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Grundlagen der Bemessung im Holzbau. Beispiele aus der Praxis. KURT POCK Ingenieurkonsulent für Bauingenieurwesen kurtpock.at KPZT |proHolz_180927 | kurtpock.at | 1

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  • Grundlagen der Bemessung im Holzbau. Beispiele aus der Praxis.

    KURT POCKIngenieurkonsulent für Bauingenieurwesen

    kurtpock.at

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  • KURT POCKIngenieurkonsulent für Bauingenieurwesen

    kurtpock.at

    nebenberufliche Lehrtätigkeit

    Ingenieurbüro für Bauingenieurwesen…ein Spezialgebiet Holzbau…

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  • Universitätslehrgang fürHolzbaukultur

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  • .SRB Strausberg | Berlin

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  • B | VI-Engineers A | Pesendorfer und Machalek pumar-architekten

    .

    STA Stammersdorf | Wien

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  • Grundlagen der Bemessung im Holzbau. Beispiele aus der Praxis.

    KURT POCKIngenieurkonsulent für Bauingenieurwesen

    kurtpock.at

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  • Brandschutz

    Bauphysik (Schallschutz, Feuchteschutz, etc.)

    Gebäudeaussteifung Aussteifungskonzept als wesentlicher Teil des Tragwerksentwurfs

    …beschäftigen uns derzeit im Büro am meisten…

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  • behandelte Themen.

    – Einwirkungen und BemessungssituationenHorizontallasten

    Nachweise [Schwingung]

    – Sicherheitskonzept

    – Kräfteverlauf

    – Mindestaussteifung

    – Lastableitungs- und Aussteifungskonzept

    – Gebaute Beispiele

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  • Literatur .

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  • Einwirkungen und Bemessungssituationen

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  • Einwirkungen auf Tragwerke

    Kombinationsbeiwerte

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  • Einwirkungen und Bemessungssituationenhorizontal

    Wind

    Erdbeben

    Horizontallast aus Nutzlast (Bremslast)

    Imperfektionen (außerplanmäßige Schiefstellung)

    Anprall

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  • WindStatische Horizontale Ersatzlast

    Windlast mit Exzentrizität [1]

    [1] Wallner-Novak M., Koppelhuber J., Pock K. Brettsperrholz Bemessung, Pro Holz 2013

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  • Erdbeben- vereinfachtes AntwortspektrenverfahrenStatische Horizontale Ersatzlast

    Ersatzstab mit der Verteilung der Ersatzkraft über die Gebäudehöhe [1]

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  • Seismische Aktivitäten in Europax

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  • Erdbebengefährdung Österreichsx

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  • Erdbebengefährdung ÖsterreichsON B 1998-1:2011 Anhang A, (normativ)

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  • Imperfektionen (außerplanmäßige Schiefstellung)bewirkt ständige und veränderliche Horizontalkräfte im Tragwerk

    H

    -

    Größenordnung Schiefstellung (Theta) / Ersatzkraft H

    ÖNORM EN 1992-1-1

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  • Sicherheitskonzept

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  • Das Sicherheitsniveau ist immer eine gesellschaftspolitische Frage

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  • Die grundlegende Frage ist: „Ist das sicher genug“

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  • Die grundlegende Frage ist: „Ist das sicher genug“

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  • Grenzzustand der Tragfähigkeit

    [ ]

    ÖN EN/B 1990

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  • Grenzzustand der GebrauchstauglichkeitÖN EN/B 1990

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  • SicherheitskonzeptSemi-probabilistisches Sicherheitskonzept

    M

    kkF

    RkE

    mod

    E EinwirkungR Resistance = Widerstand

    INDIZESk charakteristischer Wert (in der Regel 5%-Fraktilwert ohne Teilsicherheiten) M das Material betreffend

    dd RE

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  • Im Bauwesen wird im Regelfall eine Versagenswahrscheinlichkeit von 1*10-6 (1/1.000.000) akzeptiert. von 1 Million gleichartigen und gleichbelasteten Bauteilen darf ein Bauteil versagen.

    Quelle: Steinbrecher, TU Cottbus

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  • Charakteristische MaterialeigenschaftenFraktil (Quantil)-werte

    X20

    X05 … 5% Faktilwert Tragfähigkeit ULS Kaltbemessung z.B. fm,k

    X20 … 20% Faktilwert Tragfähigkeit ULS Brandbemessung X20 = X05 * kfi

    Xmean … 50% Faktilwert Gebrauchstauglichkeit SLS

    Quelle: Neuhaus 2009

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  • SicherheitskonzepteGegenüberstellung

    Quelle [134] Wallner, 2013

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  • Wie groß ist die Sicherheitszahl im Holzbau?

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  • KPZT |proHolz_180927 | kurtpock.at | 30

  • ÖN EN 1995-1-1

    Quelle: Informationsdienst Holz, Bemessungen nach EN 1995-1-1,Mai 1995

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  • ÖN EN 1995-1-1

    Quelle: Informationsdienst Holz, Bemessungen nach EN 1995-1-1,Mai 1995

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  • Grenzzustände der GebrauchstauglichkeitSchwingung | Steifigkeitskriterium

    Durchbiegung unter Einzellast 1kN auf einen definierten, mitwirkenden DeckenstreifenSchwingungsklasse I w < 0,25mmSchwingungsklasse II w < 0,50mm

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  • KPZT |proHolz_180927 | kurtpock.at | 34

  • Grenzzustände der GebrauchstauglichkeitSchwingung

    Für die Nachweisführung sind zwei Kriterien bezüglich der ersten Eigenfrequenz undder Steifigkeit der Decke (Durchbiegung infolge einer Einheitslast) zu erfüllen.

    Liegt die erste Eigenfrequenz unter dem Grenzwert, kann nach Hamm und Richter bei schwerenDecken durch Einhaltung einer Grenzbeschleunigung der Nutzungskomfort gewahrt bleiben

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  • Grenzzustände der GebrauchstauglichkeitSchwingung | Prüfung mit dem Bauherren

    .Die Gebrauchstauglichkeit ist im Gegensatz zur Tragfähigkeit in gewissen Grenzen mit dem Bauherren vereinbar.

    Foto: Test der Deckenelemente für die ENS MotoGPTM (mobiler Bau)

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  • Kräfteverlauf

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  • Kräfteverlauf.

    Aus einem Winddruck resultierende Horizontalkräfte je Geschoss mit Belastung der Wandscheiben in den einzelnen Geschossen [1]

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  • Kräfteverlauf.

    Kräfteverlauf je Geschoss mit Vertikallasten [1]

    Für die Dimensionierung der Verbindungsmittel ist entscheidend aus welcher Bemessungssituation die Lasten kommen:

    _ Ständige Bemessungssituation (übliche Nutzung)_Außergewöhnliche Bemessungssituation_Bemessungssituationen mit Erdbeben

    EN 1990 3.2 [6]

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  • Kräfteverlauf.

    Aussteifungskonzept für Wind auf Giebel- bzw. Traufseite. [3]

    [3] Hrsg: Bund deutscher Zimmermeister: Holzrahmenbau, 2.Auflage 1992, Bruderverlage Karlsruhe

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  • Mindestaussteifung

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  • MindestaussteifungRegel zur Erhaltung der Translations- und Rotationsstabilität

    3 Scheiben

    2 Richtungen

    2 Schnittpunkte

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  • Verschiebliche SystemeRegel nicht erfüllt

    3 Scheiben

    2 Richtungen

    2 Schnittpunkte

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  • Kunstprojekt

    Ai Wei-Wei: Template; Documenta, Kassel 2007

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  • KunstprojektLabiles System – Rotationsstabilität nicht gegeben

    Ai Wei-Wei: Template; Documenta, Kassel 2007

    3 Scheiben2 Richtungen2 Schnittpunkte

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  • geometrische Aufteilung der Wandscheiben

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  • Wandscheiben - Grundrisseungünstige Anordnungen

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  • Wandscheiben - Grundrisseungünstige Anordnungen

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  • Wandscheiben - Grundrissegeeignete Anordnungen

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  • Lastableitungs- und Aussteifungskonzept

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  • KPZT |proHolz_180927 | kurtpock.at | 51

  • zwei Aussteifungskonzepte

    aussteifende Wandscheiben,verteilende Deckenscheiben,

    Außenwände als Pendelstützen

    aussteifende (Versorgungs-) Kerne,aussteifende Deckenscheiben

    Außenwände als Pendelstützen

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  • Aussteifungskonzept

    Riebenbauer HHT 2008

    Holzmassivbauweise (BSP)

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  • Wandscheiben

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  • Wandscheibe Holzmassivbauwandnach [1]

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  • AussteifungskonzeptHolzrahmenbauweise | Nachweise Übersicht

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  • Schubfeldmodell Holzrahmenbaunach EC 5

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  • Verteilung der Einwirkungen auf die WandscheibenFormeln

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  • Verteilung der Einwirkungen auf die WandscheibenScheibensteifigkeit

    BrettsperrholzScheibensteifigkeit B ~ l1,5

    Vorschlag in Brettsperrholz Bemessung [1] unter 10.5.2

    Holzrahmenbau Scheibensteifigkeit B = l1

    VergleichBetonbauScheibensteifigkeit B = l3

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  • Deckenscheiben

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  • DeckenscheibeVersagensmechanismen von Deckenscheiben durch Schub und Biegebelastung

    Darstellung der Verformung nicht gekoppelter Elemente

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  • DeckenscheibeVersagensmechanismen von Deckenscheiben durch Schub und Biegebelastung

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  • DeckenscheibeVersagensmechanismen von Deckenscheiben durch Schub und Biegebelastung

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  • DeckenscheibeFugenausbildung- Schubverbund

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  • Vorabschätzung Richtwerte Schwingung als Kriterium

    Flipchart

    Decken Brettsperrholz h -

    h Unterzüge Holz

    h Unterzüge Stahl (HEB)

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  • Vorabschätzung Richtwerte aus umgesetzten Objekten

    [2] Wallner-Novak M., Augustin J.,Koppelhuber J., Pock K. Brettsperrholz Bemessung Band II, Pro Holz 2018

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  • Beispiele

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  • Aussteifungskonzepte

    aussteifende Wandscheiben,verteilende Deckenscheiben,

    Außenwände als Pendelstützen

    aussteifende (Versorgungs-) Kerne,aussteifende Deckenscheiben,

    Außenwände als Pendelstützen

    Beispiele

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  • mineroom Leoben Generalübernehmerwettbewerb StudierendenheimA | aap architekten H | Weissenseer Swietelsky T | KPZT

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  • mineroom Leoben Generalübernehmerwettbewerb StudierendenheimA | aap architekten A | Weissenseer Swietelsky T | KPZT

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  • mineroom Leoben StudierendenheimMontage Deckenelemente

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  • mineroom Leoben Studierendenheimtragende Struktur Erdgeschoß Montage Unterzüge

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  • mineroom Leoben StudierendenheimMontage Wandelemente

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  • mineroom Leoben StudierendenheimHRB Außenwände Werksfertigung WHSB | Weissenseer

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  • AussteifungskonzepteCampus Kuchl

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  • AussteifungskonzepteCampus Kuchl A | Dietrich Untertrifaller T | KPZT

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  • AussteifungskonzepteCampus Kuchl A | Dietrich Untertrifaller T | KPZT

    Aus

    stei

    fend

    e B

    SP

    Wan

    d

    Versorgungskern (STB)

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  • Campus KuchlA| Dietrich | Untertrifaller T| KPZT

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  • Campus KuchlAussteifungskonzept

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  • Campus KuchlZugverankerung BSP Scheibe KLH 162 5s – SFS WS-T 7/153

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  • Campus KuchlZugverankerung BSP Scheibe KLH 162 5s – SFS WS-T 7/153

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  • Campus KuchlSchubverankerung

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  • TITAN - Scherwinkel Holz–BetonTITAN - Scherwinkel Holz–Beton

    Schubverankerungbeispielhafte Möglichkeiten

    TITAN - Scherwinkel Holz–HolzTITAN - Scherwinkel Holz–Holz

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  • Zugverankerunghochbelasteter Anschluss auf Stahlbeton Nagelplatte + Schweißgrund

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  • mineroom Leoben StudierendenheimSchweißgründe

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  • mineroom Leoben StudierendenheimSchweißgründe

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  • Aussteifungskonzepte

    aussteifende Wandscheiben,verteilende Deckenscheiben,

    Außenwände als Pendelstützen

    aussteifende (Versorgungs-) Kerne,aussteifende Deckenscheiben

    Beispiele

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  • AussteifungskonzepteGleis 21, Wien Bahnhofsviertel

    A | einszueins architektenT | GG Ingenieure + KPZT

    aussteifende Wandscheiben,verteilende Deckenscheiben,

    Außenwände als Pendelstützen

    Aussteifende STB Kerne, Holz Beton Verbunddecken (HBV) Holz Sicht

    Holzrahmenbauwände als Skelettstruktur

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  • AussteifungskonzepteGleis 21, Wien Bahnhofsviertel

    A | einszueins architektenT | GG Ingenieure + KPZT

    aussteifende Wandscheiben,verteilende Deckenscheiben,

    Außenwände als Pendelstützen

    Aussteifende STB Kerne, Holz Beton Verbunddecken (HBV) Holz Sicht

    Holzrahmenbauwände als Skelettstruktur

    Foto: Jansen | WHSB | weissenseer.com

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  • AussteifungskonzepteGleis 21, Wien Bahnhofsviertel

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  • AussteifungskonzepteGleis 21, Wien Bahnhofsviertel

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  • AussteifungskonzepteGleis 21, Wien Bahnhofsviertel

    Aussteifende STB Kerne, Holz Beton Verbunddecken (HBV) Holz Sicht

    Holzrahmenbauwände als Skelettstruktur

    Foto: Jansen | WHSB | weissenseer.com

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  • AussteifungskonzepteGleis 21, Wien Bahnhofsviertel

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  • Sporthalle und Mehrzweckgebäude der Mittelschule Klaus -Weiler-FraxernA | Dietrich Untertrifaller T | KPZT

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  • Sporthalle und Mehrzweckgebäude der Mittelschule Klaus -Weiler-FraxernA | Dietrich Untertrifaller T | KPZT

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  • DeckenscheibeSporthalle und Mehrzweckgebäude Klaus

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  • DeckenscheibeBSP auf Träger | eingelassene Decklage (Holzwerkstoffplatte) „Falzbrett“

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  • Deckenscheibeeingelassene Decklage (Holzwerkstoffplatte) „Falzbrett“

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  • Wandscheibe Holzmassivbauwandnach [1]

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  • Sporthalle und Mehrzweckgebäude der Mittelschule Klaus -Weiler-FraxernA | Dietrich Untertrifaller T | KPZT

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  • Sporthalle und Mehrzweckgebäude der Mittelschule Klaus -Weiler-FraxernA | Dietrich Untertrifaller T | KPZT

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  • Sporthalle und Mehrzweckgebäude der Mittelschule Klaus -Weiler-FraxernA | Dietrich Untertrifaller T | KPZT

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  • kurtpock.at

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