Holzhochhäuser - Ingenieurmethoden zur Tragwerksauslegung (HOCHHINAUS)

Praxistaugliche Methoden zur Bemessung von Aussteifungskonstruktionen und Verbindungen gegenüber wind-induzierten Schwingungen

In den letzten Jahren hat der Holzbau aufgrund vieler Vorteile immer mehr Zuspruch bei Architekten und Ingenieuren gefunden. Mit Fachwerk- und Schubwandsystemen sowie gemischten Tragwerkssystemen für die Aussteifung wurden die Gebäudehöhen Schritt für Schritt über die Hochhausgrenze hinausgeführt. Aufgrund des vergleichsweise geringen Konstruktionsgewichts sind im Holzbau dynamische Fragestellungen von entscheidender Bedeutung. Das betrifft bei Hochhäusern insbesondere die Frage nach der Schwingungsanfälligkeit gegenüber Einwirkungen aus Wind. Im Holzbau ist die Ermittlung der Steifigkeit und der Dämpfung der Tragelemente und deren Verbindungen untereinander nicht trivial. Diese Eigenschaften sind amplitudenabhängig und können mit den zur Verfügung stehenden Mitteln meist nur grob abgeschätzt werden. Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Holzgebäuden unter windinduzierten Schwingungen und des amplitudenabhängigen Verhaltens ihrer Verbindungen. Diese relevanten Aspekte des Strukturerhaltens von Holzgebäuden werden durch i) Versuche an Verbindungen und maßstabsgetreuen Holzstrukturen, ii) Finite-Elemente-Analysen von Konstruktionsdetails und Holzgebäuden mit unterschiedlichen Höhen und Geometrien sowie iii) Messungen an im Bau befindlichen bzw. bestehenden Gebäuden untersucht. Ziel des innovativen Lösungskonzeptes ist die Bereitstellung von praxistauglichen Methoden mit den zugehörigen Parametern zur Auslegung des Tragwerks und zur Bemessung für windinduzierte Schwingungen. Die Methode wird in Form eines Leitfadens ausgearbeitet. Aus dem Projekt werden Empfehlungen zur Weiterentwicklung normativer Regeln erwartet. Die Ergebnisse zielen speziell auf die Entwurfsphase ab, in der mit möglichst einfachen, aber zuverlässigen Modellen die wesentlichen Entscheidungen zu den Tragwerkskomponenten getroffen werden.