HBV-Systeme Entwicklungen/Tendenzen
HBV-Systeme Entwicklungen/Tendenzen
HBV-Systeme Entwicklungen/Tendenzen
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AHB I Burgdorf, Biel<br />
Berner Fachhochschule<br />
Architektur, Holz und Bau<br />
Burgdorf, Biel<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
Prof. Dipl.-Ing. Andreas Müller<br />
Professor für Holzbau und Baukonstruktion<br />
Leiter F+E Holz- und Verbundbau<br />
Leiter Studiengang Master of Science in Engineering
Einführung Geschichte<br />
• Zusammengesetze Querschnitte aus dem Mittelalter<br />
War damals die einzige Möglichkeit leistungsfähige Tragwerke für<br />
weitgespannte Konstruktionen herzustellen<br />
Stade F. (1904): Die Holzkonstruktion<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 2
Einführung Geschichte<br />
• Holzbewehrte Steindecke nach Sperle AT, 1930<br />
König G. et al (2004): Holz-Beton-Verbund - Innovationen im Bauwesen<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 3
Einführung Geschichte<br />
• Patentierte Holz-Beton-Verbunddecke –<br />
Otto Schub CH, 1939<br />
• Ziel: Verstärkung von Altbaudecken<br />
König G. et al (2004): Holz-Beton-Verbund - Innovationen im Bauwesen<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 4
Einführung Geschichte<br />
• Ab 1970 vermehrte Forschungstätigkeiten<br />
− Schubverbindungen<br />
− Berechnungsmethoden<br />
• Brettstapel-Beton-Verbundkonstruktionen ab den 90er Jahren populär<br />
→ Entwicklung des Systems mit Kerven von Prof. Natterer<br />
• Inzwischen zahlreiche Arten an Verbindungsmitteln<br />
und Berechnungsmethoden<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
Lignum (2001): Bemessung von Holz-Beton-Verbunddecken bis 60 Minuten Feuerwiderstand<br />
04.09.2012 5
Einführung Vorteile<br />
• Vorteile von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen:<br />
− Optimale Ausnutzung der spezifischen Baustoffeigenschaften<br />
(Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Verbundeigenschaften)<br />
− Hohe Biegesteifigkeit, Biegefestigkeit, Scheibensteifigkeit<br />
→ Verbesserung der Schwingungseigenschaften<br />
→ Geringere Konstruktionshöhe im Vergleich zur reinen Holzdecke<br />
− Verbesserung bauphysikalischer Eigenschaften<br />
→ Brandschutz, Schallschutz<br />
− Erhöhung der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit<br />
bestehender Konstruktionen<br />
− Geringeres Gewicht im Vergleich zu Stahlbetondecke<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 6
Einführung Holzbau heute<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 7
Einführung Holzbau heute<br />
• Umsetzung von Freiformen / design to production<br />
• Leistungsfähige Anschlüsse (Schubverbinder)<br />
Centre Pompidou Metz<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 8
Einführung Holzbau heute<br />
• Mehrgeschossiger Holzbau<br />
− Weitgespannte Deckensysteme in Industrie<br />
und Wohnungsbau<br />
− Stützenfreie Grundrisse<br />
− Hohe Anforderungen an den Schall-<br />
und Brandschutz<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 9
Einführung Holzbau heute<br />
• Schwerlast-Brückenbau<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 11
<strong>HBV</strong> <strong>Systeme</strong><br />
• Einsatz im Brückenbau<br />
Rug, Lissner (2009): Holz-Beton-Verbundbauweise in der Praxis. In: Beton- und Stahlbetonbau 99 (2004), Heft 7<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 12
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Allgemein<br />
• Die <strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> unterscheiden sich in der Steifigkeit<br />
und in den Herstellungskosten<br />
<strong>HBV</strong>-System TiComTec, DE- Haibach<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 13
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Allgemein<br />
Kuhlmann U., Schänzlin J. (2004): Berechnung von Holz-Beton-Verbunddecken - Neuere <strong>Entwicklungen</strong><br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 14
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Allgemein<br />
Wir unterscheiden:<br />
• Verbindungen<br />
mit Formschluss<br />
• Verbindungen<br />
ohne Formschluss<br />
• Mechanische Verbindung<br />
• Geklebte Verbindung<br />
König G. et al (2004): Holz-Beton-Verbund - Innovationen im Bauwesen<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 15
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> mit Formschluss<br />
Kerven mit Holzschrauben<br />
• Kerven sind ungleichmässig verteilt:<br />
→ Gleiche Schubkraft in jeder Kerve<br />
− 2 Kerven für Spannweite < 7 m<br />
− 3 Kerven für Spannweite < 10 m<br />
− 4 Kerven darüber<br />
Kuhlmann U., Schänzlin J. (2004): Berechnung von Holz-Beton-Verbunddecken - Neuere <strong>Entwicklungen</strong><br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 16
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> mit Formschluss<br />
System Natterer-Hilti<br />
• Kerven mit Holzbauschrauben<br />
Lignum (2001): Bemessung von Holz-Beton-Verbunddecken bis 60 Minuten Feuerwiderstand<br />
Kuhlmann U., Schänzlin J. (2004): Berechnung von Holz-Beton-Verbunddecken - Neuere <strong>Entwicklungen</strong><br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 17
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> mit Formschluss<br />
Brettstapel +/-<br />
• Unterschiedlich hohe Lamellen<br />
Kolb J. (2010): Holzbau mit System<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 19
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Mechanische Verbindung<br />
Flachstahlschlösser<br />
Kuhlmann U., Schänzlin J. (2004): Berechnung von Holz-Beton-Verbunddecken - Neuere <strong>Entwicklungen</strong><br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 20
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Mechanische Verbindung<br />
SFS Verbundschraube<br />
Stadler Verbundelement VB-48-6,5x100 mm, 1990<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
SFS Verbundelement VB-48-7,5x100 mm, gekreuzt,<br />
ab 1993<br />
04.09.2012 21
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Mechanische Verbindung<br />
SFS Verbundschraube<br />
• Beanspruchung der Schraube, je nach Eindrehwinkel<br />
Kuhlmann U., Schänzlin J. (2004): Berechnung von Holz-Beton-Verbunddecken - Neuere <strong>Entwicklungen</strong><br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 22
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Mechanische Verbindung<br />
Tecnaria Kopfbolzendübel<br />
Kuhlmann U., Schänzlin J. (2004): Berechnung von Holz-Beton-Verbunddecken - Neuere <strong>Entwicklungen</strong><br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 23
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Mechanische Verbindung<br />
Kopfbolzendübel<br />
Simon A. (2008), Ingenieurgemeinschaft Setzpfand<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 24
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Geklebte Verbindung<br />
eingeklebte Bewehrungsstähle<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 25
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Geklebte Verbindung<br />
<strong>HBV</strong> - Schubverbinder<br />
• <strong>HBV</strong>-Schubverbinder im Lignotrendelement<br />
Lignotrend, DE- Weilheim-Bannholz<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
<strong>HBV</strong>-System TiComTec, DE- Haibach<br />
04.09.2012 26
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> Geklebte Verbindung<br />
<strong>HBV</strong> - Schubverbinder<br />
• LIGNO HBF Fertigteildecken<br />
Lignotrend, DE- Weilheim-Bannholz<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
Fertigteile 180 x 47, h = 20 cm<br />
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Beispielprojekte Holzbau heute<br />
• Sechsgeschossiger Holzbau Hufgasse, Zürich, 2012<br />
Architektur: kämpfen für architektur, Zürich ► Zürich z.Z. > 1800 WE in MGH<br />
Holzbauingenieure: Makiol + Wiederkehr, Beinwil am See<br />
kämpfen für architektur, Zürich<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 28
Beispielprojekte Holzbau heute<br />
• Sechsgeschossiger Holzbau Hufgasse, Zürich, 2012<br />
− Sichtbare Brettstapelelemente (nur gedübelt), Spannweite 6.5 m<br />
− Schubverbund: Kerven ► klarer Trend zur Vorfertigung<br />
► Untersicht in Sichtqualität<br />
kämpfen für architektur, Zürich; Makiol + Wiederkehr, Beinwil am See<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 29
Beispielprojekte Holzbau heute<br />
• Sechsgeschossiger Holzbau Hufgasse, Zürich, 201<br />
Makiol und Wiederkehr, Beinwil<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 30
Beispielprojekte Holzbau heute<br />
• Baugruppe e3Bau GbR, Berlin, 2008<br />
• Holz-Beton-Verbunddecke: 16 cm Brettstapel<br />
10 cm Aufbeton<br />
• Schubverbund: Kerven<br />
► umlaufender Randgurt aus Holz<br />
Kaden Klingbeil, Berlin; e3Bau GbR, Berlin + Linse, Natterer (2008): Ein 7-Geschosser fast ganz aus Holz<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 31
Beispielprojekte Holzbau heute<br />
• Life Cycle Tower, Dornbirn<br />
− Holz-Beton-Verbundrippendecke<br />
− Schubverbund über Schrauben und Schubkerven<br />
► Randträger aus Stahlbeton = Teil des Brandschutzkonzeptes<br />
+ vermeidet Querpressung im Randgurt<br />
Architekten Hermann Kaufmann, Schwarzach; Merz ,Kleih u. Partner ,Dornbirn<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 32
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> <strong>Entwicklungen</strong>/<strong>Tendenzen</strong><br />
Ingenieurbüro R. Bahmer, Haibach/DE<br />
Bathon, L. A.; Bletz ,O. (2009): Vorteile und Ausführungsbeispiele Holz-Beton-Verbundbrücken<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
► Endquerträger aus Stahlbeton<br />
vermeidet Querpressung im Holz<br />
04.09.2012 33
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> <strong>Entwicklungen</strong>/<strong>Tendenzen</strong><br />
<strong>HBV</strong>- Klebenverbund F+E Berner Fachhochschule, Biel<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
► geklebte Stahlbeton-Fertigteile<br />
04.09.2012 34
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> <strong>Entwicklungen</strong>/<strong>Tendenzen</strong><br />
• System Würth<br />
Würth AG, Arlesheim<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
► aufgeschraubte Stahlbeton-Fertigteile<br />
04.09.2012 35
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> <strong>Entwicklungen</strong>/<strong>Tendenzen</strong><br />
• Kreuzrippendecke X-Floor<br />
− 2 Tragrichtungen<br />
− Vorfertigung mit integrierter Installation, Beton vor Ort<br />
− Projekt: Überbauung Sihlbogen in Zürich (Fertigstellung 2013),<br />
Ingenieur Hermann Blumer<br />
proHolz Austria, Zuschnitt 45<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 36
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> <strong>Entwicklungen</strong>/<strong>Tendenzen</strong><br />
• Weitgespannte Flachdeckensysteme in Holzspanbeton-<br />
Verbundbauweise<br />
− Institut für Architekturwissenschaften,Tragwerksplanung und<br />
Ingenieurholzbau, TU Wien (Univ.Prof. DDI Wolfgang Winter)<br />
− Holzspanbeton: Sägemehl, Holzwolle, Hackschnitzel… zur<br />
Verbesserung der Querzugfestigkeit und Gewichtsreduktion<br />
Holzbau der Zukunft: Teilprojekt 16 - Holzbeton<br />
► Leichtbeton<br />
► Selbstverdichtender Beton<br />
► Hochfester Beton<br />
► Stahl- und Carbonfasern<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 37
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> <strong>Entwicklungen</strong>/<strong>Tendenzen</strong><br />
• Recycling Beton:<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
► obligatorisch bei Minergie P öko-Standard ?<br />
04.09.2012 38
<strong>HBV</strong>-<strong>Systeme</strong> <strong>Entwicklungen</strong>/<strong>Tendenzen</strong><br />
• Holz-Beton-Verbundsystem<br />
mit integriertem Solarthermieelement<br />
• Hochschule RheinMain (Prof. Dr.-Ing. Leander Bathon)<br />
• Multifunktionales Bauteil<br />
http://www.etagreen.com<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 39
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!<br />
Holz-Beton-Verbundsysteme –<br />
Überblick und Ausblick<br />
04.09.2012 40
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