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Monitoring-based performance assessment of an innovative timber-hybrid building

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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.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Tagungsband: Sachverstand am Bau - Immobilienbewertung - Holzschutz 2021
Beiträge aus Forschung, Praxis und Weiterbildung
2021, 292 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Tilo Haustein
Schäden durch fehlerhaftes Konstruieren mit Holz
Schadenfreies Bauen, Band 39
2., vollst. neu bearb. Aufl.
2021, 216 S., 209 Abb. und 36 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Bauen+ Schwerpunkt: Gebäudetechnik
Edition Bauen+, Band 1
Ausgewählte Fachartikel und Interviews aus der Bauen+.
2021, 92 S., 130 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Heidi Howcroft
Gestalten mit Holz im Garten
Bodenbeläge, Holzdecks, Zäune, Rankgerüste, Flechtwerke, Lauben, Grüner Holzbau
5., überarb. Aufl.
2021, 144 S., mit vielen farbigen Abbildungen. 24 cm, Hardcover
Ökobuch Verlag u. Versand

 

 

Viele nützliche Objekte und kleine Bauten für den Garten können aus heimischem Holz selbst angefertigt werden. Ob es sich dabei um Elemente aus Bauschnittholz handelt, z.B. um einen zweckmäßigen Zaun, eine Rankhilfe, ein Holzdeck oder um eher dekorative Objekte aus lebendem Holz und Flechtwerk - das Gebaute wird in jedem Fall dazu beitragen, dem Garten eine eigene, unverwechselbare Atmosphäre zu verleihen. Der Band zeigt, wie vielfältig Holz im Garten eingesetzt werden kann. In Schritt-für-Schritt Anleitungen wird hier Nützliches und Dekoratives aus Schnittholz, aus grünem Holz sowie aus Flechtwerk vorgestellt. Im bautechnischen Teil finden sich Hinweise auf geeignete Holzarten, Empfehlungen für einfache traditionelle Zimmermannsverbindungen und Mittel zum Schutz des Holzes im Garten.

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Johannes Cramer, Wolfgang Müller-Wiener
Wohnhausbau im osmanischen Istanbul
Berliner Beiträge zur Bauforschung und Denkmalpflege, Band 19
2021, 280 S., 314 Farbabb., 80 SW-Abb. 31 cm, Hardcover
Imhof

 

 

Die osmanische Hauptstadt Istanbul war bis weit in das 20. Jahrhundert hinein eine Stadt von Holzhäusern in grüner Umgebung. Verheerende Brände und der Umbau zur modernen Metropole haben von diesem Idyll nur wenig zurückgelassen. Heute beherrschen Hochhäuser das Bild. Die letzten historischen Quartiere, seit 1984 auf der Liste des UNESCO Weltkulturerbes, verfallen. Die Publikation wertet Berichte europäischer Reisender aus und analysiert historische Quellen. Sie dokumentiert den Hausbestand mit historischen Fotos aus dem 19. und frühen 20. Jahrhundert ebenso wie mit Bauaufnahmen und Bildern aus den achtziger Jahren. Die Bauweise und Organisation des osmanischen Hauses wird analysiert. So entsteht ein umfassendes Bild des städtischen Lebens in osmanischer Zeit. Wolfgang Müller-Wiener, Architekt und Archäologe, war bis 1988 Erster Direktor des Deutschen Archäologischen Instituts, Abteilung Istanbul. Johannes Cramer, Architekt und Bauforscher, lehrte bis 2016 Bau- und Stadtbaugeschichte an der Technischen Universität Berlin.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Thomas Oberndorfer, Frank Hunger, Oliver Fischer
Ultra High Performing Timber Walls - Einsatz von schlanken Lamellen aus ultrahochfestem Beton in Brettsperrholzelementen zur Steigerung der Tragfähigkeit
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3233
2021, 165 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei mehrgeschossigen Hochbauten ergeben sich vor allem in den unteren Etagen hohe Vertikallasten in den tragenden Wandscheiben. Durch die Kombination von ultrahochfestem Beton mit Holz soll ein nachhaltiger und hochleistungsfähiger Verbundwerkstoff geschaffen werden, der sich neben den allgemeinen Vorzügen von Holz insbesondere durch seine hohe und an die örtliche Belastung anpassbare Tragfähigkeit auszeichnet. Das Forschungsprojekt konnte zeigen, dass eine tragfähige Verklebung von ultrahochfestem Beton und Holz mit zugelassenen Klebstoffen, die in der Brettsperrholzproduktion üblich sind, hinsichtlich des Kurzzeittragverhaltens herstellbar sind.

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Ulrich Schanda, Andreas R. Mayr, Fabian Schöpfer
Übertragungsfunktionen im Holzbau
Prognose der Schallübertragung aus haustechnischen Anlagen mit einem tabellarischen, praxistauglichen Ingenieurersatzverfahren
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3163
2020, 105 S., 64 Abb. u. 1 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Für den gesetzlich geforderten Schallschutznachweis ist eine Prognose der Schallemissionen von Installationsgeräuschen und gebäudetechnischen Anlagen sowie der Köperschallübertragung im Gebäude erforderlich. Für den Holzbau sind hierfür bislang keine Prognoseverfahren verfügbar. Somit kann der Nachweis des geforderten Schallschutzes im Holzbau formal nur durch bauakustische Messungen im ausgeführten Gebäude erbracht werden. Hierfür wird ein empirisches Verfahren basierend auf gemessenen Übertragungsfunktionen vorgeschlagen. Um ein empirisches Prognosemodell abzuleiten, wurden die vorhandenen Daten anhand von Kategorien gruppiert. Aus diesen Gruppen wurden repräsentative Spektren für die Übertragungsfunktionen abgeleitet. Damit ist nun erstmals eine Abschätzung des resultierenden Schalldruckpegels im Holzbau möglich.

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Ondrej Kyjanek, Oliver David Krieg, Tobias Schwinn, Achim Menges
Mensch-Roboter-Kooperation im Holzbau: Potentiale für die Vorfertigung
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3180
2020, 69 S., 24 Abb. u. 2 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Holzbau basiert heute auf Leichtbausystemen mit einem sehr hohen Vorfertigungsgrad. Der Automatisierungsgrad der Fertigung im Holzbau ist jedoch im Vergleich zu anderen Industriebranchen immer noch sehr gering. Ziel dieses Projektes ist es daher, einen möglichen Einsatz der Mensch-Roboter-Kooperationsfertigung zu analysieren und zu bewerten, um den Automatisierungsgrad in der Holzbauvorfertigung zu erhöhen und flexibel zu halten. Die Forschungsarbeit verfolgt einen vierstufigen Forschungsansatz bestehend aus Analyse, Systematisierung, Entwicklung und Evaluierung: basierend auf der Analyse des aktuellen Stands der Technik im Holzbau und der verfügbaren Technologien der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) und der Systematisierung der Ergebnisse, werden praktikable MRK-Workflows entwickelt und diese abschließend durch eine Reihe von Produktionssystemprototypen bewertet.

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Stefan Bacher, Camille Châteauvieux-Hellwig, Melina Martin, Thomas Ecker, Michael Rudolph, Andreas Rabold
Schallschutz von Flachdächern in Holzbauweise
Luft- und Trittschalldämmung von Flachdächern und Dachterrassen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3179
2019, 120 S., 23 Abb. u. 10 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Planung von modernen Büro- und Wohngebäuden ist vor allem im Bereich der mehrgeschossigen Bauweise i.d.R. ein Flachdach oder ein flachgeneigtes Dach mit ausgebautem Dachgeschoß vorgesehen. Mangelnde Planungsdaten erschweren es gerade klein- und mittelständigen Unternehmen, zu denen sehr viele Holzbaubetriebe gehören, den Einstieg in den mehrgeschossigen Holzbau, der nicht nur aus ökologischer Sicht vorteilhaft ist. So wurden auch in der neuen DIN 4109 nur drei Aufbauten für leichte Flachdächer berücksichtigt. Die Zielsetzung des Projektes besteht daher in der Bereitstellung von Planungsunterlagen für verschiedene Konstruktionsvarianten von Flachdächern und leicht geneigten Dächern, die insbesondere den Anforderungen an den Schallschutz genügen sowie den weiteren Leistungseigenschaften wie Wärme- und Feuchteschutz entsprechen. Die Untersuchungen wurden an praxisnahen Dachaufbauten durchgeführt, um die Einflussgrößen auf die Schalldämmung von Flachdächern und leicht geneigten Dächern beschreiben und Planungsunterlagen gut geeigneter Konstruktionen zur Verfügung stellen zu können.

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Catherina Thiele, Dirk Lorenz, Thomas Scherer, Stephan Birk, Sebastian Simon
Leitungsdurchführungen im Holzbau
Abschlussbericht LeitHolz.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3159
2019, 118 S., 55 Abb. u. 19 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsprojekt "Leitholz" beschäftigte sich mit der Anwendung und Prüfung von Leitungsabschottungen im Holzbau. Bekannte, im Massiv- oder Trockenbau zugelassene, Abschottungssysteme sollten bezüglich ihrer Anwendbarkeit im Holzbau untersucht werden. Weiterhin sollte überprüft werden, ob die Prüfbedingungen für Abschottungen im Massivbau auf Abschottungen in Holzbauteilen übertragen werden können. Aktuell stellt zur Leitungsabschottung im Holzbau eine gewerkübergreifende Lösung die gängige Praxis dar. An der Stelle der Leitungsdurchführung wird der Werkstoff Holz durch ein massives Bauteil (Beton / Mörtel) substituiert. Die Leitungsabschottung erfolgt dann innerhalb des massiven Bauteils. Abschottungssysteme können unter nicht wesentlicher Abweichung von ihren Anwendbarkeitsnachweisen eingebaut werden. Im Forschungsprojekt wird eine neue Methode "Holz-in-Holz" erarbeitet. Ziel ist an der Stelle der Leitungsdurchführung nicht weiter einen anderen Werkstoff einzubringen. Die Abschottung soll in Holzmodulen stattfinden.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Holl, Christian
Konstruktion, Präzision. Kulturhalle der Gemeinde Schaidt in Wörth am Rhein
db Deutsche Bauzeitung, 2021

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Zusammenspiel von Alt und Neu
Mikado, 2021

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Jahresbericht 2020
Holzforschung Austria, 2021

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Ahrenberg, Jan
Keimzelle für den Wohnungsbau. Baugruppe Walden 48, Berlin (kostenlos)
DBZ Deutsche Bauzeitschrift, 2021

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Bonauer, Lukas
Dreifach kompakt. Oele 4, Steinhausen
Architektur & Technik, 2021

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