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Monitoring-based performance assessment of an innovative timber-hybrid building
Leyder, Claude
Quelle: Bericht - Institut für Baustatik und Konstruktion IBK, ETH Zürich
Zürich (Schweiz)
Selbstverlag
2019, X,260 S., Abb., Tab., Lit.
Serie: Bericht - Institut für Baustatik und Konstruktion IBK, ETH Zürich, Nr.503
Sprache: Englisch
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[Quelle: https://www.research-collection.ethz.ch]
Die Forschung auf dem Gebiet innovativer Tragsysteme leistet einen wichtigen Beitrag für die Entwicklung nachhaltiger Gebäudelösungen. In der Schweiz wird seit ein paar Jahren an Tragsystemen aus Laubholz geforscht, da diese Holzart in grossen Mengen verfügbar ist. Jedoch besteht bisher kein umfangreiches, nachhaltiges Anwendungsgebiet. Der Bausektor würde ein optimales Anwendungsgebiet bieten, da grosse Querschnittsmengen verarbeitet werden können und Hartolz hervorrangende Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften aufweist. In diesem Zusammenhang wurde an der ETH Zürich ein Prototypgebäude entworfen und gebaut, in dem der Einsatz von Laubholzbauteilen aufgezeigt wird. Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, das Tragverhalten der innovativen Tragsysteme zu untersuchen, welche in diesem Prototypgebäude, dem "House of Natural Resources" (HoNR), eingesetzt werden. Das Gebäude funktioniert als "Living lab", d.h. es vereint die Doppelfunktion eines Forschungsgebäudes und eines regulären Bürogebäudes. Der Fokus dieses Projektes ist es, die Wissensbasis über das Tragverhalten der innovativen Holz-Hybrid-Konstruktionssysteme zu erweitern und das volle Potenzial des vielversprechenden Laubholzwerkstoffes aufzuzeigen. Zur Untersuchung des Tragverhaltens wurden Schwingungsversuche durchgeführt, welche mit einer umfangreichen Langzeitbeobachtungskampagne kombiniert werden. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand die Entwicklung von Methoden zur automatisierten Auswertung der Daten aus den Schwingungsversuchen und der Langzeitbeobachtungskampagne. Zunächst wird in dieser Arbeit eine umfassende Übersicht über bestehende Datenverarbeitungsmethoden dargelegt. Für die Auswertung der Schwingungsversuche, welche während der verschiedenen Bauetappen und der Betriebsphase des Gebäudes durchgeführt wurden, stammen diese Methoden aus den Bereichen der Systemidentifikation und der operationellen Modalanalyse. Darüber hinaus werden Modell-Aktualisierungsmethoden und Methoden zur Bestimmung der optimalen Sensorplatzierung vorgestellt. Modellaktualisierungsmethoden werden üblicherweise eingesetzt, um numerische Modelle der untersuchten Tragstruktur mit den Ergebnissen der Schwingungsmessungen zu aktualisieren. Numerische Methoden zur Bestimmung der optimalen Sensorpositionierung werden bei der Entwicklung von Versuchsaufbauten für Schwingungsmessungen eingesetzt, um die optimale Positionierung einer begrenzten Anzahl von Sensoren zur möglichst genauen Messung des dynamischen Verhaltens zu bestimmen. Für die Auswertung der Langzeit-Monitoring-Daten werden "Structural Health Monitoring (SHM)" Methoden untersucht. Zusätzlich werden einige bestehende Anwendungsbeispiele der vorgestellten Methoden an Holz- und Holz-Hybrid-Konstruktionen vorgestellt. Basierend auf den vorgestellten Methoden werden zwei eigene Vorgehensweisen zur Datenbearbeitung entwickelt.
Holzbau, Hybridbauweise, Mischbauweise, Laubholz, Steifigkeitsverhalten, Prototyp, Tragsystem, Versuchsgebäude, Holzwerkstoff, Schwingung, Langzeitbeobachtung, Langzeitversuch, Schwingungsmessung, timber construction, Hybrid building method, mixed development, leaf wood, rigidity behavior, prototype, load-bearing structure, experimental building, wood-based materials, vibration, long-term observation, long-term test,
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