Das Trag- und Verformungsverhalten von Verbindungen wird i. d. R. mithilfe von Druck- oder Zugversuchen an einzelnen Bauteilen ermittelt. Diese Bauteile können in der späteren Baupraxis u. a. als Druck- und Zugdiagonalen in Fachwerkträgern eingesetzt werden. Allerdings weisen die Fachwerkknoten, in denen die Diagonalen an die Gurte angeschlossen werden, aufgrund der kombinierten Einleitung von Zug- und Druckkräften ein komplexes Tragverhalten auf. Dieses kann durch Versuche an vollständigen Fachwerkträgern verifiziert werden. Der material- und versuchstechnische Aufwand ist hierbei jedoch sehr hoch, zumal pro Versuchsfachwerk i. d. R. lediglich ein bestimmter Fachwerkknoten untersucht werden kann. Alle übrigen Knoten des Fachwerkträgers dienen allein der Erzeugung der Kräfte in dem zu untersuchenden Knoten. Mit der hier vorgestellten Prüfmethode ist es nun möglich, das Trag- und Verformungsverhalten von Fachwerkknoten praxisnah zu ermitteln, ohne einen kompletten Fachwerkträger prüfen zu müssen. Der Material- und Prüfaufwand reduziert sich dadurch signifikant. Damit ergibt sich die Möglichkeit, verschiedene Einflussparameter mit einer genügenden Anzahl von Einzelversuchen zu untersuchen.

A new test method for timber truss nodes
The load-bearing and deformation behaviour of connections is usually determined by means of compression or tensile tests on single structural elements. These components can be used later in structural applications, for example as compression or tension diagonals in timber trusses. However, the nodes, where diagonals are connected with the chords, show complex load-bearing behaviour due to the combined introduction of tensile and compression forces. This can be verified by tests with complete trusses. However, the material and experimental effort is very high, especially for the examination of the load-bearing behaviour of a single node. All other nodes of the test truss only generate the forces in the node to be examined. With the presented test method, it is now possible to determine the load-bearing and deformation behaviour of truss nodes in a practical manner, without testing complete trusses. The material and testing effort is significantly reduced. Consequently, various influencing parameters with sufficient number of individual experiments may be studied.

Die Modellierung von Holztafelkonstruktionen erfolgt heutzutage üblicherweise mit der Schubfeldträgermethode. Die Anwendung der Schubfeldträgermethode auf Wandtafeln führt dazu, dass bei der Modellbildung nur Konstruktionen oder Bereiche von Konstruktionen berücksichtigt werden, die als ideale Schubfelder ausgebildet sind.
Für Holztafeln ist geläufig, dass sich diese bei scheibenartiger Beanspruchung sehr duktil verhalten, da sie aufgrund des ausgeprägt nichtlinearen Verhaltens des Verbunds von Rippe und Beplankung große Verformungen ertragen können, bevor sie versagen.
In diesem Beitrag wird über Untersuchungen zur Einschätzung der genannten Duktilität berichtet. Im Wesentlichen werden die Unterschiede im Last-Verformungsverhalten unterschiedlicher Tafelkonfigurationen mithilfe des FE-Modells von HALL herausgearbeitet.
Der Beitrag zeigt, dass eine ausgeprägte Duktilität nur dann vorhanden ist, wenn es Beanspruchungen senkrecht zu den Plattenrändern gibt. Bei Konstruktionen mit idealen Schubfeldern treten bei ideal-elastisch-plastischem Materialverhalten lediglich nahezu konstante Beanspruchungen des Verbunds parallel der Plattenränder auf, sodass sich nur geringe plastische Reserven ergeben. Bei Konstruktionen mit freien Plattenrändern treten hingegen zusätzlich Beanspruchungen des Verbunds senkrecht zu den Plattenrändern auf, die gegenüber dem elastischen Grenzzustand wesentliche plastische Reserven ergeben. Derartige Tafeln verhalten sich daher sehr duktil.

On the estimation of the ductility of wooden panels
The modelling of wooden panel construction is currently based on the shear field girder method. The application of this method on wall panels results in static models that consider only constructions of parts of constructions that are executed as ideal shear fields.
It is commonly known that wooden panels show a distinct ductile behaviour when loaded in-plane because they can tolerate significant deformations before failing. This results from the distinct non-linear behaviour of the bond between rib and sheet.
This contribution reports on investigations on the estimation of this ductility. The differences in the deformation behaviour of differing panel configurations are mainly elaborated using the FE-model of HALL.
The work shows that a distinct ductility is only apparent, if stresses perpendicular to the sheet edges are apparent. Constructions with ideal shear fields show approximately constant bond stresses parallel to the sheet edges, if an ideal elastic, plastic material law is considered. This leads to small plastic capabilities. Constructions with free sheet edges, however, develop additional stresses perpendicular to the sheet edges that result in significant plastic capabilities compared to the elastic limit state. Panels of that kind therefore show a highly ductile behaviour.

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

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

Die Realisierung von Schalentragwerken aus Stahlbeton ist anspruchsvoll. Hohe Anforderungen an Planung und Ausführung sowie damit verbundene Kosten führen dazu, dass diese Tragwerkstypologie nur selten realisiert wird. Der Artikel beschreibt das Schalungssystem, das beim Bau des zukünftigen Stuttgarter Hauptbahnhofs zum Einsatz kommt. Zahlreiche Anforderungen führten zu der Entwicklung von massiven Brettsperrholzbauteilen, deren Oberfläche mit faserverstärktem Kunststoff beschichtet wird. Die Fertigung der Bauteile erfolgt in mehreren Stufen. Nach der Herstellung von Brettsperrholzrohlingen werden aus mehreren Schichten Rohkörper zusammengesetzt. Die Formgebung erfolgt in zwei Schritten. Mit einer Plattenbearbeitungsanlage werden die Konturen der einzelnen Schichten gefräst. Die endgültige Form wird von einem Industrieroboter herausgearbeitet. Nach der Beschichtung wird die Form der Bauteile mithilfe eines Laser-Scanners verifiziert. Alle Prozesse während Planung und Fertigung der Schalungselemente sind weitgehend modellbasiert. Mit dem entwickelten Schalungssystem wurden die ersten Elemente des Schalentragwerks aus Weißbeton bereits erfolgreich betoniert.

Timber forms Stuttgart 21 - model-based development and fabrication of a formwork system made of cross laminated timber for the production of reinforced concrete shells
The realization of shell structures made of reinforced concrete is challenging. High demands on design and execution as well as the associated costs led to the fact that this structural typology is rarely realized. The article describes the formwork system used in the construction of the future Stuttgart main station. The numerous requirements led to the development of solid cross laminated timber components whose surface is sealed with a fibre-reinforced polymer coating. The production of the components takes place in several stages. After the production of the cross laminated timber blanks, one raw body is composed of several layers. This is processed in the first step with a panel processing machine and in the second step with an industrial robot. After coating, the shape of the components is verified using a laser scanner. All processes during planning and production of the formwork elements are largely model-based. The first elements of the concrete shell were already poured using the developed formwork system.

Das aktuelle Sonderheft Messtechnik im Bauwesen gibt Ihnen wie gewohnt einen Überblick über neue Themen in diesem Bereich. So können Sie sich beispielsweise über Verformungsmessungen bei Belastungsversuchen und über nicht-invasives Messen bei der Analyse der Raumluftqualität und beim Energieverbrauch informieren. Gekoppelte Vermessungsstrategien für Citymodelle sind ein weiteres spannendes Thema. Es geht auch um Klima- und Holzfeuchte in Gebäuden in Holzbauweise, ein weiterer Fachbeitrag beschäftigt sich mit Erschütterungsmonitoring in Forschungseinrichtungen und Rechenzentren. Auch das Monitoring von Bewehrungskorrosion in Rissbereichen von Stahlbetonbauwerken ist Thema im neuen Sonderheft.

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Veranstaltungen:
Rückblick auf das 21. Dresdner Baustatik-Seminar

Nachrichten: Holzbau Forschung + Praxis Kassel 2018 - Anschlüsse und Verbindungen: Entwurf, Konstruktion und Bemessung
Zwei neue Großprojekten in Polen mit Auftragsvolumen von rd. EUR 148 Mio.

Die Komplexität von Ingenieurbauwerken im Holzbau nimmt ständig zu, sodass die zutreffende Abschätzung des Strukturverhaltens und der materialgerechte Entwurf Herausforderungen darstellen können. Insbesondere für die numerische Analyse der lokal begrenzten Einleitung großer Beanspruchungen im Bereich von Anschlüssen lässt sich die Finite-Elemente-Methode (FEM) vorteilhaft nutzen. Zuverlässige Ergebnisse resp. Aussagen zum Strukturverhalten und zu den Versagenskriterien erfordern eine sachgerechte Bewertung der Modellqualität, um im Spannungsfeld zwischen Modellgröße und Rechenaufwand eine bedarfsgerechte Simulation zu erstellen. Am Beispiel des Anschlusses stabförmiger Holzbauteile mittels Gewindestäben, die mit einem großvolumigen Polymerverguss im Holz verankert sind, werden nachfolgend die Mindestanforderungen an eine problemorientiert gestaltete numerische Simulation dargestellt. Ergebnisse, Zusammenhänge und die zu erzielenden Genauigkeiten zwischen Experiment und Numerik werden anschaulich gegenübergestellt.

Numeric models for joints in timber engineering
The complexity of civil engineering structures in timber construction is constantly increasing. As a result, the correct estimation of the structural behavior and the material-appropriate design poses a greater challenge. The finite element method (FEM) offers a particularly advantageous solution for the numerical analysis of the local impact of greater loads on and around connections and joints. Reliable results on the structural behavior and the failure criteria require an appropriate assessment of the model quality. Only then can a demand-oriented simulation be created, which takes model size and computational effort into account. The minimum requirements of a problem-oriented numerical simulation are presented below based on the example of timber element joints with cast-in threaded rods, which are anchored in the timber with a large volume of polymer grout. The results, correlations and the accurateness to be achieved between experiment and numerical analysis are demonstratively compared.

In diesem Beitrag wird die Verwendungsmöglichkeit axial beanspruchter Verbindungsmittel in Fachwerkträgern aus Buchenfurnierschichtholz mithilfe experimenteller Untersuchungen genauer betrachtet. Die zur Bemessung benötigten Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte und die notwendigen konstruktiven Randbedingungen (Mindestabstände, Einbindelänge) werden ermittelt, diskutiert und mit dem derzeitigen Stand der Technik verglichen. Zur Verifizierung der ermittelten Parameter sowie des Tragverhaltens der untersuchten Verbindungsmittel in Gesamttragsystemen werden im Anschluss Versuche an Fachwerkträgern (Spannweite 10 m, statische Höhe 1,25 m) mit unterschiedlichen Knotenpunktausbildungen vorgestellt. Besonderes Augenmerk wird, neben der Tragfähigkeit, auf die Steifigkeit der geprüften Träger gelegt und somit die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Verbindungsmittel herausgearbeitet.

Trusses made of beech-LVL
The suitability of axially loaded fasteners in trusses made of beech-LVL is studied by experimental investigations. The strength and stiffness properties and the structural boundary conditions (minimum distances, penetration length) are determined, discussed and compared with the state of the art. To verify the parameters as well as the load-bearing behavior of the investigated fasteners, results of full-scale tests with trusses (span 10 m, static height 1.25 m) with different node configurations are presented. In addition to the load-bearing capacity, the stiffness of the tested trusses is under special attention to clarify the performance of the presented connections.

Mit dem zunehmenden Einsatz von Holz für Ingenieurbauwerke steigen die Ansprüche an eine montagefreundliche und materialgerechte Ausbildung effektiver Anschlüsse mit hoher Tragfähigkeit auch unter mehrachsig interagierenden Beanspruchungen. Dieser Beitrag stellt baustellengerechte Varianten für Zug-, Druck- sowie Biegeanschlüsse im Holzbau auf der Basis polymergebundener Vergussmassen vor. Hierbei werden typisierte frei geformte Einbauteile, z. B. aus Stahl mit metrischem Gewinde als Muffen- oder Gewindeanschluss, bereits vom Hersteller mittels “Vergusskleben” in nahezu beliebig geformten, auch größer dimensionierten Ausnehmungen im Holzbauteil verankert. Damit ermöglichen derartige Vergusslösungen dem Holzbau nicht nur einen optimalen Kraftschluss, sondern auch das effiziente direkte Zusammenspiel mit typisierten Anschlüssen anderer Bauweisen, wie sie z. B. im Stahl- oder Stahlbetonbau üblich sind. In diesem Kontext können daher die als Stütze oder Biegeträger optimierten Holzbauteile effektiver als bisher eingesetzt werden. Darüber hinaus eignet sich der Polymerverguss hervorragend für die Ein- sowie Durchleitung lokaler hoher Druckbeanspruchungen quer zur Holzfaserrichtung. Der vorliegende Artikel zeigt zudem, dass mittels geeigneter numerischer 3-D-FE-Modelle der vorhandene komplexe Beanspruchungszustand dieser Vergussanschlüsse zuverlässig beurteilt werden kann.

Joints in timber engineering with cast-in connectors
The increasing usage of timber in structures has led to higher requirements for load-bearing capacities and usability for constructions - including high performance joints. This paper presents solutions for connecting details in timber constructions to carry tension, compression and bending loads, which are appropriate for the anisotropic material timber. A polymer compound grout allows cast-in connectors made of standardized or customized steel members. The polymer grout enables a rigid connection between the connector and the timber. Such joints are convenient for assembling structural elements of timber or with constructions made of steel or concrete - fast and simple. The polymer grout can also be used to distribute a high compression load through a timber element perpendicular to the grain, as it appears in multiple storey buildings at crossing points. Further information about the special numerical models (3D FEM) are provided to determine the polymer grout and the very special material timber.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Querdruckverhalten von Brettschichtholz aus Nadelholz. Die Ergebnisse einer 101 Versuche umfassenden Testreihe, in der sowohl die Auflagerlänge als auch die Auflagersituation variiert wurden, werden mit den Tragfähigkeitswerten verglichen, die sich nach dem aktuell gültigen Nachweis nach EN 1995-1-1:2010 sowie dem Bemessungsansatz nach VAN DER PUT ergeben. Die Verformungen über die Trägerhöhe werden analysiert und mithilfe des Elastizitätsmoduls Rückschlüsse auf die Spannungsverteilung sowie die mitwirkenden Faserlängen im Auflagerbereich gezogen. Es wird festgestellt, dass der im Querdrucknachweis enthaltene Faktor kc, 90 entgegen der bisherigen Nachweisführung von der Art der Lastausbreitung abhängig ist. Auf dieser Basis wird ein Bemessungsansatz entwickelt und diskutiert, der eine Berechnung der Querdrucktragfähigkeit in Abhängigkeit von der zulässigen Verformung ermöglicht.

Behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain
This paper discusses the behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain. A series of 101 tests was performed where the support length and the load situation were varied. The results are compared to the load carrying capacities calculated with the currently valid model of EN 1995-1-1:2010. The deformations across the beam height are analysed. Based on the modulus of elasticity, conclusions on load distribution and the contribution of continuous wood fibres on the effective contact area are drawn. The factor kc, 90 is dependent on the load distribution. On this basis, a model to calculate the load carrying capacity perpendicular to the grain in dependence of an accepted deformation is discussed.

Vollgewindeschrauben werden im Ingenieurholzbau heute vermehrt als Verstärkungs- und Verbindungselemente eingesetzt. Dabei kommen auch besonders lange Schrauben (l > 300 mm) zum Einsatz, die wie Rippenstähle im Stahlbetonbau als Bewehrung wirken. Infolge der Anisotropie des Holzes ist der Lasteintrag bzw. Lastaustrag der Schrauben stark abhängig vom Winkel, den sie mit der Faserrichtung des Holzes einschließen, und dabei sehr unterschiedlich. Entsprechende Dehnungsverteilungen konnten mit den bisherigen Mitteln, mit Dehnmessstreifen, wenn überhaupt, dann nur lokal nachgewiesen werden. Erst mit dem Einsatz fotogrammetrischer Methoden wie der Digital Image Correlation (DIC) ist es möglich, das Dehnungs- und Deformationsverhalten von Brettschichtholz unter Belastung mittels Schrauben zusammenhängend über die Oberfläche eines beanspruchten Tragelements sichtbar zu machen. Diese Veröffentlichung zeigt erste Ergebnisse von Deformationsuntersuchungen auf Basis von DIC. Sie bestätigten einige bisher antizipierte, aber nicht belegbare Tragverhaltensphänomene, wie etwa die Abhängigkeit des Lasteintrags in die Holzmatrix vom Winkel zwischen Schraube und Faserverlauf. Es zeigte sich aber auch, dass die Inhomogenität des natürlich gewachsenen Werkstoffs Holz zu Unregelmäßigkeiten führt, die entsprechende “Unschärfen” bezüglich der Modellierung des Material- und des Verbundverhaltens mit sich bringen. Dennoch wurden allgemeine Bemessungsansätze für Schrauben formuliert, die auf die individuelle lokale Beschaffenheit der Holzmatrix - bestimmbar mittels DIC - abgestimmt werden können.

Deformation- and load-bearing behaviour of glue-laminated-timber under load entry by fully-threaded-screws
For some time past fully-threaded-screws are not anymore used for fixing but also as reinforcement and exclusive connecting elements of structural timber parts. In this context particularly long screws (l > 300 mm) compared to conventional applications are deployed. They work similar to steel reinforcement in concrete carrying tensile and compression forces and bind structural elements together. Timber and screws together may be described as a composite material like concrete, however with an anisotropic matrix with different strength and stiffness in the different dimensions of the material-matrix. Depending on the position of a screw and their inclination to grain different load-bearing effects arise which were hard to verify until now. Investigations of bond behaviour of fully-threaded-screws brought in timber carried out by the Chair of Structures and Structural Design and the Institute of Material Sciences (ibac) of Aachen University with the help of Digital Image Correlation (DIC) allowed the visualization of strain and deformation distribution on the surfaces of structural timber elements. In difference to strain-measuring-gauges which give just spotty information the DIC-method gives a coherent view on the strain and deformation distribution of individual timber specimens and that way a visualization of the actual and local loadbearing behaviour of screw-reinforced-timber.

Verglichen mit anderen Holzbausystemen sind Brettsperrholzelemente aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften besonders geeignet, um Einwirkungen in Scheibenebene abzutragen und damit Gebäude auszusteifen. Die Duktilität und Energiedissipation einer Tragstruktur aus Brettsperrholz ergibt sich primär aus den mechanischen Eigenschaften der Verbindungsmittel. Üblicherweise kommen stiftförmige metallische Verbindungsmittel wie Nägel, Schrauben und Klammern zum Einsatz. Die Dissipationsfähigkeit dieser Verbindungen bei zyklischer Beanspruchung nimmt bereits bei geringer Zyklenanzahl signifikant ab. Für Erdbebeneinwirkungen sind jedoch Verbindungen wünschenswert, die ähnlich wie reine Stahlverbindungen über nahezu konstante Hystereseeigenschaften verfügen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden neuartige Stahlblechverbindungen entwickelt, wissenschaftlich untersucht und Gleichungen zur Bemessung sowie konstruktive Regeln hergeleitet. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der experimentellen, numerischen und analytischen Untersuchungen vorgestellt.
Das Anordnen einer Lücke im Verbindungsnahbereich ermöglicht es, das Last-Verschiebungsverhalten der Stahlblech-Holzverbindung so zu beeinflussen, dass eine hochduktile, robuste und kostengünstige Verbindung entsteht, die stabile Hystereseeigenschaften aufweist.

Dissipative steel plate connections for CLT diaphragms
Due to their high shear strength and stiffness, cross laminated timber (CLT) members are especially suited for in-plane loads. The ductility and energy dissipation capacity of a CLT structure is mainly determined by the number and properties of the mechanical connections. Presently, the required energy dissipation capacity for earthquake loading is often achieved by metallic dowel-type fasteners loaded beyond their yield load. The load-slip curves for connections with laterally loaded dowel-type fasteners show pinched hysteresis loops under cyclic loads. Additionally, the achieved load at a certain displacement decreases under repeated loading - impairment of strength. For seismic loads, however, connections with stable load-slip behaviour and high energy dissipation under repeated loading are needed. In this contribution experimental, numerical and analytical investigations of newly developed dissipative steel plate-to-timber connections are presented.
For the dissipative shear wall joints the typical pinching and impairment of strength of hysteresis loops could nearly completely be avoided by arranging a gap between the CLT members around the steel plate fastener. Dissipative joints for shear walls using steel plate fasteners have a simple geometry and are easy to manufacture and hence constitute an economic and robust solution.

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der TU München wurde eine optimierte Bauweise für Windkrafttürme aus Brettsperrholz entwickelt. Der Turmschaft besteht dabei aus Brettsperrholzplatten in straßentransportfähigen Abmessungen, welche in einer Taktstation am Boden zu vieleckigen Turmabschnitten zusammengefügt und anschließend als vorgefertigte ringförmige Elemente vertikal zu einem Turm verbunden werden. Die horizontalen Verbindungen werden über formschlüssige Kontaktstöße realisiert. Biegezugspannungen in Turmlängsrichtung, vor allem infolge von Windeinwirkungen, werden durch dauerhaft wirksame vertikale Vorspannkräfte überdrückt.
Anhand eines Beispielturms mit 100 m Nabenhöhe wurden alle Bauzustände, die Tragfähigkeit und das Langzeitverhalten rechnerisch untersucht. Die Spannkraftverluste sind beherrschbar und liegen nicht wesentlich höher als bei vergleichbaren vertikal vorgespannten Türmen in Spannbetonbauweise.

Prestressed CLT wind-turbine towers
Within a research project at the Technical University of Munich, an optimized construction was developed for wind turbine towers made of cross-laminated timber. The tower shaft consists of panels of cross-laminated timber in transportable dimensions, which are joined in a station at the bottom of the tower to form polygonal tower sections, which are subsequently connected afterwards as prefabricated elements to form the tower. The horizontal joints are realized by form-fitting contact. Stresses in bending tension in the longitudinal direction of the tower, mainly due to the effects of winds, are superposed by permanently effective vertical prestressing forces.
By means of an example a tower with a hub height of 100 m, all building conditions, the load bearing capacity and long-term behavior were investigated and calculated. Prestress losses are predictable and not significantly higher compared to vertically prestressed towers of reinforced concrete.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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