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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Als Abstellhalle für Fahrzeuge und als überdachter Arbeits- und Lagerplatz entstand in Andelfingen (Kanton Zürich) 2015 ein neues Werkhofgebäude. Die Halle mit den Abmessungen von 16, 50 × 30 m2 und einer Höhe von etwa 8 m sollte aus Holz konstruiert werden. Einem Bausatz gleich, sind für Wand und Dach flächenartige Konstruktionselemente entwickelt worden, die Tragwerk und Hülle integral vereinen und darüber hinaus einfach und schnell montiert werden können. Denn moderne industrielle Herstellungsmethoden des Holzbaus ermöglichten die Erweiterung der Typologie des traditionellen Strickbaus auf den großmaßstäblichen Industriebau. Das Stapeln und Ineinanderstecken von etwa 2 m hohen Brettschichtholzträgern mit der Länge der ganzen Gebäudeseite, oben in die Wände eingesteckte Dachbinder und darauf aufgesetzte Mehrschichtplatten ermöglichte eine Holzkonstruktion mit nur wenigen zusätzlichen Verbindungsmitteln aus Stahl und eine Montagezeit des Holzbaus von nur 4 d. Durch enge Zusammenarbeit aller Planer vereinen sich Materialeigenschaften, Konstruktion, Tragwerk, Montageprinzip und architektonischer Ausdruck.

Plugged and stacked - the maintenance depot in Andelfingen (CH) as a modern industrial log construction
In 2015 a new maintenance depot for utility vehicles was built in Andelfingen (Canton Zurich). The building is 16.50 m wide and 30 m long with a height of 8 m and was supposed to be constructed in wood. Referring to the simpilicity of an assembly set, planar components have been developed for the roof and the walls integrating both the load bearing structure and the building envelope and allowing for a simple and fast assembly. This was possible because of modern industrial fabrication techniques which allow to transfer the traditional log construction to a large scale industrial building type. The process of stacking and plugging 2 m high laminated timber components with the length of the entire building, the slotting of the roof beams into the wall and the multilayer board on top rendered possible a timber building with only a few additional iron fasteners put together in only 4 d. Only through close cooperation of architects, engineers and contractors a strong relation of the building material, the construction principle, the building structure and its architectural expression is achieved.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelten mutige Zimmerer, Holzbauunternehmer und holzbauinteressierte Architekten bzw. Ingenieure den Holzbau zu einer leistungsfähigen Bauweise in Europa. Will man die heute noch stehenden Zeugnisse dieser Entwicklung substanzschonend erhalten, so ist das nur bei ausreichender Kenntnis über die konstruktive und technische Entwicklung möglich. Der Autor berichtet in diesem Beitrag über den Hallenbau der Firma Christoph und Unmack.

Innovations in the timber-frame construction - The wooden hall construction of the company Christoph and Unmack/Niesky
At the beginning of the 20th century courageous carpenters, wood construction companies, architects and engineers developed the timber construction to a powerful construction method. To preserve the remaining buildings of this period the knowledge of the constructive and technical development is essential. In this publication the author gives a report on the hall buildings of the company Christoph and Unmack.

Brettsperrholz (BSP) wird zunehmend im modernen Holzbau für Wände, Decken oder Dachelemente als hochwertiges, innovatives und wirtschaftliches Tragelement eingesetzt. Bei sorgfältiger Planung und Ausführung ist es möglich, einen sicheren Einsatz von BSP auch in Gebäuden mit erhöhten Brandschutzanforderungen und gemäß den Anforderungen von Tragwerksnormen (z. B. EN 1995-1-1 und EN 1995-1-2) [1, 2] zu gewährleisten. Weltweit wurden bereits zahlreiche Brandversuche mit BSP durchgeführt, um den Einfluss unterschiedlicher Querschnittsaufbauten sowie verschiedener Klebstoffe auf den Feuerwiderstand von Decken- und Wandelementen aus BSP zu untersuchen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die umfangreichen experimentellen Untersuchungen, wichtige Erkenntnisse werden zusammengefasst und Empfehlungen für die Brandbemessung von BSP erläutert. Die Untersuchungen zeigen, dass eine ausreichende Datengrundlage existiert, um das Brandverhalten von BSP zuverlässig zu beschreiben.

Fire behaviour of cross-laminated timber
Cross Laminated Timber (CLT) is currently used in modern timber structures for load-bearing wall, floor or roof elements as a high quality, innovative and cost-effective structural element. Careful planning and implementation ensures the safe use of CLT in buildings with increased fire protection requirements and in accordance with the requirements of building-design standards (e. g. EN 1995-1-1 and EN 1995-1-2) [1, 2]. Worldwide, many fire tests with CLT have been per-formed to investigate the influence of different cross-sectional build-ups and various adhesives on the fire resistance of CLT floor and wall elements. This paper gives an overview of the extensive investigations, main outcomes are summarized and recommendations on the fire design of CLT elements are given. The investigations show that an adequate data base exists to reliably describe the fire behavior of CLT.

BVMB hat bei der EU Beschwerde eingereicht
Zahlungsmoral der öffentlichen Hand wieder verschlechtert
Holzbauquote am Bau auf über 16 Prozent gestiegen

Seit der Rechtsanspruch auf einen Kindergartenplatz in aller Munde ist, sind Kommunen nun unter Zugzwang, denn nach wie vor besteht hoher Bedarf an neu zu schaffenden Kinderbetreuungseinrichtungen. Damit verbunden sind besondere Anforderungen an die Planung. Als Handicap stellt sich dabei allerdings oftmals die Verwaltungsvereinfachung in den Kommunen dar, die die Hauptlast des Baus finanziell zu tragen haben. Der Kita-Bau steht unter der Not, Plätze schaffen zu müssen, während die öffentlichen Kassen leer sind bzw. bei der Verteilung der Mittel andere Prioritäten gesetzt werden. Eine Folge davon ist, dass die Standards bezüglich des Baus sinken. Bauträger sollten jedoch bedenken, dass Kindheit heute überwiegend in Institutionen stattfindet und in diesen Einrichtungen Spiele möglich sein müssen, die für die Kinder attraktiv sind und die die pädagogischen Konzepte unterstützen. Eine Kindertageseinrichtung sollte deshalb bespielbarer kindgerechter Gebrauchsgegenstand sein ? mit dem Ziel ?Die Architektur dient der Pädagogik". Eine kompakte Baukörpergestaltung, wenig Flächenverbrauch, thermische Raumorientierung, sparsame Verwendung von Ressourcen und Minimierung von Verunreinigungen sowie Verwendung von schadstofffreien Baustoffen sollten Priorität haben. Für die Pädagogen ist letztlich das Ergebnis wichtig: Multifunktionalität, ein gesundes Raumklima, gute Akustik, guter Lichteinfall und kurze Wege sind sowohl für die Kinder als auch für das Personal günstig. Überschaubarkeit fördert die Raumnutzungskompetenz der Kinder. Das Sonderheft Kindertagesstätten stellt dazu herausragende Neubau- und Sanierungsbeispiele aus Architekturbüros vor. Aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

Die Schaffung und der Erhalt von bezahlbarem Wohnraum ist vor allem in den Ballungszentren ein drängendes Thema. Wie kann hier privater und öffentlich geförderter Wohnungsbau realisiert werden? Besonders im kostengünstigen Wohnungsbau müssen die Planer in einem sehr engen Korsett aus Budget, Anforderungen, Normen und Regelwerken agieren. Dadurch sehen sich viele in ihren Aktivitäten stark beschnitten. Die Bereitschaft, die Baukosten zu minimieren und im Rahmen der Möglichkeiten zu einem kostengünstigen Wohnungsbau beizutragen ist vorhanden, jedoch nicht um den Preis von Qualität und Baukultur. Dieser und anderen Fragen widmet sich das im Mai 2016 in zweiter Auflage im Verlag Ernst & Sohn erscheinende Sonderheft Geschosswohnungsbau.

Das Sonderheft informiert über:
• Architektur- und Planungsqualität im Wohnungsbau
• neue Normen und Richtlinien
• Projekte und Objekte aus Neubau und Sanierung
• nachhaltige Materialien, Systeme und Bauelemente für den Geschosswohnungsbau
• das Zusammenspiel von Planern und Investoren zur Förderung kostengünstigen Bauens

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

Für die Corporate Identity eines Unternehmens haben Industrie- und Gewerbebauten hohen individuellen Anspruch an Gestaltung und technische Ausstattung. In der Regel vereinen sie Produktion und Verwaltung unter einem Dach. Ihre Komplexität stellt hohe Anforderungen an die Planer, denn einerseits müssen sie die speziellen jeweiligen Betriebsabläufe kennen, wichtige technische Funktionen für die reibungslose Produktion umsetzen und logistische Ansprüche erfüllen. Andererseits will der Bauherr durch herausragende Architektur auf sein Unternehmen aufmerksam machen. Die Planung und Ausführung der komplexen Gebäude erfordert deshalb nicht nur umfassendes Spezialwissen über Produktionsabläufe und Sicherheitsanforderungen, sondern auch über die Integration von Verwaltungsstrukturen des Unternehmens in ein Fertigungs- oder Logistikgebäude. Das 2. Sonderheft Industrie und Gewerbebau in diesem Jahr informiert wieder über:

• Neue Entwicklungen in der Fertigungsumgebung

• Normen und Richtlinien

• Projekte und Objekte aus Neubau und Sanierung

• Nachhaltige Materialien und Bauelemente für Produktions-, Logistik- und Gewerbebauten.

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

Stab- und plattenförmige Holzbauelemente werden in Anschlüssen durch stiftförmige Verbindungsmittel, meist in Kombination mit Stahlblechen oder individuell gefertigten Stahlformteilen, miteinander verbunden. Die zunehmend anspruchsvolle Formensprache der Architektur aus digitalen Entwurfsprozessen (Parametric Design) sowie neue Herausforderungen des Holzbaus (mehrgeschossige Bauweise, große Spannweiten) erfordern dabei neue Fügetechniken, welche die bekannten Nachteile konventioneller Holzverbindungen beseitigen. Als Lösungsansatz wird in der vorgestellten Arbeit auf die Vergusstechnologie analog zum Stahlbetonbau zurückgegriffen, wo Bauteile mittels einer Kombination aus Anschlussbewehrung und nachträglich eingebrachtem Vergussmaterial kraft- und formschlüssig miteinander verbunden werden. Für die hier vorgestellten Vergussknotenlösungen im Ingenieurholzbau werden Anschlüsse zunächst mit bauaufsichtlich zugelassenen Klebstoffen oder Schrauben werkseitig hergestellt. Auf der Baustelle werden diese dann mechanisch durch Stäbe, Schlaufen oder Stanzformteile gekoppelt und nachträglich vergossen. Dabei kommt ein Polymerbeton als Vergussmaterial zum Einsatz, der eine hohe Druckfestigkeit sowie einen hohen Adhäsionsverbund sowohl zum Holz als auch zum Stahl aufweist. Forschungsziel war die Entwicklung von druck-, zug- und biegebeanspruchten Verbindungen, welche auch bei komplexen Geometrien einen wesentlich vereinfachten Montage- und Bauablauf ermöglichen. Erste Forschungsergebnisse und mögliche Praxisanwendungen werden nachfolgend vorgestellt.

Grouting joints in timber engineering
Rod- and board-shaped timber members are connected to-gether by mechanical fasteners, often together with steel plates or individual formed steel parts. New sophisticated architectural concepts, complex structures due to digital design processes (parametric design) and new challenges in timber engineering (multi-storey buildings, large scale structures) demand new connecting systems that overcome the well-known disadvantages of conventional timber joints.
The presented work is based on the grouting technology used in reinforced concrete structures, where structural parts are force- and form-fit connected by a combination of starter bars and a backfitting grouting material. For timber structures, the presented grouting joints follow this technology, where the joints are prefabricated and assembled first by technical approved adhesives or screws. Afterwards on site they are coupled with rods, straps or stamped parts and additional grouted. As grouting material a polymer concrete is used with high compression strength and high adhesive bond to timber as well as to steel. Research objective was the development of joints under compression, tension and bending loads that allow a simplified construction and installation process, even for complex geometries. This paper presents first research results and possible applications offered by this technology.

Persönliches:
Zum 65. Geburtstag von Professor Karl Josef Witt / Zum Tod des Bauforschers Hartwig Schmidt / Veranstaltungen: Urbaner Holzbau / Firmen und Verbände: Gekonnt geklammert / Auslobung: DBV lobt “Rüsch-Forschungspreis” und “Innovationspreis Bautechnik” aus

Mit Zunahme der Unwettergefahren haben Ausfälle der funktionalen Sicherheit von Flachdächern katastrophale Folgen, denn sie werden durch Starkregen und langanhaltenden Schneefall häufiger einer Überlast ausgesetzt. Oft wird die Mindestanforderung für die funktionale Sicherheit als ausreichend angenommen, obwohl die Gebäude immer komplexer werden. Dass dem nicht immer so ist, zeigt die Schadensstatistik.

Um Schäden zu vermeiden und Unfällen vorzubeugen, sind bei der Planung eines Flachdaches zahlreiche Regeln, Normen und Richtlinien sowie örtliche Kriterien zu beachten. Mit den zuständigen Behörden sind in der Regel vorab Nutzung und Auflagen der LBO zu klären, z.B. eventuelle Begrünung, Brandschutz, Wasserableitung, Sicherung für die Wartung und Fluchtwege. 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 berücksichtigt werden.

Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) für die Anwendung auf Außenwänden im Holzbau werden national durch allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen geregelt. Im Zuge der Zulassungserteilung muss der dauerhaft wirksame Witterungsschutz der Holzkonstruktion durch das WDVS nachgewiesen werden. Dies kann im Wandprüfstand durch die Messung von Holzfeuchten sowie Temperaturen und rel. Luftfeuchten in verschiedenen Bereichen der Konstruktion bei hygrothermischer Belastung nach ETAG 004 erfolgen. Hersteller von WDVS sind bestrebt, den Zeit- und Kostenaufwand für solche Prüfungen zu optimieren, indem aus der Vielzahl der zur Verfügung stehenden Putze und Dämmstoffe nur die ungünstigsten Kombinationen geprüft werden. Die Entscheidung über die ungünstigste Variante wird meistens anhand einzelner Kriterien, wie Wasserdampfdurchlässigkeit des Putzes, getroffen. Die hygrothermischen Simulationen haben jedoch gezeigt, dass bei Einbeziehung verschiedener Randbedingungen die ungünstigste Variante nicht immer erwartungsgemäß ausfällt. Der Beitrag zeigt beispielhaft, wie und unter welchen Voraussetzungen Simulationsberechnungen zu einer sicheren Einschätzung des hygrothermischen Verhaltens der verschiedenen Varianten einer Wandkonstruktion führen.

ETICS in timber frame constructions - optimised proof of the permanent weather protection through a combination of measurements on the test bench and hygrothermal simulations.
External thermal composite systems with rendering (ETICS) for use on exterior walls in timber frame constructions are regulated nationally through general building inspectorate approvals. In the course of issuing the approval, the permanently effective weather protection of the timber construction must be proven by the external thermal composite system. This can be carried out on the test bench for walls by measuring the timber moisture contents as well as temperatures and rel. humidities in various areas of the construction with a hygrothermal load pursuant to ETAG 004. Manufacturers of ETICS strive to optimise the time and costs of such tests by only testing the most unfavourable combination of renderings and insulating materials from the wide variety that are available. The decision about the most unfavourable variant is usually taken on the basis of only a few criteria such as the water vapour permeability of the rendering. However, hygrothermal simulations have shown that if various marginal conditions are taken into account, the most unfavourable variant is not always as expected. The article shows by way of example how and under which conditions simulation calculations lead to a more reliable estimate of the hygrothermal behaviour of the different variants of a wall construction.

Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) für die Anwendung auf Außenwänden im Holzbau werden national durch allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen geregelt. Im Zuge der Zulassungserteilung muss der dauerhaft wirksame Witterungsschutz der Holzkonstruktion durch das WDVS nachgewiesen werden. Dies kann im Wandprüfstand durch die Messung von Holzfeuchten sowie Temperaturen und rel. Luftfeuchten in verschiedenen Bereichen der Konstruktion bei hygrothermischer Belastung nach ETAG 004 erfolgen. Hersteller von WDVS sind bestrebt, den Zeit- und Kostenaufwand für solche Prüfungen zu optimieren, indem aus der Vielzahl der zur Verfügung stehenden Putze und Dämmstoffe nur die ungünstigsten Kombinationen geprüft werden. Die Entscheidung über die ungünstigste Variante wird meistens anhand einzelner Kriterien, wie Wasserdampfdurchlässigkeit des Putzes, getroffen. Die hygrothermischen Simulationen haben jedoch gezeigt, dass bei Einbeziehung verschiedener Randbedingungen die ungünstigste Variante nicht immer erwartungsgemäß ausfällt. Der Beitrag zeigt beispielhaft, wie und unter welchen Voraussetzungen Simulationsberechnungen zu einer sicheren Einschätzung des hygrothermischen Verhaltens der verschiedenen Varianten einer Wandkonstruktion führen.

ETICS in timber frame constructions - optimised proof of the permanent weather protection through a combination of measurements on the test bench and hygrothermal simulations.
External thermal composite systems with rendering (ETICS) for use on exterior walls in timber frame constructions are regulated nationally through general building inspectorate approvals. In the course of issuing the approval, the permanently effective weather protection of the timber construction must be proven by the external thermal composite system. This can be carried out on the test bench for walls by measuring the timber moisture contents as well as temperatures and rel. humidities in various areas of the construction with a hygrothermal load pursuant to ETAG 004. Manufacturers of ETICS strive to optimise the time and costs of such tests by only testing the most unfavourable combination of renderings and insulating materials from the wide variety that are available. The decision about the most unfavourable variant is usually taken on the basis of only a few criteria such as the water vapour permeability of the rendering. However, hygrothermal simulations have shown that if various marginal conditions are taken into account, the most unfavourable variant is not always as expected. The article shows by way of example how and under which conditions simulation calculations lead to a more reliable estimate of the hygrothermal behaviour of the different variants of a wall construction.

Moderne Industrie- und Gewerbebauten sind komplexe Gebäude, die oft Produktion und Verwaltung unter einem Dach vereinen. Im Sinne des Corporate Identity eines Unternehmens haben sie hohen individuellen Anspruch an Gestaltung und technische Ausstattung: Einerseits sind sie das "Gesicht" der Firma, andererseits müssen sie den speziellen Anforderungen des jeweiligen Unternehmens gerecht werden, wichtige technische Funktionen für eine reibungslose Produktion und logistische Ansprüche erfüllen. Ihre Planung und Ausführung erfordert umfassendes Spezialwissen über die zu fertigenden Produkte, Produktionsabläufe und deren Sicherheitsanforderungen und nicht zuletzt über die Integration der Verwaltungsstrukturen des Unternehmens in ein Fertigungs- oder Logistikgebäude.

Das Sonderheft Industrie und Gewerbebau informiert über:
• Neue Entwicklungen in der Fertigungsumgebung
• Aktuelle Normen und Richtlinien
• Projekte und Objekte aus Neubau und Sanierung
• Nachhaltige Materialien und Bauelemente für Produktions-, Logistik- und Gewerbebauten

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

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

BIM ist in aller Munde. Dass die Methode, wie immer sie dereinst heißen wird, hierzulande Fahrt aufgenommen hat, wird ein jeder Besucher der letzten BAU in München bestätigen können. Ernst & Sohn widmet dem Thema in diesem Jahr - nach dem 2013 als erstes seiner Art erstmals erschienen Sonderheft BIM - das dritte Sonderheft und die beiden vorherigen sind längst vergriffene Sammlerexemplare.

Der Aufbau des Heftes spiegelt alle wesentlichen, aktuellen, aber auch grundsätzlichen Aspekte des Themas BIM. Von den ersten BIM-Referenzobjekten hierzulande über die Situation im weltweiten Ausland, die Frage der veränderten Ausbildung von Ingenieuren und Architekten, aktuelle Diskurse um BIM und Virtuelles Engineering bis zu den zunehmend wichtigeren Themen BIM und die Hersteller (das zeigte auch die BAU überdeutlich) sowie BIM und das Bau-, besonders auch Vergaberecht.

Welche Bedeutung die Öffentlichkeit dem Thema inzwischen beimisst, zeigt neben der Gründung der GmbH „planen-bauen 4.0” auch die Tatsache, dass das Thema allmählich die Publikumspresse erreicht. Der BVBS (Bundesverband Bausoftware) geht in seinen Schätzungen sicherlich nicht zu weit, wenn er BIM binnen zehn Jahren bei 50 Prozent des gesamten Bauvolumens im Einsatz sieht. Auch die Zahlen bezüglich des Einsparpotenzials bei Arbeitszeit, Geld und Ressourcen können sich mit derzeit noch konservativ geschätzten 20 Prozent sehen lassen. Die Lesezeit jedenfalls, die Sie dem Thema BIM widmen, wird eine erfüllte, Sie womöglich mit ganz neuen, ungeahnten Perspektiven und Möglichkeiten erfüllende Zeit sein.

Bei der Bemessung von in Plattenebene beanspruchten Brettsperrholzträgern müssen Schubspannungen in den Brettlamellen und in den Kreuzungsflächen zwischen rechtwinklig miteinander verklebten Längs- und Querlagen berücksichtigt werden. Insgesamt werden dabei drei Versagensmechanismen unterschieden. Für den Nachweis der Tragfähigkeit müssen die Schubspannungen im Brutto- und im Nettoquerschnitt und in den Kreuzungsflächen berechnet und mit entsprechenden Festigkeiten verglichen werden. Zur Berechnung der Schubspannungen in Abhängigkeit des Trägeraufbaus werden analytische Lösungen vorgestellt und es wird eine vom Trägeraufbau abhängige effektive Schubfestigkeit unter Berücksichtigung der verschiedenen Versagensmechanismen angegeben. Zur Berechnung der Schubverformungen wird ein effektiver Schubmodul in Abhängigkeit des Trägeraufbaus vorgestellt, der Verformungsanteile in den Brettlamellen und in den Kreuzungsflächen berücksichtigt.

CLT-beams loaded in-plane direction - Part 1: Effective strength and stiffness properties for the shear design
In the design of CLT-beams loaded in-plane, shear stresses in the lamellae and in the crossing areas between orthogonally bonded boards of longitudinal and transversal layers need to be considered. A total of three different failure modes can be distinguished. For the design in the ultimate limit states, shear stresses in the gross and in the net cross section and shear stresses in the crossing areas need to be calculated and compared to respective strength properties. Analytical solutions for the calculation of shear stresses, taking into account the board width and the layup of CLT-beams, are presented. The effective shear strength of CLT-beams loaded in-plane is derived from the load carrying capacities of the different failure modes. For the calculation of the shear deformation an effective shear modulus is specified in dependence of the cross-sectional structure taking into account shear strain in the lamellae and in the crossing areas.

Für Brettsperrholzträger mit angeschnittenen Rändern werden Abminderungsfaktoren anhand der in Eurocode 5 für Brettschichtholzträger angegebenen Gleichungen hergeleitet. Für die zur Berechnung der Abminderungsfaktoren erforderlichen Festigkeitskennwerte der Brettsperrholzträger werden Gleichungen in Abhängigkeit des Lagenaufbaus und unter Berücksichtigung der möglichen Versagensmechanismen definiert. Für Brettsperrholzträger mit Durchbrüchen oder Ausklinkungen am Trägerauflager werden spannungsbasierte Bemessungsansätze beschrieben. Zur Berechnung der rechtwinklig zur Trägerlängsachse wirkenden Beanspruchungen werden die im deutschen Nationalen Anhang zu Eurocode 5 angegebenen Gleichungen für Brettschichtholzträger mit verstärkten Durchbrüchen und Ausklinkungen verwendet. Zur Berechnung von Spannungsspitzen im Bereich der Durchbrüche und Ausklinkungen werden mithilfe von Finite-Elemente-(FE)-Berechnungen ermittelte Faktoren angegeben.

CLT beams loaded in plane direction - Part 2: Tapered CLT beams and CLT beams with holes or notches
Based on Eurocode 5 equations for the calculation of strength reduction factors for glulam beams, a method to determine the bending strength of CLT beams with tapered edges is presented. The strength properties of CLT beams needed as input values are defined in dependence of the beam layup taking into account possible failure modes. For CLT beams with holes or notches stress based design approaches are introduced. For the calculation of stresses perpendicular to the beam axis existing approaches given in the German National Annex to Eurocode 5 for reinforced glulam beams with holes or notches are used. Stress concentration factors determined by means of finite element method are introduced.

Bei einer auf Schub beanspruchten Scheibe aus Brettsperrholz (BSP) werden, aufgrund der inneren Struktur aus orthogonal geschichteten und verklebten Brettlagen, drei mögliche Versagensmechanismen unterschieden: (i) Brutto-Schub, (ii) Netto-Schub und (iii) Torsion. Während der Widerstand gegen Torsion bereits umfangreich untersucht wurde, stellt sich die Bestimmung der Brutto- und Netto-Schubfestigkeiten als Herausforderung dar. Gegenwärtige Nachweise für den Netto-Schub beziehen sich daher auf Kenngrößen, welche an BSP-Einzelknoten ermittelt wurden. Die Verifizierung dieses Ansatzes für ganze BSP-Elemente ist allerdings noch ausständig. Im Rahmen dieses Beitrages wird die Anwendbarkeit der von Kreuzinger und Sieder [1] 2013 veröffentlichten Prüfkonfiguration zur Bestimmung der Scheibenschubkenngrößen verifiziert. Zu diesem Zweck und zur Ermittlung bemessungsrelevanter Schubkenngrößen wurden insgesamt 18 Serien mit unterschiedlichen Konfigurationen der Produktparameter geprüft. Dabei konnte die Effizienz der Prüfkonfiguration zusammen mit einem zuverlässigen Versagen auf Schub bei allen Serien festgestellt werden. Bezüglich der untersuchten Parameter wurden qualitativ übereinstimmende Ergebnisse mit Prüfungen an BSP-Einzelknoten beobachtet. Die Parameter Fugenausführung und Lagenstärke wurden als wesentliche Einflussfaktoren auf die Schubkenngrößen bestätigt. Auf Grundlage der Erkenntnisse werden charakteristische Schubkenngrößen und ein Bemessungskonzept vorgeschlagen.

Shear properties of cross laminated timber diaphragms: verification of a test configuration and parameter study
In diaphragms of cross laminated timber (CLT) exposed to shear the internal structure of orthogonally layered side bonded layers leads to three possible failure mechanisms: (i) gross-shear, (ii) net-shear and (iii) torsion. While the resistance against torsion has been investigated comprehensively, the determination of gross- and net-shear strength values remained a challenging task. Present design concepts for net-shear are based on properties derived from testing single CLT-nodes. The verification of this approach for CLT-elements has yet to be confirmed. This article aims to verify the applicability of the test configuration published 2013 by Kreuzinger and Sieder [1]. Therefore and for evaluation of shear properties relevant for design, 18 series featuring different parameter settings were tested. In doing so, the operational efficiency of the new shear test configuration together with reliable shear failure of all tested CLT diaphragms was observed. With regard to the investigated parameters, results qualitatively correspond with tests on single CLT-nodes. Gap execution and layer thickness are confirmed to be parameters significantly influencing shear properties. Based on gathered experiences, characteristic shear properties and a design concept are proposed.