Ingenieurholzbau. Vom Brett zur Platte

Transkript

1 Ingenieurholzbau Vom Brett zur Platte

2 Vom Brett zur Platte

3 Bretter Auftrennen Vollholz Seitenware

4 Festigkeit Mechanische Eigenschaften

5 Festigkeit Smart structures Intelligente Struktururen C. Matthek

6 Festigkeit Bäume sind smart w E M σ

7 Ökologie Lebenszyklus - Life cycle assessment (LCA) CO 2-50% der weltweit zertifizierten Forste sind in Europa. Durch nachhaltige Forstwirtschaft wird aus CO 2 der Baustoff Holz. HOLZ - Holz ist der Baustoff mit dem geringsten Energieverbrauch über seinen Lebenszyklus. Holztragwerke haben eine negative CO 2 -Bilanz. Sie stellen also einen CO 2 -Speicher dar. STRUKTUR - Holz ist ein CO 2 -Speicher. Ein Einfamilienhaus mit etwa 30-40m 3 Holz speichert etwa 32 Tonnen CO 2. ENERGIE Energiegewinnung aus Holz. Durch die Verbrennung wird das gespeicherte CO 2 frei.

8 Technologische Veränderung Invention Innovation Diffusion J. Schumpeter, 1911

9 Innovation

10 Brettstapeldecken Innovation

11 Nail Laminated Decks

12 Mechanismus der Verbindung Formschluss

13 Innovation Brettstapeldecken QS-Platten

14 Stress Laminated Decks

15 Mechanismus der Verbindung Kraftschluss (Reibschluss)

16 System-Effekt In Serie geschaltet Parallel geschaltet Das schwächste Glied Alle Litzen halten gemeinsam

17 System-Effekt Eurocode 5 Vorgespannt oder geklebt genagelt Anzahl der Bretter

18 Innovation Brettstapel QS-Platte Brettsperrholz

19 Brettsperrholz

20 Brettsperrholz

21 Mechanismus der Verbindung Stoffschluss

22 Mechanismen der Verbindung Drei Typen Formschluss Kraftschluss Stoffschluss

23 Innovation Nail Laminated Decks Stress Laminated Deck Cross Laminated Deck

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26 Produktion Diffusion

27 Diffusion Know-How Crosslaminated Timber Structural Design Handbook

28 Anwendungsbeispiel

29 Murray Grove 30 Meter tall timber building in London

30 Murray Grove

31 KLH-Structure m3 KLH Panels m2 KLH Panels - Wall panels KLH 5s 128mm - Floor panels KLH 5s 146mm Tons bonded carbon CO2

32 The Project Ground floor in concrete shop / office 8 floors with 29 appartments in KLH roof as roof terrace (10 th floor ) tallest timber building in the world

33 The Project 1st 3rd floor 4th floor

34 The Project 5th floor 6th floor

35 The Project 7th floor 8th floor

36 The Project Roof terrace

37 KLH - Structure

38 KLH - Structure

39 KLH - Structure - All inner walls load bearing in KLH - Slab elements as continuous beams - Progressive Collapse (Disproportionate Collapse) - Structure is redundant and able to transfer loads to other load bearing walls

40 Connectors

41 Connectors

42 Connectors

43 Structural analyses MOVEMENT OF THE BUILDING MAX. 3,3mm PER FLOOR

44 Sound protection SOUND PERFORMANCE: requirement <-> test result 55dB 46dB

45 Sound protection Sound tests in Austria

46 Sound protection Lift shaft and stair house

47 Fire protection R30 R60 R120

48 Fire protection R30 R120 R60

49 Fire protection - Fire resistance => structural design according to Eurocode 5 - Charring rates according to ETA - Protection by plaster board layers can be taken into acount

50 Fire protection - All load bearing elements 90 min. fire resistance - between apartments and liftshaft or stairhouse 120 min. fire resistance - no sprinkler system (not required for buildings above 30m)

51 Fire protection Load bearing timber structures without sprinklers maximum number of storeys

52 Erection

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62 - Erection time: 3 working days per floor - Erection team : 4 carpenters - Erection equipment: mobile crane and stationary tower crane

63 Erection - 9 floors in 9 weeks - Overall KLH UK estimated a 49 week programme with KLH over a 66 week with comparable concrete frame (17 week saving)

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67 Erection

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75 Erection

76 Erection

77 Erection

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79 Häufigkeit Nachweise Design Values Nachweis Einwirkung Widerstand R k S k S,R Sicherheit auf der Einwirkungsseite Bemessungswert der Einwirkung γ Q S k S d Bemessungswert des Widerstandes R d R k γ m Sicherheit auf der Widerstandsseite

80 charact. Value Design Value Design Value charakteristic Value Partial safety factors in timber design : 1,5 f k σ k 1,5 σ d f d Actions Resistance σ d f d σ i,k γg Q k f i,k γ m

81 Excursus CLT Elements and Structures

82 Bemessungsmodell (ULS)

83 Bemessungsmodell (ULS)

84 Bemessungsmodell

85 Element Verbindungen

86 Biegesteif

87 Stahlträger

88 Aufhängung

89 Aussteifung

90 Aussteifung

91 Bodenscheibe

92 Aussteifung

93 Wandscheiben

94 Stürze