Untersuchungen zur Prävention von progressivem Kollaps von Holzhochhäusern

• Ohne weiterführende Entwurfsüberlegungen zur strukturellen Robustheit von Gebäuden aus Holz kann das Versagen eines einzigen Bauteils zu einem progressivem und/oder unverhältnismäßigen Gebäudekollaps führen. Die bestehenden Anforderungen in den internationalen Richtlinien zur Prävention von progressivem Kollaps sind unwirtschaftlich für mehrstöckige Gebäude aus Brettsperrholzplatten (BSP) im Plattformbau. Dieser Beitrag fasst aktuelle Forschungsergebnisse zusammen, um die strukturelle Robustheit solcher Gebäude zu gewährleisten. Eine verbesserte Methode wird vorgestellt, um die Mindestanforderungen an Zugankerverbinder zu quantifizieren und um alternative Lastwege unter Verwendung vereinfachter linearelastischer Ansätze sicherzustellen. Es wird gezeigt, wie in einer nicht‐linearen, sogenannten Pushdown‐Analyse eines Plattformhochhaussegmentes zur Charakterisierung der Widerstandsmechanismen vier verschiedene alternative Lastpfade ermittelt wurden. Danach wird anhand linearer dynamischer Analysen das Tragwerksverhalten bei Bauteilversagen eines zwölfstöckigen Hochhauses mit BSP Geschossplatten und Wandsystem und eines neunstöckigen Hochhauses mit BSP Geschossplatten und Brettschichtholzstützen untersucht. Die vorgestellten Ergebnisse tragen dazu bei, den Entwurf mehrstöckiger BSP Gebäude im Plattformbau zu verbessern.

• Without additional design considerations, such as structural robustness, the failure of a building's structural element can develop into a progressive and/or disproportionate collapse. The existing requirements in the international guidelines for preventing disproportionate are generally unpractical and uneconomic when applied to multi‐storey cross‐laminated timber (CLT) buildings in platform‐type construction. This paper summarises recent research and improved approaches developed to meet structural robustness for such buildings. To ensure alternative load‐paths using simplified linear‐elastic analytical procedures, an improved method using engineering mechanics was derived for CLT buildings in platform type construction to aids in quantifying the minimum tie‐force requirements. Using advanced nonlinear dynamic analyses, the behaviour of two buildings under element removal scenarios are studied: i) 12‐storey with CLT floor and wall system; and ii) 9‐storey flat‐plate CLT floor system and glulam columns. Finally, in a nonlinear pushdown analysis of a platform CLT bay to characterise the mechanical resistance mechanism of the floor and wall panels, four different alternative load paths are elicited. The presented research findings can support the design of multi‐storey CLT buildings in platform type construction to ensure structural robustness.

Ämnesord

LANTBRUKSVETENSKAPER  -- Lantbruksvetenskap, skogsbruk och fiske -- Trävetenskap (hsv//swe)

AGRICULTURAL SCIENCES  -- Agriculture, Forestry and Fisheries -- Wood Science (hsv//eng)

Nyckelord

cross‐laminated timber

platform‐type construction

case–study

Structural mechanics

Conception and Design

Timber construction

Brettsperrholzplatten

Plattformbau

Fallstudie

Baumechanik

Entwurf und Konstruktion

Holzbau

Träteknik

Wood Science and Engineering

Publikations- och innehållstyp

ref (ämneskategori)

art (ämneskategori)