Die tragende Verwendung der Buche (Fagus sylvatica) wird gegenwärtig in den deutschsprachigen Ländern intensiv erforscht. Der Grund dafür ist der große, weitgehend ungenutzte Buchenbestand, der im Zuge des Waldumbaus zu Lasten der Fichte (Picea abies) weiter wachsen wird. Heute hängt die Wertschöpfungskette der Forst- und Holzwirtschaft zu 90 % am Nadelbaum. Fast zwei Drittel davon entfallen auf den Bau. Die Struktur der Wälder wird sich in Zukunft ändern und die Industrie vor die Aufgabe stellen, der Ressourcenveränderung mit neuen Verfahren und Produkten zu begegnen. Ein Beispiel dafür ist das Formholzrohr. Dieser Beitrag untersucht das Tragverhalten solcher Rohre, die nach einem speziellen Verfahren aus massiven Platten gerollt wurden.

Molded wooden tubes made of beech
The structural use of beech (Fagus sylvatica) is currently under intensive investigation in the German-speaking countries. The reason is the large, widely unused stock in the forests, which will further increase at the burden of spruce (Picea abies) due to the forest conversion. Today, the value added chain of the forest and timber economy depends to 90 % on softwood. Almost two third thereof are used for the building industry. The structure of the forests will change in the future and it is the task of the industry to react with new methods and products. An example is the molded wooden tube. This contribution investigates the load-bearing behavior of such tubes, which are rolled out of massive timber board following a special technique.

Seit Beginn des 21. Jahrhunderts erlebt der Holzbau europaweit eine Renaissance und erreicht mit dem Bau moderner Holzbauwerke ganz neue Dimensionen. Bisher werden im konstruktiven Holzbau fast ausschließlich Nadelhölzer eingesetzt. Zwar bieten Laubhölzer wesentlich höhere Festigkeits- und Steifigkeitswerte, doch deren Aufbereitung zu konstruktiven Werkstoffen war bisher zu teuer. Seit August 2014 ist erstmals ein industriell hergestellter, konstruktiver Werkstoff aus Laubholz verfügbar - BauBuche, ein Furnierschichtholz aus europäischer Rotbuche. Dieser neue Werkstoff besitzt eine außergewöhnlich hohe Tragfähigkeit und ermöglicht schlankere Bauteile sowie größere Spannweiten im Holzbau. Im Vergleich zu Nadelholzwerkstoffen führt der Einsatz von BauBuche zu erheblichen Materialeinsparungen. Der Vergleich mit Stahl zeigt, dass BauBuche das Potenzial hat, dem Holzbau neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen. Das Produkt ist bauaufsichtlich zugelassen und die Bemessung erfolgt nach Eurocode 5. Die hohe Festigkeit und die hohe Rohdichte erfordern jedoch punktuelle Sonderregelungen.

BauBuche - the sustainable high-performance material
Since the beginning of the 21st century, timber construction has been experiencing a Europe-wide renaissance, and we are witnessing new dimensions opening up in terms of timber structures. At present, timber construction is limited almost exclusively to softwoods. Although hardwoods offer much greater strength and stiffness, up to now the process of converting them into building materials has been too costly. August 2014 saw the launch of the first industrially manufactured construction material derived from hardwood - BauBuche, a laminated veneer lumber produced from European beech. This new material has an exceptionally high load-bearing capacity, and therefore permits more slender structural components and longer spans in timber construction. Compared with softwoods, BauBuche reduces material consumption considerably, while a comparison with steel shows that BauBuche has the potential to open up completely new applications for timber construction. BauBuche has national technical approval and conforms to the Eurocode 5 rules for the design of timber structures. The high strength and density, however, mean that special rules apply for certain individual aspects.

Bauen mit massiven Brettsperrholzelementen (BSP-Elementen) gewann in den letzten Jahren an Bedeutung. Beginnend mit dem Einfamilienhausbau vor mehr als 15 Jahren wurden und werden mittlerweile immer größere Bauaufgaben angedacht und realisiert. Als Beispiele der aktuell größten Bauwerke in der Holz-Massivbauweise können der Murray Grove Tower und das Bridboard House - 2008 bzw. 2010 in London errichtet - angeführt werden. Die jeweils achtgeschossigen Bauwerke wurden komplett mit dem noch “jungen” Baustoff Brettsperrholz (BSP) realisiert.
Traditionell erfolgt die Berechnung von Deckenelementen aus BSP als einachsig gespannter Plattenstreifen. Damit kann allerdings nur die Haupttragrichtung der orthotrop wirkenden BSP-Platte erfasst werden. Um auch die Nebentragrichtung für die Bemessung zu nutzen, werden im vorliegenden Beitrag sämtliche Steifigkeitskennwerte von BSP-Platten erläutert. Damit können auch Sonderfälle wie Deckenaussparungen oder punktgestützte Platten, welche eine 2D-Plattenberechnung nach der orthotropen, schubnachgiebigen Plattentheorie (REISSNER-MINDLIN) erfordern, untersucht werden.

Two-axial load transfer of Cross-Laminated-Timber plates
In the last years building activity with solid Cross Laminated Timber (CLT) elements gained remarkable relevance. Starting with single family houses over 15 years ago medium and large sized building construction jobs are analysed and solved in the meantime. Two examples for large multi-storey houses with eight floors each, erected completely with CLT, can be cited here: on the one hand the Murray Grove Tower (2008) and on the other hand the Bridboard House (2010) - both realized in London. Structural design of these CLT-plates is performed traditionally as simply supported uniaxial plate. Only the stronger, more important main direction of CLT-plates, which is defined as the orientation of the outer layers, is treated by this assumption. In order to include the minor important orthogonal direction of CLT in a two dimensional plate theory all plate stiffness coefficients of CLT-plates are illustrated and discussed in the present paper. Consequently special cases as large cutouts in CLT-plates and column supported CLT-plates can be treated with the well known REISSNER-MINDLIN plate theory, which includes deformation due to bending and shear.

In den laufenden Forschungsprojekten des Fachbereichs “Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau” (kurz ITI) der Technischen Universität Wien (TU Wien) werden industriell erzeugte, schon seit Jahrzehnten bekannte Holzleichtbeton-Produkte, in denen organische Zuschlagsstoffe wie Hackschnitzel, Sägemehl, Holzwolle, etc. in Verbindung mit anorganischen Bindemitteln verwendet werden, als schubbeanspruchte Zwischenlage eingesetzt. Die Forschungsprojekte setzten sich zum Ziel, im Sinne der Entwicklung eines CO2-neutralen Gebäudesektors wirtschaftlich umsetzbare, emissions- und energieoptimierte Wand- und Deckensysteme in Holzleichtbeton-Verbundbauweise zu entwickeln und diese an Demonstrationsgebäuden (Neubau und Sanierung) umzusetzen. Bei den entwickelten Systemen werden Holzelemente verschiedener Bauart mit tragenden Holzleichtbeton-Elementen kombiniert. Angestrebt werden Wand- und Deckenbauteile mit guter Verbundwirkung sowie optimaler Zuordnung der Materialien entsprechend den Beanspruchungszonen im Verbundquerschnitt bei gleichzeitiger Berücksichtigung der bauphysikalischen Erfordernisse.
Die bisherigen Erfahrungen im ressourcenschonenden Bauen zeigen, dass der konstruktive Holzleichtbeton (HLB) in diesem Bereich eine Reihe interessanter Optionen aufweist [1]. Daher ist es vordringliches Ziel der Forschungsprojekte, aufbauend auf vorhandenen Grundlagen die Kenntnisse von wesentlichen Parametern der Materialeigenschaften zu erweitern.
Der vorliegende Beitrag wird nach einer Analyse der bisherigen Entwicklungen aufzeigen, wo technische Möglichkeiten bestehen, die verschiedenen Rohstoffketten über Verbundmaterialien zusammenzuführen. Basierend auf Versuchsergebnissen der durchgeführten Forschngsarbeiten werden die neuen innovativen konstruktiven Lösungsansätze ausführlich erläutert.

Resource-efficient lightweight wood-concrete composite constructions
In several research projects of the Department of Structural Design and Timber Engineering (ITI) at the Vienna University of Technology (VUT) industrial lightweight wood particle concrete products made of wood chips, pellet, sawdust, wood wool, etc. are applied as shear stressed intermediate layers in wall and floor systems with the purpose to develop energy and emission efficient economically feasible solutions as well as demonstrate their application in pilot projects (renovation of buildings and new construction). The developed systems combine variant types of timber elements with load-bearing lightweight wood particle concrete products. It was strived to achieve an optimized use of materials according to their mechanical properties and an adjusted allocation to the stress zones of the composite wall and floor elements while at the same time taking into account thermal and acoustic requirements.
Experiences in the field of resource efficient building construction show that lightweight wood particle concrete for structural construction holds a number of interesting prospects [1]. Therefore, it is a main aim of the research projects, based on existing investigations, to gain broader knowledge of the key parameters of the material lightweight wood particle concrete.
This article gives an insight into previous developments and presents technical options to bring together raw material chains in composite elements. The developed innovative constructive concepts are, comprehensively described based on the results of the research projects.

In den vergangenen Jahrzehnten wurden zahlreiche Untersuchungen zum Trag- und Verbundverhalten von faserverstärkten Holzquerschnitten durchgeführt. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf Glas- und Kohlenstofffaserverstärkungen im Verbund mit Brettschichtholzträgern größeren Querschnitts. Im Zuge eines Forschungsprojekts zu kleinen Gitternetztonnenschalen wurden an der TU-Berlin faserverstärkte Fichtenholzquerschnitte geringer Querschnittsgröße mit Glasfaser- oder Kohlenstofffaserverstärkungen untersucht. In dem vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse zum Trag-, Verbund- und Verformungsverhalten dieser kleinteiligen Lamellenquerschnitte vorgestellt. Im Vergleich zu den bekannten Verstärkungen von Brettschichtholz werden hier sehr hohe effektive Bewehrungsgehalte erreicht. Gleichzeitig ist die zur Verfügung stehende Verbundfläche zwischen Holz und Faserverstärkung deutlich größer.

The efficiency of fibre reinforced timber lamellas with reduced hight
In recent decades the load bearing mechanisms and composite action of fibre reinforced timber beams were investigated in several research projects, with a focus on the reinforcement of larger timber sections, mainly gluelam beams, with a glass or fibre reinforcement glued to the bottom side of the beam. In contrast, the efficiency of a fibre reinforcement for slender timber lamellas was assessed in a recent research project at the Technische Universität Berlin. The load bearing capacity, composite action and the displacements were tested in different test setups and are presented in this paper. In comparison with the previous research, which concentrated on reinforced gluelam beams, the reinforcement ratios are quite high in the current research project. At the same time the area provided for the bond between timber and fibre reinforcement is comparably higher.

Nach drei Jahren Bauzeit öffnete am 7. Juni 2014 der neue “Kaeng Krachan” Elefantenpark im Zoo Zürich (Bild 1). Mit insgesamt etwa 11000 m2 ist er sechsmal so groß wie die alte Anlage. Das darin eingebettete Elefantenhaus ist die neue Unterkunft der bis zu zehn asiatischen Elefanten und bauliche Attraktion des Parks. Neben dem außergewöhnlichen Dachtragwerk, das bereits im Beitrag von WOLFRAM KÜBLER vorgestellt wurde, wird in diesem Fachaufsatz die Fassadenkonstruktion beleuchtet, bei der nahezu jedes Bauteil aufgrund der Dachgeometrie ein Unikat ist.

Highly complex lamella façade for widespread roof-shell
After three years of construction time the new “Kaeng Krachan” Elephant Park at Zoo Zürich opened on the 7th of June 2014 (Photo 1). With about 11000 m2 the park is six times bigger as the old one. The Elephant-House in the middle of the park is the new lodging of the up to ten elephants. The building is a special attraction concerning its structural works: Beside the extraordinary construction of the roof-shell, which was just presented in an article of WOLFRAM KÜBLER, the following pages will illuminate the construction of the facade, in which nearly every structural element is unique due to geometry of the roof-shell.

Persönliches:
Zum 65. Geburtstag und zur Emeritierung von Prof. Peter Marti (Walter Kaufmann, Zürich und Viktor Sigrist, Hamburg) / Dipl.-Ing. Eberhard Bauer wird 70 / Kammer beruft neuen Hochschulbeauftragten

Firmen und Verbände: Holz - Der Baustoff des 21. Jahrhunderts / Neue DBV-Arbeitstagung “Typische Schäden im Stahlbetonbau II - Aber wer hat Schuld?”

Veranstaltungen: Holzbaupreis 2015 - Bauen mit Holz in Hamburg und Schleswig-Holstein

Nachrichten: Fernstudium Umweltwissenschaften an der Universität in Koblenz. Berufsbegleitende Weiterbildung für Ingenieure und Naturwissenschaftler

Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden TEK
Deutscher Rechenzentrumspreis 2015
Seifriz-Preis an Wissenschaft und Handwerk für Nachrüstung von traditioneller Ofentechnik mit innovativer Brennkammer
Virtueller Prüfstand für Gebäudeperformance im Internet
Weiterbildung Holzbau und Energieeffizienz an der HS Rosenheim
VFF Merkblatt ES.04 zum sommerlichen Wärmeschutz
WDVS-Fassaden schlagregensicher planen
TU Braunschweig startet virtuellen Prüfstand für Gebäudeperformance im Internet
Gebäude-Label nach SNBS
Bewerbungen für den European Geothermal Innovation Award 2015 jetzt möglich

Bei Außenbauteilen in Holzbauweise werden häufig Bahnen als Dampfbremse und Luftdichtheitsbahn eingesetzt. Druckunterschiede zwischen innen und außen können diese Bahnen belasten. Gleichermaßen werden auch die Verklebungen an Überlappungen zwischen den Bahnen belastet. Es stellt sich die Frage, wie groß die Kräfte auf die Verklebungen sind.
In der Literatur findet man für ein Beispiel die Antwort. Dabei wurden mittels einer Berechnung mit finiten Elementen die Kräfte ermittelt. Interessant wäre es nun zu wissen, wie sich eine Änderung der Randbedingungen, z. B. der Windgeschwindigkeit, auf das Ergebnis auswirkt.
Im zweidimensionalen Fall ist eine Berechnung mit finiten Elementen nicht erforderlich. Vielmehr können Lösungen durch ein einfaches iteratives Verfahren mittels Tabellenkalkulation gefunden werden. Falls die Luftdichtungsbahn im unbelasteten Zustand ohne Durchhang und ohne Spannung verlegt ist, lässt sich sogar eine Formel angeben, die direkt die Berechnung der maßgeblichen Kräfte erlaubt.

Calculating the wind-induced forces on airtightness membranes and their seals.
Where external structural elements are made of wood, membranes are often employed as barriers to water vapour and air. Differences between external and internal air pressure may exert load forces on these membranes and also on the bonded overlaps. How can the magnitude of these forces on the seals be established?
For a particular set example answers can be found in the literature. The forces in this examples have been calculated using finite elements. Yet it would be interesting to know how a change in boundary conditions, such as wind speed, impacts on the results.
For two-dimensional analysis, it is not necessary to use finite elements. Instead, results can be calculated using a spreadsheet employing a simple iterative procedure. If the airtightness membrane is laid with no tension or sag, a formula can be input with which to calculate the key forces in operation.

Dieser Fachaufsatz berichtet über die Ergebnisse umfangreicher experimenteller Untersuchungen an 20 Holzrahmenwänden und 15 Brettsperrholzwänden, bei denen praxisrelevante Fragestellungen im Zusammenhang mit der Erdbebenbemessung im Mittelpunkt standen. Besonderes Augenmerk wurde auf die Frage gelegt, welchen Einfluss unterschiedliche Auflagerdetails und Verankerungen auf die Verformungsfähigkeit und die Energiedissipation haben. Circa 90 kleinformatige Versuche an Verbindungsmitteleinheiten und Verankerungsdetails bildeten die Basis für Optimierungen, die bei den anschließenden Wandversuchen bereits erfolgreich getestet werden konnten. Eine wesentliche Erkenntnis aus den experimentellen Untersuchungen ist, dass bei seitlicher Verankerung im Holzrahmenbau Querzugverstärkungen im Bereich der Zugverankerung notwendig werden können, um das duktile Verhalten der Wandelemente zu gewährleisten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine Verankerung auf der Beplankung keine Nachteile bringt. Die Beplankung mit Gipsfaserplatten führt in den Untersuchungen zu ähnlichen Werten in der Tragfähigkeit, der Duktilität und der Energiedissipation wie die Beplankung mit OSB-Platten. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass auf den ersten Blick nachrangige Details wie die Anordnung von Elastomer-Zwischenschichten zwischen Wand und Decke (aus Schallschutzgründen) einen signifikanten Einfluss auf die Duktilität und die hysteretische Dämpfung von Wandelementen aus Brettsperrholz haben.

Experimental tests for innovative and earthquake-resistant timber-constructions
This paper presents the results from test series on 20 timber-framed and 15 cross laminated timber (CLT) wall elements, which focus on practical aspects in connection with the design for earthquake resistance. The main objective was to learn about the influence of different types of anchoring and support conditions on displacement capacity (ductility) and energy dissipation. About 90 tests on connection and anchoring units aimed on optimization of construction details. These test results had already been used for the design of full scale tests. One important test result is, that failure due to shear-tension interaction has to be prevented by reinforcement in the connection area of the hold down to ensure the ductile behavior of the wall elements. Furthermore it could be demonstrated, that asymmetric anchoring on one side of the wall doesn't affect ductility and energy dissipation. Wall elements with gypsum fiber boards (gfb) reach similar values for maximal load, ductility and energy dissipation compared to wall elements with osb. Moreover it was found, that construction details like using elastomer separation layers between wall and floor elements for sound insulation have a significant influence on ductility and hysteretic damping for CLT wall elements.

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

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

Seit dem Jahr 2007 ist modifizierte Radiata Kiefer auf dem Markt verfügbar. Gegenüber unbehandelter Radiata Kiefer sind deren Dauerhaftigkeit und Formstabilität mit einem patentierten Acetylierungsverfahren verbessert. Die auf diese Weise modifizierte Radiata Kiefer ist eine Alternative zu dauerhaften Tropenhölzern und eignet sich in Form von Brettschichtholz für frei bewitterte tragende Holzkonstruktionen. Das belegen erste realisierte Brückenbauwerke. Der Aufsatz berichtet über die Ergebnisse einer Forschungsarbeit, in der die wissenschaftliche Basis für eine in Deutschland zukünftig geltende baurechtliche Regelung von Brettschichtholz aus acetylierter Radiata Kiefer geschaffen wurde. Diese Arbeit umfasst experimentelle und numerische Untersuchungen zur Biegefestigkeit von Brettschichtholz aus acetylierter Radiata Kiefer und zahlreiche Versuche mit Verbindungsmitteln, auf deren Grundlage differenzierte Brettschichtholz-Festigkeitsklassen entwickelt bzw. Kennwerte für die Bemessung von stiftförmigen Verbindungsmitteln hergeleitet wurden. Der Aufsatz zeigt Möglichkeiten und Grenzen auf, die bei der Bemessung von tragenden Bauteilen aus Brettschichtholz aus acetylierter Radiata Kiefer zu erwarten sind.

Durabel timber structures made of acetylated Radiata pine
Acetylated Radiata pine is available in the marked since 2007. Compared to the untreated wood, it has an improved durability and dimensional stability due to a patented acetylation process. Acetylated Radiata pine is, therefore, an alternative to durable tropical woods and is suitable for timber structures exposed to weather. The first bridge constructions made out of acetylated Radiata pine and without structural cover give proof of this. The article reports results of a research project that created the scientific basis for a future building regulation in Germany of glulam made out of acetylated Radiata pine. The article covers experimental and numerical investigations of the bending strength of glulam of acetylated Radiata pine and numerous tests with dowel-type fasteners. The results obtained are the basis for specific glulam strength classes as well as characteristic values for the embedding strength and for the withdrawal parameter of self-tapping screws. The article aims at showing possibilities and limits regarding structural design with glulam made out of acetylated Radiata pine.

Der Beitrag behandelt die Optimierung der Geometrie von vorwiegend axial beanspruchten selbstbohrenden Holzschrauben für den Einsatz in einer Stahl-Holz-Laschenverbindung unter Zug parallel zur Faser. Mit Fokus auf den Stahlbruch werden der Kopf und Ansatzbereich des Gewindes adaptiert und die Veränderungen im Last-Verformungsverhalten anhand von Prototypen versuchstechnisch an bauteilgroßen Laschenstößen und mittels einer numerischen Modellierung verifiziert. Es zeigen sich eine gegenüber herkömmlichen Schraubentypen um 2 bis 8 % gesteigerte Tragfähigkeit, eine Verlagerung des Versagens der Schraube von der Stahlblech-Unterkante tiefer in das Holz sowie die Ausbildung eines Fließgelenks am Beginn der geschaffenen Freistrecke. Letzteres lässt einerseits eine homogenere Lastverteilung zwischen den Schrauben infolge eines erheblich gesteigerten Duktilitätspotenzials und andererseits eine Verbesserung des Tragverhaltens solcher Anschlüsse bei Langzeit- und Zugschwellbelastungen erwarten. Zudem wird ein Vorschlag für den Nettoquerschnittsnachweis für zugbeanspruchte Laschenstöße mit selbstbohrenden Holzschrauben unterbreitet.

Development of an optimized screw geometry for high-stressed steel-to-timber joints
This paper deals with the geometrical optimization of mainly axially loaded self-tapping screws applied in steel-to-timber joints under tension parallel to grain. Focusing on steel failure, the head geometry and the zone before the thread were adapted. Consequently, differences to standard products were verified by laboratory tests on full-scale steel-to-timber joints and also by numerical modeling. A 2 to 8 % increase of load bearing resistance, a displacement of the location of screw failure deeper into the timber member as well as the development of a plastic hinge close to the head are the essential results of this study. Especially the yield deformation leads to a more homogenous load sharing between a group of screws, caused by an increased potential of ductility, and to an enhanced bearing behavior under long term as well as pulsating tensile loadings. In addition to that a proposal for the verification of the net cross-section of tensile joints with self-tapping screws is given.

Seit 2006 werden am Lehrstuhl für Tragkonstruktionen der RWTH Aachen (Trako) Fügungen und Verstärkungen von Holzbauelementen mit als Bewehrung angeordneten selbstbohrenden Vollgewindeschrauben entwickelt. Sehr positive Ergebnisse wurden in Versuchen mit biegesteifen Rahmenecken für positive und negative Biegemomente erzielt, die im Kurzzeitversuch Bruchlasten von über 80 % der reinen Querschnittstragfähigkeit erreichten. Die hohe Tragfähigkeit bedingt dabei eine entsprechend hohe Auslastung sowohl des Holzquerschnitts als auch des Verbundes zwischen Vollgewindeschrauben und Holz. Vor allem zum Kriech- und Ermüdungsverhalten des Schraubenverbundes unter Langzeitbelastung und Klimawechseln liegen bisher kaum Forschungsergebnisse vor.
Daher wurde in einem eigenen Forschungsprojekt das Tragverhalten der Rahmenecken unter Dauerlast im Außenklima der Nutzungsklasse 2 untersucht. In einem überdachten Versuchsstand wurden Rahmenecken mit zwei hinsichtlich der Tragfähigkeit und Querschnittsauslastung unterschiedlichen Schraubenkonfigurationen über eine Dauer von zwei Jahren belastet. Dabei wurden die zeitabhängigen Verformungen gemessen, um das Kriechverhalten der Verbindung zu beurteilen. Im Anschluss an die Langzeitbelastung wurde die Resttragfähigkeit der Rahmenecken im Bruchversuch ermittelt. Die Größe der Kriechverformung und des Tragfähigkeitsverlustes waren abhängig vom Belastungsniveau und dem Ausnutzungsgrad des Holzquerschnitts. Während bei den hoch ausgelasteten Eckverbindungen eine merkliche Reduktion der Bruchlasten zu beobachten war, erreichten die gering belasteten Ecken nahezu die gleiche Tragfähigkeit wie im Kurzzeitversuch.

Self-tapping screws as connectors and reinforcements - long-term tests on rigid frame corners in exterior climatic conditions
Since 2006 the Chair for Structures and Structural Design at RWTH Aachen University has been developing connections and reinforcements for structural timber elements using fully threaded self-tapping screws. Rigid frame corners made of glued-laminated timber which were joined with these screws performed exceptionally well in short-term load tests reaching more than 80 % of the load bearing capacity of the beam section itself. The high load bearing capacity of the connection implies a high degree of capacity utilisation both for the bond between screws and timber and the timber section. Regarding creep and fatigue of the bond between fully-treaded screws and timber barely any research has been conducted so far.
Thus in the actual research project the structural behaviour of the rigid frame corners was examined under long-term load in exterior climatic conditions (service class 2). A test rig was set up with two types of rigid frame corners differing in the layout of the screw connection and the load bearing capacity. For a period of two years the corners were monitored under continuous and varying loads. The deformations were measured to evaluate the creep of the screws and the connections. Subsequent to the long-term loading the residual strength of the test specimens was determined in breaking tests. The level of creep deformations and the reduction of the load bearing capacity depended on the degree of capacity utilisation of the connections and the timber section. For the specimens with a high degree of utilisation a decrease of load bearing capacity was observed while the ones with a lower degree of utilisation reached almost the same ultimate loads as with short-term loading.

In diesem Bericht werden Kleinwindkraftanlagen mit Schäften aus Holzrohren und einer äußeren Bewehrung aus glasfaserverstärktem Kunststoff vorgestellt. Zum Antrieb der Generatoren kommen jeweils sich um die Vertikalachse drehende Darrieus-Rotoren zum Einsatz. Das erste Ausführungsbeispiel besitzt einen konischen Schaft aus verleimten Vollholzsegmenten mit einer Höhe von 7,7 m. An diesem Anlagentyp experimentell gewonnene Daten zum Schwingverhalten werden kurz vorgestellt. Als zweites Ausführungsbeispiel wird eine Windkraftanlage mit einem Schaft, bestehend aus einem Bündel von drei Formholzrohren, die über Stahlschellen verbunden sind, beschrieben. Die Höhe des Rohrbündels beträgt 9 m. Beide Anlagentypen ließen sich durch das geringe Eigengewicht des Schafts leicht montieren und verrichten seit ihrer Montage zuverlässig ihren Dienst. Vorteilhaft für die Lebensdauer der Anlagen sind der Witterungsschutz des Holzes durch die äußere Faserbewehrung und die hohe Schwingfestigkeit. Die gute Materialdämpfung des Holzes reduziert gegenüber vergleichbaren Konstruktionen aus Stahl die Geräuschentwicklung und die Ermüdung durch starke Schwingungen in den aufgesetzten Maschinenteilen.

Glass fiber reinforced wooden tubes for small-sized wind power plants
In this report, small-sized wind power plants with towers of wooden tubes and an outer reinforcement of glass fiber reinforced plastic are presented. The power for the generator is produced by vertical axis Darrieus rotors. The first example of application has a shaft of glued laminated solid wood segments. The height is 7.7 m. Experimentally determined data on the vibration behavior of this construction is briefly presented. As a second example of application, a wind power plant with a shaft consisting of a bundle of three moulded wooden tubes, which are connected by steel clamps, are described. The height of the bundle of tubes is 9 m. Both constructions could be assembled easily because of the low deadweight of the shaft and are reliably in service since. The outer coating with fiber reinforced plastic and the high vibration resistance are advantageous for the endurance of the facility. The good material damping of the wood reduces the noise emission and the fatigue of the machine parts due to heavy vibrations compared to similar constructions made of steel.

Integriert in einen Landschaftspark soll das neue Elefantenhaus im Zoo Zürich nicht als technischer Zweckbau erscheinen. Das Schalentragwerk wurde mittels statischer Formfindung entwickelt. Die Holzkonstruktion besteht aus mehrlagigem Aufbau, damit die Materialeigenschaften Anisotropie sowie Festigkeits- und Steifigkeitsverhalten in Abhängigkeit vom Kraftfaserwinkel egalisiert werden und eine duktile und robuste Konstruktion entsteht. Obwohl die 271 geometrisch völlig unterschiedlichen und spitzwinkligen Oblichter mit bis zu 40 m2 Größe keine Regelmäßigkeit vermuten lassen, kann die Konstruktion auf zwei Regelschnitte reduziert werden.

The new elephant house at Zoo Zurich
Integrated into a landscape park the new elephant house at the zoo in Zurich should not appear as a technical and functional building. The shell structure was developed by means of static form-finding. The timber structure consists of a multilayer composite structure, so that the material properties, anisotropy, strength and stiffness-solubility behavior are leveled independent from the strength-fiber angle and a ductile and sturdy construction is developed. Although the 271 geometrically completely different and acute-angled skylights with up to 40 m2 size suggest any regularity, the construction can be reduced to two control sections.

Schubverformungen werden bei der Berechnung von schlanken Stabtragwerken in der Ingenieurpraxis häufig vernachlässigt, da sie lediglich einen geringen Anteil der Gesamtverformung ausmachen. Bei gedrungenen Stäben können die Verformungen aus Querkräften jedoch eine relevante Größenordnung erreichen. Dieser Aufsatz stellt die Grundlagen zur Berücksichtigung der Schubverformungen in der Balkentheorie dar und leitet daraus Bemessungshilfen für die Beurteilung und Berechnung der Schubverformungen bei statisch bestimmten Systemen ab.

Shear deflections of beam structures in practical application
In the practical application of calculating slender beam structures the shear deflections are often neglected, since their portion of the total deformation is small. For deep girders however the shear deflections may reach a significant size. This paper explains the principles of shear deflections in the beam theory and gives design aids to assess and to calculate shear deflections for statically determinate systems.

Dieser Artikel befasst sich mit Untersuchungen an historischem Brettschichtholz unter besonderer Berücksichtigung der Einwirkung chemisch-aggressiver Medien.
Gegenstand der Untersuchung war eine fast 100 Jahre alte Salzlagerhalle in Hetzer-Bauweise. Es wurden sowohl Festigkeitsuntersuchungen im Dynstat-Verfahren als auch chemische Untersuchungen zum Salzgehalt durchgeführt.
Im Ergebnis zeigte sich, dass das untersuchte Material einer deutlich sichtbaren Veränderung infolge der Salzeinwirkung unterlag. Es konnten sowohl oberflächliche makroskopische Veränderungen als auch eine Festigkeitsreduzierung im Randbereich festgestellt werden.

Studies on the timber corrosion of historic glued laminated timber
This article presents studies on historic glued laminated timber with special reference to the effect of chemically aggressive media.
Subject of the investigation was an almost 100 year old salt warehouse in Hetzer's construction method. Strength tests in the dynstat-procedure as well as chemical investigations on the salinity were carried out.
As a result of the effect of the salt the investigated material clearly shows superficial, macroscopic alteration as well as a reduction of the strength in the outer cross sections.

Der Beitrag befasst sich mit Untersuchungen zur Festigkeit von Kaseinverleimungen von Brettschichtholz in Hetzer-Bauweise. Kaseinverleimungen treten heutzutage nur noch im Bereich von Instandsetzungsarbeiten an historischen Brettschichtholzkonstruktionen in Erscheinung.
Eine Bewertung der Ergebnisse nach der DIN EN 392:1996 erwies sich als ungeeignet, da sich diese Norm auf moderne, auf Kunstharzen basierende Klebstoffsysteme bezieht. Um dennoch eine Bewertung vornehmen zu können, wurde auf frühere Veröffentlichungen zur Festigkeit von Kaseinverleimungen bzw. Regelwerke des Holzflugzeugbaus der 1950er-Jahre zurückgegriffen.
Die Auswertung eigener Untersuchungen ergab, dass Kaseinverleimungen auch nach 100 Jahren Nutzungsdauer, insbesondere unter Wechselwirkung von Feuchtigkeit und chemisch-aggressiven Medien, eine relativ hohe Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit aufweisen.

Studies on the strength of the adhesive joints of historic glued laminated timber
This paper presents a study on the strength of casein glue layers of glulam timber in Hetzer's construction method. Nowadays casein adhesive joints are only appearing in maintenance of historic glulam structures.
An evaluation of the results according to DIN EN 392:1996 proved unsuitable, as this standard relates to modern, synthetic resins based adhesive systems. Therefore earlier publications on the strength of casein glue respectively regulations for wooden aircrafts from the 1950s were utilized in order to be able to assess these kind of adhesive joints.
The results of this study revealed, that the casein adhesive joint has an relatively high loading capacity and durability even after 100 years especially under interaction of moisture and chemically aggressive media.

Dieser Beitrag behandelt die zeitlichen, tragfähigkeitsrelevanten Einflüsse auf die Tragsicherheit historischer Dachwerke aus Holz sowie deren Schadenserfassung und Schadensanalyse. Darauf aufbauend wird eine für den Raum Graz entwickelte Methodik für eine nachvollziehbare und dokumentierbare Zustandsbeurteilung von Dachtragwerken dargestellt und anhand von Beispielen illustriert. Das Bewertungsschema ist nicht ohne Weiteres auf andere Bauwerke/Bauwerkstypen übertragbar.

Historic roof structures made of timber in Graz - methodology for site evaluation
This contribution deals with the influences of time and those relevant to bearing capacity on the reliability of historic timber roof structures. Furthermore the evaluation as well as damage analysis of historic roof structures are discussed. Based on this an easily comprehensible and documentable methodology temporarily only for roof structures in the area of Graz is presented and illustrated with examples.

Die Auswertung von Schäden an weitgespannten Holztragwerken zeigt als überwiegend festgestelltes Schadensbild ausgeprägte Rissbildungen in Klebefugen und Lamellen von Brettschichtholzbauteilen. Ein wesentlicher Anteil an der Entstehung dieser Schäden wird starken klimatischen Schwankungen innerhalb von Gebäuden und den damit verbundenen Schwind- und Quellvorgängen in den Holzbauteilen zugesprochen. Im Hinblick auf diesen Sachverhalt wurden mittels Langzeitmessserien klimatische Bedingungen in für den Holzbau typischen Gebäudetypen und -nutzungen sowie den daraus resultierenden Holzfeuchten in unterschiedlichen Bauteiltiefen ermittelt. Die gemessenen Holzfeuchten ermöglichen Rückschlüsse auf die Größe und Geschwindigkeit ihrer jahreszeitlichen Anpassung an sich ändernde Umgebungsbedingungen. Ein Vergleich der Ergebnisse der einzelnen Nutzungen bestätigt die erwartete große Bandbreite der möglichen klimatischen Bedingungen in Gebäuden mit Holztragwerken. Die Ergebnisse erlauben die Angabe von Bereichen sich einstellender Ausgleichsfeuchten in Abhängigkeit der konkreten Nutzung, wodurch ein Einbau des Holzes mit einer vorher angepassten Holzfeuchte ermöglicht wird. Sie unterstützen zudem die Entwicklung entsprechender Monitoringsysteme, die z.B. in Form von Frühwarnsystemen auf Basis von Klimamessungen eingesetzt werden könnten. Es werden konkrete Vorschläge für die praktische Anwendung der Forschungsergebnisse gegeben.

Building Climate - long-term measurements to determine the effect on the moisture gradient in large-span timber structures
The evaluation of damages in large-span timber structures indicates that the predominantly observed damage pattern is pronounced cracking in the lamellas of glued-laminated timber elements. A significant proportion of these cracks is attributed to the seasonal and use-related variations of the internal climate within large buildings and the associated inhomogeneous shrinkage and swelling processes in the timber elements. To evaluate that matter, long-term measurements of climate data and timber moisture content were generated in large-span timber structures in buildings of typical construction type and use to draw conclusions on the size and speed of adjustment of the moisture distribution to changing climatic conditions. A comparison of the results of the individual types of building use confirms the expected large range of possible climatic conditions in buildings with timber structures. They allow for a more precise indication of range of resulting equilibrium moisture content for the specific use, enabling the installation of timber elements with adjusted moisture content. They also support the development of suitable monitoring systems which could be applied in form of early warning systems on the basis of climate measurements. Proposals for the practical implementation of the results are given.

Dieser Beitrag behandelt rechnerische Untersuchungen zu einem neuartigen Verbindungskonzept für Fachwerkträger im Ingenieurholzbau. Das Konzept sieht vor, die Stabkräfte mithilfe von passgenauen Knoten aus Vergussbeton zu übertragen. Die Untersuchungen umfassen dreidimensionale Finite-Elemente-Modelle, die zur Bestimmung der Spannungsverteilungen am Fachwerkknoten verwendet werden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden in ein einfaches Stabwerkmodell überführt, das in der Lage ist, die Schnittkräfte und das Verformungsverhalten der Träger zutreffend zu bestimmen. Damit verfügt der Ingenieur über ein einfaches Werkzeug zur Bemessung derartiger Konstruktionen. Die erforderlichen Nachweise werden in einem Bemessungskonzept zusammengefasst.

Timber trussed girder with concrete joints - Calculative investigations and design concept
This article deals with calculative investigations on a novel connection concept for trussed girders in engineered timber structures. The forces between struts and ties are transferred by casted concrete blocks. The presented investigations include three-dimensional finite element models for determining stress distributions at the joints. Based on the results of the numerical model a simple strut-and-tie-model is developed for determining the internal forces and the deformation behavior of respective trussed girders. This provides a simple tool for the engineer to design such structures. The necessary static verifications are summarized in a design concept.

Im Rahmen der Zustimmung im Einzelfall für die Verwendung eines eingeklebten Verbindungsmittels in kreuzweise verklebten Vollholz beim Projekt “Timber Tower” (Windkraftanlage mit Holzturm) wurde von den Autoren eine gutachterliche Stellungnahme zur Tragfähigkeit und zum Ermüdungsverhalten der Verbindung erarbeitet, welche tangierende Fragestellungen beinhaltete, wie zum Beispiel die Festigkeitswerte des Kreuzlagenholzes/Brettsperrholzes bei Beanspruchung als Schubfeld.

Basic test method for valuation of shear strength of cross laminated timber
In the context of the approval in individual cases for application of glued in fasteners in cross laminated timber at the project “Timber Tower” (wind power station with timber tower) the authors have prepared an expertise for the load-bearing capacity and the fatigue behavior of the connection. Thereby some additional questions arose, for example the strength value of the cross laminated timber in case of stress as a shear field.

Trotz der Milliarden Euro, die die Bundesregierung in ihren Konjunkturprogrammen für die Sanierung, die Erweiterung und den Neubau von Schulen, Kindertagesstätten und Schulsporthallen bisher zur Verfügung gestellt hat, bleibt noch sehr viel zu tun. Ab 1. August 2013 müssen Kommunen den Rechtsanspruch der Eltern auf einen Platz in einer Kindertagesstätte für Kinder ab Vollendung des ersten Lebensjahres erfüllen. Das setzt öffentliche Träger unter Zeit- und Handlungsdruck. Noch fehlen etwa 150.000 Kita-Plätze. Der Bau von Schulen, Kindertagesstätten und Schulsporthallen rückt deshalb mehr und mehr in den Fokus von Bauingenieuren, Planern, Architekten, Kommunen und anderen Trägern und Pädagogen. Aber auch die Hochschullandschaft verändert sich.

Wie müssen Kindergärten, Schulen und Hochschulen ausgestattet sein, damit sie zu einem Ort der Inspiration werden können und ein gesundes Umfeld für Spielende, Lernende und Studierende bieten können? Eine pädagogisch orientierte Architektur gewinnt an Bedeutung. Verstärkt muss dabei in nachhaltige Sanierungskonzepte und in energieeffiziente Um- und Neubauten investiert werden. Noch in diesem Jahr wird eine Version des Bewertungssystems Nachhaltiges Bauen speziell für Bildungsbauten veröffentlicht. Für die Auftraggeber von Schulen und Kindertagesstätten werden zudem Aspekte der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit zu wesentlichen Vergabekriterien.

Das Sonderheft stellt zwölf herausragende Projekte vor, darunter die Schulmensa des Königin-Charlotte-Gymnasiums in Stuttgart, das Gymnasium Martino-Katharineum in Braunschweig, das Schulzentrum Nanterre Groupe Scolaire, die Plus-Energie-Grundschule Niederheidein Hohen Neuendorf bei Berlin, das Kinderhaus Unterföhring. Die Kindertagesstätte Lichtenbergweg in Leipzig und den Kindergarten Klausen in Südtirol.

Nach wie vor sind mobile Raumsysteme und die Modulbauweise eine Alternative zu herkömmlichen Bauweisen. Neben speziellen Lösungen für Gebäudehüllen, Brandschutz und Sicherheit steht in dieser Ausgabe der Innenausbau im Mittelpunkt. Die Themenkomplexe reichen von der Beleuchtung und Bodensystemen bis zur Sanitärtechnik.

Seit 1930 werden in Deutschland Fachwerkbinder aus Brettern oder Bohlen und Nagelverbindungen mit Spannweiten bis 30 m hergestellt. Wegen ihrer Wirtschaftlichkeit wurden sie gerade häufig in den Zeiten verwendet, in denen eine sparsame Baustoffverwendung ökonomisch wichtig war. Bestehende Hallenkonstruktionen mit Nagelbindern können heute auch weiterhin ohne Einschränkung genutzt werden, wenn sie vor ihrer Um- und Weiternutzung einer fachkundigen Bauzustandsanalyse unterzogen werden. Der Beitrag befasst sich mit den Fragen der Analyse des Bauzustandes und der Beseitigung von typischen Baumängeln und Bauschäden. Vorgefundene Schäden und Baumängel können, wie die Beispiele zeigen, in aller Regel mit einfachen handwerklichen Methoden beseitigt werden.

Investigationstage of construction and maintenance of nail trusses
Since 1930 in Germany are manufactured trusses made of boards or planks and nail joints in lengths up to 30 m. Due to their efficiency, they were very often used in the days when an economical use of building materials was economically important. Existing indoor structures with nail trusses can now continue to be used without restriction if they are subjected to prior to implementation and continued use of a specialized construction stage analysis. The article deals with the issues of analysis of building condition and the elimination of typical construction defects and structural damages. Corpus of damage and construction defects can, as the examples show, are usually eliminated with simple craft methods.