Holz-Beton-Verbunddecken im sinnvollen Einsatz

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1 Bauteil Decke: Holz-Beton-Verbunddecken im sinnvollen Einsatz Leander A. Bathon O. Bletz-Mühldorfer, F. Diehl, J. Schmidt, A. Wagner, M. Weil

2 Holz-Beton-Verbunddecken im sinnvollen Einsatz Sinnvoll - vernünftig, durchdacht, zweckmäßig +

3 Inhalt Entwicklungsschritte der HBV-Bauweise Grundüberlegungen Verbindungsmittel Versuche, Bemessung Anwendung Ausblick

4 Evolution One Vorhandene Holzbalken + Ortbeton Sanierung

5 Sanierung

6 Evolution Two Vorgefertigtes Holzbauteil + Ortbeton Neubau

7 Vorgefertigte Holzbauteile

8 Evolution Three Vorgefertigtes Holzbauteil + Betonverguss im Werk Fertigbau

9 Hybrid-Werkstoff

10 Holz-Beton-Verbund

11 Evolution Four Vorgefertigtes Holzbauteil + Vorgefertigtes Betonbauteil Modulares Bauen

12 HBV- Fertigteilbau

13 HBV-Decke mit vorgefertigte Elementen

14 Herstellung einer HBv-Decke

15 Fertiggestellte HBV-Decke

16 Inhalt Entwicklungsschritte der HBV-Bauweise Grundüberlegungen Verbindungsmittel Versuche, Bemessung Anwendung Ausblick

17 Producion facility wood - CO2-storage 2,00 1,75 1,50 1,00 0,80 0,50 kg 0,00-0,50 Brettschichtholz Nadelholz 0,10 Beton C30/ 37 Betonstahl Stahlprofile -1,00-1,50-1,33 carbon dioxide output in kg for 1 kg material!

18 Carbon balanced system (CBS)! concrete (10 cm) ca. 100 kg wood (16 cm) ca. 100 kg

19 Kosten 1 /kg /cbm /cbm 100 /cbm

20 Kosten / cbm 1 /kg /cbm /cbm 100 /cbm

21 Potential 10 cm 10 Ø 28 H O L Z Ersatz für Schalung und Bewehrung Reduktion von Gewicht Reduktion von Bauzeit und Kosten Verbessert die CO2 - Bilanz

22 Verbundbau ist eine Frage der Verbindungsmittel!

23 Inhalt Entwicklungsschritte der HBV-Bauweise Grundüberlegungen Verbindungsmittel Versuche, Bemessung Anwendung Ausblick

24 HBV-Verbindungsmittel (a1) Nägel (a2) Stabdübel aus Betonstahl (a3) Schrauben (a4) Schrauben (b1) Einlassdübel (b2) Einpressdübel (b3) Stahlrohrstücke (b4) Nagelplatten (c1) vorgebohrte Vertiefungen mit Verbindungsmitteln (c2) viereckige Vertiefungen mit Verbindungsmitteln (c3) Kerven mit vorgespannten Stahlstäben (c4) Brettstapeldecke mit stählernen Scherplatten (d1) Fachwerk aus Stahlstäben mit dem Holzträger verleimt (d2) in den Holzträger eingeleimtes Stahlblech

25 Verbindungssysteme ohne allgemeine bauaufsichtliche Zulassung

26 Verbindungssysteme mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung

27 Verbindungssysteme mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung

28 Anforderungen an Verbindungssysteme steif und duktil

29 Inhalt Entwicklungsschritte der HBV-Bauweise Grundüberlegungen Verbindungsmittel Versuche, Bemessung Anwendung Ausblick

30 Shear Test stiff and ductil

31 4-Punkt-Biegeversuch Fotos: Equilibrium Canada

32 Berechnung von Holz-Beton-Verbunddecken... - EC 5 Gamma-Verfahren - Stabwerksmodelle - FEM...für die Zeitpunkte t = 0 und t =!!!

33 Berechnungsgrundlagen EC 5 γ-verfahren Dehnsteifigkeit Fugensteifigkeit Abstand der Verb.

34 Analysis Truss Model

35 350 Last F [kn] starrer Verbund Verbundwirkung eines HBV-Elements nach EC kein 15 Verbund Durchbiegung [cm] HBV-Plattenelement mit 3 Reihen eingeklebten HBV-Schubverbindern 96,2% Verbundwirkung Flächenmoment 2. Grades Verbundwirkung [cm 4 ] keine 3 Reihen HBV-Schubverbinder starr

36 Inhalt Entwicklungsschritte der HBV-Bauweise Grundüberlegungen Verbindungsmittel Versuche, Bemessung Anwendung Ausblick

37 Ausführungs- und Konstruktionsdetails Treppenloch

38 Shopping center 90 minutes fire rating Neubau eines Kaufhauses: Ausführung als F90 B Konstruktion

39 Shopping center composite beam and floor hb=10 cm B25-C20/25 Matte Q513 HBV-Schubverbinder 12,0 10,0 BS11, hh= 12 cm 52 BS14 44

40 School building build in 6 month

41 Hybrid roof using the vario-system

42 Commercial building 20 * 20 m flat floor on four column groups RC 15 cm GL 22 cm 3,5 13 m 3,5

43 Composite floor and composite supporting beam 13 m 3,5 m

44 Composite support Performance: timber parallal to grain = concrete!!!

45 Commercial building

46 HBV-floors ESSB at UBC Fotos: Equilibrium Canada 5 stories in a sciesmic zone

47 ESSB at UBC HBV-System with floor heating Fotos: Equilibrium Canada

48 ESSB-builing at UBC 5 stories 12,0 10,0 BS11, hh= 12 cm 52 BS14 44

49 Hybrid floors on wooden columns 6 stories

50 ETH House of Natural Resources Foto: Pollmeier Foto: Pollmeier Foto: ETH HBV mit BauBuche

51 Inhalt Entwicklungsschritte der HBV-Bauweise Grundüberlegungen Verbindungsmittel Versuche, Bemessung Anwendung Ausblick

52 HBV BauBuche 6 Meter Bauteilhöhe 16 cm Q 181

53 HBV BauBuche 6 Meter Bruchlast 56 kn Bruchverformung 74 mm

54 HBV BauBuche 10 Meter Bauteilhöhe 32 cm Q 181

55 HBV BauBuche 10 Meter Bruchlast 317 kn Bruchverformung 102 mm

56 HBV Cross Zweiachsige Spannrichtung Bauteilhöhe 24 cm Q 181

57 Thank you very much for your interest! wood has more potential than! Leander A. Bathon Prof. Ph.D. M.Sc. Struc.Eng t-online.de

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