Titelaufnahme

Titel
Double-wall system as 3-D shear walls in residential buildings with earthquake loads / von Falko Ducia
Weitere Titel
Doppelwandsystem als 3-D Schubwände in Wohnhäusern bei Belastung durch Erdbeben
VerfasserDucia, Falko
Begutachter / BegutachterinKolbitsch, Andreas
Erschienen2015
UmfangXV, 183, XXI - XXXV S. : zahlr. Ill. und graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2015
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Doppelwandsystem
Schlagwörter (EN)Double-Wall System
Schlagwörter (GND)Wohnungsbau / Erdbebenbelastung / Wand / Stahlbetonbauteil
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-81086 Persistent Identifier (URN)
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Double-wall system as 3-D shear walls in residential buildings with earthquake loads [16.31 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Verwendung von Doppel-Wänden im Einsatz bei Hochbauten mit Erdbebenbelastungen. Doppelwände, auch als Dreifach-wand, Gitterträgerwand, Dreikammerwand, Elementwand oder Hohlwand bezeichnet, werden in Mitteleuropa heute schon sehr oft und gerne als "Halbfertigteile" im Hochbau eingesetzt [6]. Die Doppelwand ermöglicht eine schnelle, präzise und weitgehend wetterunabhängige Fertigung von Geschoßbauten. Für den Einsatz dieser Bauweise sind (außer einem Hebezeug beim Versetzten der Elemente) keine, dauernd auf der Baustelle vorhandenen, Großgeräte notwendig. Ein Nachteil war bis heute, verursacht durch die Verbindung der beiden Beton-Außen-Schalen mittels Gitterträger, die Unmöglichkeit die Ortbetonkerne bei Wandelemente, bei T-Stücken und in Ecken konstruktiv, gemäß den verschiedenen Erdbebennormen, zu verbinden. Durch den Einsatz von punktförmigen Verbindungen (Kappema-Welle) [7] ergibt sich die Möglichkeit horizontale Bewehrungselemente (Körbe, einzelne Bewehrungsstäbe) zu verschieben um kraftschlüssige Verbindungen zu erhalten. In dieser Arbeit wurden Versuche von 6 Doppelwandbauteile, im Maßstab 1:1 an der METU (Middle East Technical University) in Ankara durchgeführt. Durch die Begrenzung der maximal möglichen aufzubringenden Kraft von 1.000.- kN und der Notwen-digkeit die Versuchskörper im Maßstab 1:1 zu prüfen ergaben sich die mögliche Versuchskörper Größe. Die Versuche zeigten eine ausgezeichnete Duktilität, der Duktilitätsfaktor beträgt rund 6, somit sind diese Bauteile hoch duktil. Ein Vergleich der Probekörper schließt den ersten Teil der Arbeit ab. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Versuch mittels des 3-D Simulationsprogramms ATENA [8] berechnet und mit den Versuchsergebnissen verglichen. Durch die Größenbegrenzung der Versuchskörper werden die originalen Versuchskörper maßlich und belastungsmäßig variiert und abgeändert. Abschließend werden Empfehlungen für die Nutzung dieser Doppelwandelemente und die ergänzenden Berechnungen mit einem nichtlinearen Berechnungsprogramm, für Hochbauten im Belastungsfall Erdbeben zusammengestellt.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis addresses the possibility of double walls to be used as earthquake-shear walls for building constructions. Double walls (also called hollow and cavity walls) are already very often used in Central Europe as "semi-finished parts" in building construction [9]. The double wall sys-tem enables fast and accurate construction of multi-storey buildings, regardless of weather conditions. Except for lifting equipment for the offset of the elements, the use of this design requires no major equipment to be constantly present on the site. Until today, the connection of the two-concrete shells using lattice girders was a disadvantage. As a result it was impossible to constructively connect the wall elements, T-pieces and corners with an "in situ concrete core", in compliance with earthquake standards. The use of point-like compounds (KAPPEMA-wave) [7] provides the possi-bility to move horizontal reinforcement elements (baskets, individual reinforcing bars) in order to gain frictional connections. The first part of this study documents and describes the seismic testing of a strong wall, which was carried out on six double wall components (in scale 1:1) at the METU (Middle East Technical University) in Ankara, Turkey. The possible size of the test specimens arose as a result of limiting the maximum applied force to 1000 kN, and also from considering the need for the test specimens to be tested in scale 1:1. It was proved that the ductility of the double wall elements has a ductility ratio of about 6, which is higher than expected. A comparison of the test specimens concludes this first part of the study. The second part consists of analytical studies, conducted parallel to the tests using the 3-D simulation program ATENA [8]. Both results are compared, leading finally to the compiling of recommendations for the use of these double-wall elements in buildings under seismic load. Because of the restricted size of the specimens, the maximal force applied was limited to 1000 kN; the analytic investigations with larger specimens showed the possibility of using double-wall as earthquake-proof building elements. In the appendix a calculation of a 5-storey building [10] and of the two main elements (T and U-connection) is carried out.