Titelaufnahme

Titel
Entwicklung und Bemessung von statisch wirksamen Holz-Glas-Verbundkonstruktionen zum Einsatz im Fassadenbereich / eingereicht von Georg Neubauer
VerfasserNeubauer, Georg
Begutachter / BegutachterinWinter, Wolfgang ; Kolbitsch, Andreas
Erschienen2011
Umfang238 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2011
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Holz Glas Verbund Fassade Holzhaus Bemessung Gebäudeaussteifung
Schlagwörter (EN)wood timber glass façade design load-bearing
Schlagwörter (GND)Holzhaus / Fassade / Verbundbauweise / Holz / Glas / Klebeverbindung
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-44115 Persistent Identifier (URN)
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Entwicklung und Bemessung von statisch wirksamen Holz-Glas-Verbundkonstruktionen zum Einsatz im Fassadenbereich [8.81 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Weiterentwicklung von Klebstoffen und die daraus resultierende gleichbleibende Qualität dieser Fügetechnik hat in den letzten Jahren neue Möglichkeiten der Verbindung von Holz und Glas ergeben. Ein Trend weg von der einfachen Montageklebung auf der Baustelle hin zu qualitativ hochwertigen Klebeverbindungen in der Fabrik kann z.B. in der Verklebung von Glasscheiben in Holzfenstern seit einiger Zeit bereits beobachtet werden Den hochwertigen und homogenen Klebstoffverbindungen wurden in der Vergangenheit nur wenig statische Fähigkeiten zugetraut. So wurden Klebstoffe im Glasbau maximal zum Abtrag von Glasgewicht oder Windkräften herangezogen. Dass in dieser Fügetechnik jedoch noch mehr Potential schlummert, zeigen zahlreiche vorangegangene Forschungsprojekte.

Aufbauend auf eine vorangegangene Dissertation, in welcher erfolgreich an orientierenden Versuchen gezeigt wurde, dass eine sinnvolle Anwendung von Holz-Glas-Verbundbauteilen zur Realisierung der Gebäudeaussteifung im Holzhausbau möglich ist, setzt diese Arbeit einen Schwerpunkt auf die tatsächliche Realisierung und Bemessung solcher Holz-Glas-Verbundelemente. Der erste Abschnitt des experimentellen Teils befasst sich mit der Klebstoffverbindung selbst und untersucht zwei unterschiedliche Klebstoffarten. Es wird die Belastungsrichtung, Belastungsdauer, Geometrie der Klebefuge sowie Auswirkungen von Umwelteinflüssen auf das Tragverhalten von Holz-Glas-Klebstoffverbindungen untersucht. Weiters wird das im Vorgängerprojekt entwickelte Prototypen-Tragsystem in ein bauphysikalisch funktionsfähiges Fassadensystem übergeführt wobei nicht nur Aspekte der Luft- und Schlagregendichtheit, Widerstand gegen Windbelastungen und Differenzklimaten untersucht werden sondern auch eine Optimierung der Produktions- und Montagetechnik durchgeführt wird.

Anschließend wird die statische Leistungsfähigkeit an zahlreichen Großelementen durch Wandscheibenuntersuchungen ermittelt und gibt Auskunft über lokale und globale Verformungen im System unter Belastung sowie der Versagensart. Im theoretischen Teil der Arbeit werden zwei Rechenmodelle (analytisch und numerisch) gegenübergestellt um eine Prognose der Tragfähigkeit und Verformbarkeit von Holz-Glas-Verbundelementen zu ermöglichen. Durch die gesammelten Grundlagen aus dem experimentellen Teilen der Arbeit wird ein mögliches Bemessungskonzept erarbeitet.

Anhand von typischen Gebäudegeometrien des Einfamilienhausbaus wird das Bemessungskonzept angewendet und eine Einsetzbarkeit von HGV-Elementen zur Übertragung von Lasten aus dem Gebäude evaluiert.

Im Abschluss der Arbeit werden die gewonnenen Erkenntnisse an Hand von realen Prototypen-Bauwerken umgesetzt und bilden die Grundlage für die Serienfertigung von HGV-Elementen sowie die Möglichkeit eines längerfristigen Monitorings von Holz-Glas-Verbundelementen.

Zusammenfassung (Englisch)

In the last years new possibilities of connecting wood and glass have arisen due to the further development of adhesives and the resultant high quality of this joining technology. The trend has moved on from the simple in-site-gluing to high quality in-plant-gluing. One has been able to observe this trend for quite a while, for example, in the bonding of glass panes in wooden-framed windows.

In the past, high-quality, homogenous adhesives were thought to have little statically strengths. Thus, adhesives in glass constructions were mainly used for the load transmission of the weight of the glass or the wind impact. On the contrary, it can now be seen that this joining technology shows much more potential, as already proved in numerous, previous publications.

This paper is based on a preceding project which showed in first-cut experiments that the use of wood-glass-compounds to stiffen wooden frame-houses makes sense. In this publication we will emphasize the actual realization and dimensioning of such wood-glass-compounds. The experimental part of this paper deals with the glue connection itself by investigating two different glue types. The load direction, load duration and geometry of the gluing joint are investigated, as well as the consequences of environmental influences on the load bearing behavior of glued wood-glass-connections. Furthermore, the development of a functional façade-system in building physics is done, based on the prototype structural system already developed in the preceding project. For this one investigated several aspects as, for instance resistance to air flow, driving rain, wind load and climate differences. An optimization of production and assembling technology is done.

The static resistance of numerous large specimens is investigated via fracture test, showing local and global deformations in the system under stress, as well as the type of collapse. Two models (analytic und numerical) are calculated and compared in the theoretical part of the paper to predict the load bearing capacity and the deformation of wood-glass-compounds. A concept for the dimensioning is elaborated using the data collected in the experimental part of the paper.

The design concept is applied to the geometry of a typical single-family house, and the use of wood-glass-compounds to bear loads out of the building is evaluated.

The conclusions gathered are then applied to real prototype buildings.

They are the basis for serial production of wood-glass-compounds, offering the possibility for long-term monitoring.