

Abstract

Damit Kinder die Welt über Körper und Sinne erfahren können, brauchen sie eine entsprechende Umgebung. Sie brauchen Räume, die ihnen ermöglichen, ihre Umwelt zu erforschen, ihre Körperkräfte auszuloten und ihre Geschicklichkeit zu erweitern. Und sie benötigen einen vertrauten Ort, der ihnen als sichere Basis dient. Aus diesem vertrauten Raum können sie die Umwelt erkunden, mit der Möglichkeit, immer wieder an diesen sicheren Platz zurückzukehren, an dem sie sich geborgen fühlen.

Mit dem gesetzlich verbrieften Recht von Eltern auf einen Krippen- bzw. Kindergartenplatz besteht nach wie vor hoher Bedarf an neu zu schaffenden Kinderbetreuungseinrichtungen. Die baulichen Vorgaben zur Gestaltung einer Kita gehen dabei weit auseinander, denn länderübergreifende Mindeststandards für die Qualität von Kinderbetreuungseinrichtungen gibt es nicht. Und so haben vor allem Kindergartenkinder in jedem Bundesland unterschiedlich viel Bewegungsfreiheit.

Die baulichen Anforderungen müssen die Funktionalität als sicherer, bespielbarer kindgerechter Lern- und Spielraum erfüllen und dennoch eine behagliche, an die Bedürfnisse von Vorschulkindern unterschiedlichen Alters angepasste Atmosphäre bieten. Damit verbunden sind besondere Anforderungen an die Planung: Toiletten und Waschbecken beispielsweise müssen an die verschiedenen Altersgruppen angepasst werden. Dieser Bedarf setzt sich in der Gesamtplanung fort. Neben der spezifischen Planung und Ausstattung für Kinder müssen aber auch organisatorische Bedürfnisse abgedeckt werden können. Das reicht von der Heizungsanlage bis hin zur Küche. Dabei müssen diese Bereiche gesichert werden, aber gleichzeitig in einer Notsituation schnell erreichbar sein.

Diesen und weiteren Themen widmet sich das im September erschienene Sonderheft Kindertagesstätten. Neben herausragenden Neubau- und Sanierungsbeispielen namhafter Architekturbüros stellt das Heft aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen vor.

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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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Hofmann, Veronika; Werther, Norman; Winter, StefanBrandschutztechnische Lösungen für großflächige Holzdachelemente im IndustriebauBautechnik6/2017389-398Berichte

Abstract

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

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

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Kruse, Dirk; Zobel, AndreGrundlegende Untersuchungen zur Überarbeitung der Muster-IndustriebaurichtlinieBautechnik6/2017399-403Berichte

Abstract

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

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

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Handelsimmobilien 2017Bautechnik4/20171-38Sonderheft

Abstract

Die Renaissance der Innenstädte hat einen dynamischen Zuwachs von Einkaufszentren (EKZ) in Stadt(teil-)Zentren bewirkt und damit die Bedeutung der Innenstadt als attraktiven Einkaufs-, Dienstleistungs- und Erlebnisstandort gestärkt. Immobiliendienstleister erwarten für den Handelsimmobilienmarkt vor allem in Ballungszentren in Zukunft dynamische Entwicklungen. Dafür sprechen attraktive Finanzierungskonditionen und die wirtschaftliche Stabilität Deutschlands. Zahlreiche bestehende EKZ müssen moderner werden und sich auf neue Kundengruppen einstellen. Der Bedarf an Wertsteigerung, -erhaltung und Sanierung ist hoch. Das alles sind Herausforderungen, denen sich die Baubranche stellen muss. Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und eine immer anspruchsvollere Architektur erfordern neue bauliche Lösungen ? von der Fassade bis zum Dach, vom Parkhaus bis zum Foyer, von der Gebäudetechnik bis zur Inneneinrichtung. Das Sonderheft ?Handelsimmobilien? des Verlages Ernst & Sohn informiert Architektur- und Planungsbüros, Projektsteuerer und kommunale Entscheidungsträger über gelungene Projekte im Neubau und Bestand sowie technische Neuerungen. Aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Flachdächer 2017Bautechnik4/20171-90Sonderheft

Abstract

Wie jede andere Dachform bietet auch das Flachdach Vor- und Nachteile. So ist beispielsweise die Wartungsintensivität hoch; regelmäßige, oft aufwändige und teure Renovierungs- und Instandsetzungsmaßnahmen sind notwendig. Um das möglichst zu vermeiden, sind schon bei der Planung zahlreiche Regeln, Normen und Richtlinien sowie örtliche Gegebenheiten zu beachten. Zwingend zu berücksichtigen sind die Dacheindeckung, die Abdichtung und die Entwässerung sowie die Dämmung und möglichst lange Sanierungsintervalle. Darüber hinaus lassen sich auf dem Flachdach sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaikanlagen installieren und/oder das Dach begrünen. Je nach Objekt kommen bei Neubau, Sanierung oder Umbau unterschiedliche konstruktive Ausführungen zur Anwendung. Neben bauphysikalischen und statischen Einflüssen müssen bei Neubau, Sanierung oder Umbau von Flachdächern auch die Anforderungen der jeweils geltenden EnEV und die Integration von Komponenten zur Erzeugung solarer Energie und/oder Tageslichtnutzung berücksichtigt werden. Um all diese Anforderungen in die Praxis umzusetzen, stehen heute ausgereifte Baustoffe, Bauteile und Konstruktionshilfen zur Verfügung. Aber nicht jedes Material ist für jeden Einsatzzweck geeignet. Es bedarf vor allem bei einer Sanierung einer genauen Analyse des Vorhandenen. Dabei muss der Planer mit dem Bauherrn klären, welche Beanspruchungen zu erwarten sind, z. B. durch eine Nutzung, unter Umständen auch durch auf dem Dach befindliche technische Geräte und deren regelmäßige Wartung. Das Sonderheft ?Flachdächer? aus dem Verlag Ernst & Sohn greift diese Themen auf. Aktuelle Produkt- und Objektberichte marktteilnehmender Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Schulen 2017Bautechnik3/20171-74Sonderheft

Abstract

Schulen - das sind schon lange keine Solitärgebäude neben der Dorfkirche mehr. Im Zusammenspiel werden die verschiedenen Gebäude als Campus bezeichnet und umfassen neben den eigentlichen Klassenräumen auch Lehrerzimmer, Aula und Kantine, Turn- und manchmal Schwimmhallen. Das Ganze ist eingebettet in einen Freiraum, der angenehme Aufenthaltsqualitäten bieten und Lust auf Bewegung machen soll. Schulen stellen an Planer hohe Anforderungen: von Brandschutz über Akustik bis hin zu Klima- und Lichttechnik müssen zahlreiche baurechtliche Vorschriften erfüllt werden. Durch neue pädagogische Ansätze und Konzepte ist Schulplanung anspruchsvoller geworden - Themen wie Flexibilität, Schaffen von Kommunikations- und Lernzonen wirken sich nicht nur auf neue Raumkonstellationen sondern auch auf die technische Planung aus. Lesen und Sehen Sie auch in diesem Special über Schulen aktuelle Trends aus der Architektur und neueste Entwicklungen aus der Industrie.

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Tutsch, Joram; Hipper, Andreas; Schling, Eike; Barthel, RainerModulare Stahllamellenhallen von Hugo Junkers - Wissenschaftliche Grundlagen für eine denkmalgerechte InstandsetzungBautechnik3/2017161-169Aufsätze

Abstract

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

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

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

Abstract

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

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

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

Abstract

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

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

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Innovative Fassadentechnik II 2016Bautechnik12/20161-66Sonderheft

Abstract

Fassaden sind integraler Bestandteil eines ganzheitlichen Bauens, der sowohl innovative statische wie auch technische Lösungen zulässt oder sogar sichtbar macht. Vor diesem Hintergrund stehen Architekten und Ingenieure heute vor neuen Herausforderungen: Konstruktive Gestaltung, Materialwahl und Schichtenaufbau der Fassaden sollen maßgeblich das Klima im Gebäudeinnern regulieren, sie selbst sollen energieoptimiert und haustechnisch vernetzt sein, aktiv mit dem Umgebungsklima ?kommunizieren? und außerdem ihren gestaltenden Charakter bewahren, ihre Ästhetik, ihre identitätsstiftende Wirkung auf den Menschen und ihre Integrationsfähigkeit in die gebaute Umwelt. Aktuelle Produkt- und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Sportstätten, Multifunktionsarenen und FreizeiteinrichtungenBautechnik12/20161-42Sonderheft

Abstract

Grundlage für eine sportliche Betätigung im Breiten-, Nachwuchs- und Spitzensport ist eine bedarfsgerechte und nachhaltige Infrastruktur an Sportstätten. Dazu zählen Arenen, Sporthallen und -plätze, Schulsportstätten, Freizeitsportanlagen Schwimmhallen, Freibäder und Bewegungsräume. Ihre Errichtung, Modernisierung, Erweiterung und Sanierung unterliegt der kommunalen Sportpolitik und wird in der regionalen Sportstättenentwicklungsplanung festgeschrieben. Aufgrund der Komplexität dieser Leitlinie bedeutet das für die Planer, dass sie mit übermäßig vielen Richtlinien, Normen und Regelwerken konfrontiert sind. Darüber hinaus müssen viele Kommunen aus Kostengründen ihre Sportinfrastruktur umgestalten oder zurück bauen. Die Planer sind damit in der Pflicht, kostengünstige, flexible und trotzdem qualitätsvolle Sportbauten zu entwickeln. Dass sie diese Aufgabe in vielen Fällen hervorragend meistern, stellen wir Ihnen in unserem erstmals im Verlag Ernst & Sohn erschienen Sonderheft ?Sportbauten? vor. Das Sonderheft informiert über ? Sportstättenentwicklungsplanung und ihre Verknüpfung mit der Stadtentwicklungspolitik ? Normen und Richtlinien ? Projekte und Objekte aus Neubau und Sanierung ? Nachhaltige Materialien und Bauelemente für Sportbauten Aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Brandschutz 2016Bautechnik12/20161-82Sonderheft

Abstract

Brandschutznachweise sind für Sonderbauten und öffentliche Gebäude obligatorisch. Aber auch alle übrigen Bauten benötigen sichere und praxisgerechte Brandschutzkonzepte. Das Erstellen ist häufig sehr aufwendig, weil viele Richtlinien, Verordnungen, Sonderbauverordnungen und Normen zugrunde gelegt werden müssen.

Das Sonderheft Brandschutz will die Ersteller von Brandschutzkonzepten in ihrer täglichen Arbeit unterstützen. Es informiert über aktuelle Regelungen und stellt Anwendungsbeispiele aus der Brandschutzplanung für Neubau und Sanierung verschiedener Gebäudearten vor.

Aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: BIM - Building Information Modeling 2016Bautechnik12/20161-100Sonderheft

Abstract

Die Digitalisierung des Bauens schreitet voran und die Arbeitsmethode BIM ist dabei ein wesentlicher Aspekt - nicht der einzige. Fast ließe sich sagen, „wo BIM draufsteht, ist Digitalisierung drin”.

Die diesjährige Ausgabe des Heftes befasst sich mit der Implementierung digitaler Prozesse, dem dafür erforderlichen Projektmanagement und natürlich dem damit einhergehenden Wandel von Arbeit- und Unternehmensstrukturen. Der entscheidend wichtigen Frage der Normenfindung wird ebenso Raum gegeben wie der nach Ausbildung und neuen Berufen. BIM und die Hersteller, BIM im Controlling und der Blick ins Ausland gehören genauso dazu wie praxisnahe Projektberichte und Fachbeiträge aus Ingenieurbau, Architektur und von Bauunternehmen.

Das vielbeachtete Heft - die Ausgaben der drei vorherigen Jahre sind Sammlerstücke... - schreibt auch 2016 jene Zukunft des Bauens weiter, die nicht erst gestern begonnen hat.

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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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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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Hummel, Johannes; Seim, Werner; Otto, SimoneSteifigkeit und Eigenfrequenzen im mehrgeschossigen HolzbauBautechnik11/2016781-794Aufsätze

Abstract

Dieser Fachaufsatz befasst sich mit der Fragestellung der Bestimmung der Eigenfrequenz von mehrgeschossigen Konstruktionen aus Holzrahmenelementen und Brettsperrholzelementen im Hinblick auf eine Erdbebenberechnung. Geeignete Methoden für die Eigenfrequenzberechnung für Holzkonstruktionen werden vorgestellt. Im Mittelpunkt steht vor allem die Festlegung der Steifigkeit. Es werden Ansätze für die Ermittlung der Steifigkeit von Wandelementen vorgestellt und mit Steifigkeiten aus Versuchen an Wandelementen verglichen. Im Allgemeinen ergibt sich die Steifigkeit des Wandelements aus unterschiedlichen Verformungsanteilen. Es wird gezeigt, wie sich aus den Verformungsanteilen Steifigkeitskennwerte für eine Berechnung mit einem Ersatzstab ableiten lassen und welchen Einfluss die unterschiedlichen Verformungsanteile auf die Steifigkeit von Mehrmassenschwingern mit zwei, vier, sechs und acht Geschossen haben. Aus den Erkenntnissen einer Parameterstudie werden Empfehlungen zur Bestimmung von Eigenfrequenzen mithilfe eines Ersatzstabmodells gegeben.

Stiffness and eigenfrequencies of multi-storey timber structures
This paper deals with the issue of the eigenfrequency of multi-storey structures of light-frame and CLT-elements with respect to seismic design. Appropriate methods for the determination of eigenfrequencies will be provided. The paper focuses on the predefinition of the stiffness. Approaches to determine the frequency of wall elements from different contributions of deformation will be given. The analytical determined flexibilities respectively stiffness will be compared with the stiffness obtained by wall element testing. It will be shown how stiffness parameters for an equivalent cantilever beam model can be derived from the contributions of deformation. Furthermore, the influence of the different flexibilities on the stiffness of the equivalent model with two, four, six and eight storeys will be investigated. From the findings of a parametric study recommendations to the determination of eigenfrequencies will be given.

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

Abstract

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

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

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Franke, Bettina; Müller, Andreas; Simon, AntjeHolzbrücken - Erkenntnisse zum Feuchteverhalten in den Tragquerschnitten aus LangzeitmessungenBautechnik11/2016801-806Aufsätze

Abstract

Die Leistungsfähigkeit von Holz im Brückenbau ist durch zahlreiche Konstruktionen weltweit belegt. Gegenüber Holz sind aktuell noch Hemmnisse bei den Straßenbaubehörden und Planern vorhanden, die die Anzahl der Projekte beschränken. Die infolge des variierenden Klimas respektive der Holzfeuchteänderung resultierenden Eigenspannungen im Querschnitt wurden bisher vorwiegend unter Laborbedingungen untersucht. Die Untersuchungen ergaben, dass die Holzfeuchte sich über den Querschnitt unterschiedlich stark ändert, was zu internen Spannungen führt. Die Diskussion über zuverlässige Ansätze für die Beurteilung der sich ausbildenden Eigenspannungen in Brückenquerschnitten ist stetig. Erste Empfehlungen liefern die gewonnenen Erkenntnisse zum Feuchteverhalten aus sieben über mehrere Jahre überwachten Straßenbrücken. In allen Konstruktionen wurde der Holzfeuchtegehalt in Beziehung zum vorherrschenden lokalen Klima erfasst. Die Einflüsse aus dem lokalen Klima sind nicht zu vernachlässigen. Positiv ist, dass die gemessenen Holzfeuchten geringer sind als die aus den Daten der nahe liegenden Wetterstation resultierende Ausgleichsfeuchte. Die Auswertung der Feuchtegradienten im Querschnitt lässt eine Abgrenzung zwischen einer ruhigen und beanspruchten Querschnittszone erkennen.

Timber bridges - Long term monitoring results of moisture diffusion in the load carrying cross-sections
Timber road bridges have been built worldwide for centuries. The high performance of wood is approved through many constructions. However, there are still doubts about using wood by the planning engineer, which reduce the number of realized projects. The moisture induced stresses in cross-sections according to the varied ambient climate are mainly investigated under laboratory conditions. The results show that the moisture content changes differently over the cross-section and leads to moisture induced stresses. The discussion about methods for the assessment of the moisture induced stresses in timber bridge cross-ections is continuing. Results observed in the long term monitoring of seven timber bridges provide first guidelines for practitioners. For all constructions, the moisture content was measured regarding the ambient micro climate. As result, the influences according to the ambient micro climate are not insignificant. Positive is that the directly measured moisture content is less compared to the equilibrium moisture content calculated from the data of a close by meteorological station. The analysis of the moisture gradient over the cross-section allows the definition of an active or passive zone.

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Eisenhut, Lars; Seim, WernerLangzeitverhalten geklebter Bauteile aus Holz und hochfestem Beton bei natürlichem KlimaBautechnik11/2016807-816Aufsätze

Abstract

Holz-Beton-Verbundkonstruktionen kombinieren die Eigenschaften der Werkstoffe Holz und Beton auf vorteilhafte Weise. Im Vergleich zur reinen Holzbau-Lösung weist die Verbundstruktur eine optimierte Tragfähigkeit, ein verbessertes Schwingungsverhalten, einen höheren Schallschutz sowie eine größere thermisch aktivierbare Masse auf. Der Verbund zwischen Holz und Beton wird bisher üblicherweise durch mechanische Verbindungsmittel oder mittels Formschluss erreicht. Dies führt zu einem mehr oder weniger nachgiebigen Verbund. Durch den Einsatz der Klebtechnologie als Verbundmittel wird ein “starrer Verbund” erreicht und durch die Vorfertigung von Verbund-Fertigteilelementen bleiben die Vorteile einer “trockenen Bauweise” erhalten. Die Fragen zur Herstellungstechnologie und zum Kurzzeitverhalten geklebter Holz-Beton-Verbundbauteile wurden am Fachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau der Universität Kassel bereits in der Vergangenheit untersucht. Für die Anwendung in der Baupraxis fehlten jedoch Kenntnisse des Langzeitverhaltens. Diese Lücke wurde in den vergangenen drei Jahren im Rahmen des von der AiF geförderten Forschungsclusters “BestKleb” geschlossen. Im folgenden Beitrag wird von den Untersuchungen an Bauteilen und der Schlussfolgerung für eine baupraktische Anwendung berichtet.

Longterm-behavior of glued full-scale specimens made from wood and high performance concrete at natural climate conditions
The advantages of the construction materials wood and concrete could be used effectively in wood-concrete-composite constructions. The composite structure shows optimized load carrying capacity, a better vibrational behavior, higher noise protection and a higher thermally activatable mass in comparison to constructions that are entirely made from wood. Mechanical fasteners or form fitting connections are state-of-the-art for connecting timber to concrete. This leads to more or less flexible bond. By using the adhesive technology a “rigid bond” can be achieved and it is possible to combine the advantages of a “dry construction method” with the advantages of the prefabrication. The questions of the production technology and the short-term behavior of glued wood-concrete composite constructions were answered yet at the department of timber structures at the University of Kassel. Knowledge of long-term behavior was missing for an application in construction practice. This was studied in the last three years in detail. The experimental und numerical investigations on full-scale specimens and the conclusions for a practical application are reported in the following article.

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Ayoubi, MazenVerbundverhalten von Vollgewindeschrauben in Brettschichtholzbauteilen - Teil 2: Analytische und numerische Untersuchungen sowie die Ableitung eines Verbundmodells zur Berechnung der VerankerungslängeBautechnik11/2016817-827Aufsätze

Abstract

Zur Beschreibung des Verbundverhaltens und der Kraftübertragung von selbstbohrenden Vollgewindeschrauben bei großen Verbund- und Einbindelängen in Brettschichtholzbauteilen 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 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 Erkenntnisse ermöglichen die Bestimmung eines 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 [1] ermittelt wurden, dargestellt. Teil 1 behandelt die experimentellen Untersuchungen [2], Teil 2 die analytischen und numerischen Betrachtungen sowie die Herleitung eines Verbundmodells zur Berechnung der Verankerungslänge.

Bond behaviour of self-tapping screws being used as reinforcement in glue-laminated timber elements - Part 2: Analytical and numerical investigations as well bond model derivation for the calculation of anchorage length
In favor of the investigation of bond behaviour, force transfer and 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 comprise more than 160 pull-out tests of screws with long embedment length and over 84 load distributions tests. Additionally, several tests displaying the effect of longitudinal cracks in the surrounding wood as well as the effect of the screw tip have been conducted. 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 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 [1], 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 [2] whereas part 2 illustrates the numerical analyses and presents a bond model, which enables the design of the anchorage length and the safe application of the screws as reinforcement in timber elements.

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Scheu, Markus; Scheffler, Jürgen; Jahreis, Markus; Oppel, Mike; Rautenstrauch, KarlIngenieurholzbau für mehrgeschossige Industriebauten - Konzept und DetaillösungenBautechnik11/2016828-833Aufsätze

Abstract

Ein mehrgeschossiges Firmengebäude in Berlin wurde in Holz- und Holz-Beton-Verbundbauweise errichtet. Die sichtbare Konstruktion aus Brettschichtholz erstreckt sich teilweise über vier Etagen und erforderte eine Auslegung der Brandsicherheit nach R90. Entworfen wurde das Gebäude durch die Roswag Architekten, die Konzeption für die Holzkonstruktion sowie die Holz-Beton-Verbunddecken erfolgte durch die Stephan Holzbau GmbH. Eine besondere Herausforderung stellten die Knotenpunkte dar, bei denen die hohen Stützenlasten durch die Durchlaufträger aus Brettschichtholz hindurchzuleiten waren. Hierfür kam eine Sonderlösung mit Polymerverguss zum Einsatz. Bohrungen, quer zur Spannrichtung, wurden mit einem hochfesten Polymerverguss gefüllt, die Lasten konnten auf kleinem Raum über diese integrierten Vergusssäulen durch den Träger hindurch weitergeleitet werden. Die Querschnittsreduzierung bleibt äußerst gering und somit die Durchlaufwirkung erhalten. Bauseitig bestanden sehr hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit. Die geringen Bauteiltoleranzen der Sichtkonstruktion waren problemlos über den CNC-Abbund und Verguss im Werk steuerbar. Durch den Einsatz von Polymerverguss konnten die Kosten für diese Verbindung, verglichen mit einer Standardlösung mit Stahleinbauteilen, um ca. 30 % reduziert werden. Im Artikel werden Ansätze und Lösungen für die Holz-Beton-Verbunddecken und die Knotenpunkte vorgestellt sowie nähere Ausführungen zu deren Anwendungspotenzial auf Grundlage der Entwicklungsarbeit der Professur Holz- und Mauerwerksbau gegeben.

Timber construction engineering for multiple storey buildings
A multiple storey industrial building was erected in Berlin with timber and timber-concrete-composite technology. The load bearing system made of glued laminated timber has a height of four floors in visual quality and with a fire resistance level of R90. The design was done by Roswag architects, the load bearing system with timber and TCC ceilings was developed by Stephan Holzbau GmbH.
A special challenge are the joints of the post and lintel construction. The high load impact from the posts had to be transfered by the continuing timber lintels. Therefore, a special solution was found in a polymer compound grout with a very high compression resistance. Drill holes, perpendicular to the grain, were filled with the grout to produce integrated columns. Hence, the impact to the cross section of the glulam lintel is low and the load bearing system transfer still works without limitations. Due to the pre-fabrication and computer-aided wood-working in the workshops of Stephan Holzbau it was possible to meet the very high standards of visual appearance and precision of the construction. Furthermore, the cost of the joints could be reduced by about 30 % compared to usual steel details.

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