Messtechnische Analyse flachgeneigter hölzerner Dachkonstruktionen mit Sparrenvolldämmung — Teil 2: Nicht belüftete,extensiv begrünte Dächer mit Zellulose‐ und Mineralwolledämmung

Im gegenständlichen zweiten Teil dieser Aufsatzreihe werden die Messwerte aus zwei Gründachelementen, welche zum einen mit Mineralwolledämmung und feuchteadaptiver Dampfbremse und zum anderen mit Zellulosedämmung und Vliesdampfbremse ausgeführt sind, diskutiert. Dabei zeigt sich, dass die Temperatur auf der Dachabdichtung neben den Witterungsbedingungen auch vom Bewuchsgrad des Gründaches abhängt. Aufgrund der geringen sommerlichen Umkehrdiffusion der Gründächer kommt es zu erhöhten Luftfeuchten im Gefach. Dies führt beim Gründach mit Mineralwolledämmung zu erhöhten Materialfeuchten. Das Gründach mit Zellulosedämmung weist diese erhöhten Materialfeuchten hingegen weniger stark auf. Trotz der teilweise lang andauernden hohen Feuchtelast im Gefach der beiden Gründächer konnten weder Schimmel‐ noch holzzerstörende Pilze in diesen entdeckt werden. Measuring investigations of the hygrothermal behaviour of timber flat roofs — Part 2: Non‐ventilated green roofs with cellulose and mineral wool insulation. In the second part of this article serial the measuring values of two green roof elements made of mineral wool insulation with a moisture adaptive vapour retarder and cellulose insulation with a fibrous vapour redarder are discussed. It is shown that the roof surface temperature, beside the weathering conditions, depends on the level of plant coverage. Because of very low drying potential of green roofs high air humidity occurs in the cavity. This leads to higher material moisture content in the element with mineral wool insulation. The green roof element with cellulose insulation shows this higher material moisture content less pronounced. Despite high moisture loads in the cavities of both green roof elements no mould or rot could be found in the investigated roofs.     

Messtechnische Analyse flachgeneigter hölzerner Dachkonstruktionen mit Sparrenvolldämmung — Teil 3: Hinterlüftete und nicht hinterlüftete Metalldächer

Im dritten und abschließenden Teil dieser Aufsatzreihe werden die Messdaten aus hinterlüfteten und nicht hinterlüfteten flachgeneigten Metalldächern diskutiert. Diese wurden im Freilandversuch über 17 Monate unter besonnten und Vollzeit beschatteten Randbedingungen untersucht. Hierbei zeigt sich, dass bei besonnten Bedingungen in beiden Dachaufbauten die innenseitige Dampfbremsbahn durch eine OSB ersetzt werden kann, ohne dass sich kritische Klimabedingungen oder erhöhte Materialfeuchten im Gefach einstellen. Die verwendete Gleitbügelblecheindeckung beim nicht hinterlüfteten Dach ermöglicht einen diffusionsoffenen Aufbau. Das hinterlüftete Metalldach zeigt trotz geringen Luftvolumenstroms in der Hinterlüftungsebene das günstigste hygrische Verhalten aller untersuchten Dachauf bauten. Measuring investigations of the hygrothermal behaviour of timber flat roofs — Part 3: Ventilated and non‐ventilated metal roofs. In the third and last part of this article serial the measuring values of ventilated and non‐ventilated metal roofs are discussed. The roofs were investigated at a full scale test under sun‐exposed and full‐time shaded conditions. It was shown that at sun‐exposed conditions the vapour retarder membrane in both metal sheeted roofs can be replaced by an OSB without critical climate or increased moisture content in the cavity. The used metal sheeting at the non‐ventilated roofs enables a water vapour permeable construction. The ventilated metal roof showed in spite of the little airflow in the ventilation layer the best hygrical behavior of all investigated roofs.     

Untersuchungen zum Verhalten von mit Nanopartikeln imprägniertem Holz bei Freibewitterung

Es wurde die Witterungsbeständigkeit von Fichtenholz und Buchen holz nach Beschichtung mit verschiedenen nanoskaligen Hydrophobierungsmitteln und vergleichsweise dazu mit einem üblichen Lack getestet. Die Imprägnierung des Holzes erfolgte über Streich‐ oder Druckimprägnierung. Erfasst wurden Änderungen der Farbkennwerte, der Benetzungswinkel, der Holzfeuchte sowie der visuelle Gesamteindruck. Bei allen Materialien und Beschichtungs arten trat bereits nach kurzer Zeit eine Vergrauung auf. Diese war beim Standardlack am geringsten. Diese Tendenz spiegeln auch die Farbmessungen wieder. Der Benetzungsrandwinkel reduzierte sich zunehmend, das zeigt, dass der Hydrophobierungseffekt nach lässt. Beim Standardlack war der Effekt deutlich geringer ausgeprägt. Insgesamt zeigt sich, dass es weder mit Streich‐ noch mit Druckimprägnierung gelang, das Imprägnierungsmittel ausreichend tief in das Holz einzubringen und zu fixieren. Dies deckt sich mit den Ergebnissen der Flüssigkeitsaufnahmekoeffizienten, über die in vorangegangenen Arbeiten berichtet wurde. Investigation regarding the behaviour of wood impregnated with nano‐particles and exposed to the open weather. The weather resistance of Norway spruce and beech wood has been tested following coating with various nano‐scale hydrophobising compounds, and has been compared with reference samples that were coated with a standard varnish. The impregnation of the timber was carried out by brush coating or a pressure process. The test results focused on changes in colorimetric values, wetting angle, timber moisture and the overall appearance. All materials and types of coating were subject to a greying of colour after a short while. The standard varnish showed the least discoloration. This tendency was also reflected in the colorimetric measurements. The wetting edge angle increasingly reduced, indicating that the hydrophobising effect was also reducing. With the standard varnish, this effect was clearly less pronounced. Overall, the tests showed that it had not been possible to inject the timber sufficiently deeply with the impregnation compound, and fix it, with either the brush or pressure impregnation method. This confirms the findings obtained in fluid retention co‐efficient tests which were reported in previous articles.     

Biegedrillknicken von I‐Profilen mit und ohne Voute — Bemessungshilfen für den vereinfachten Nachweis (Teil 1)

Bei Rahmentragwerken werden in den hochbeanspruchten Ecken häufig Vouten angeordnet. Die statisch‐konstruktiven Vorteile gevouteter Stäbe können derzeit nur für wenige Sonderfälle effizient genutzt werden, da die für den Tragsicherheitsnachweis erforderlichen Angaben fehlen. Es werden Bemessungshilfen vorgestellt, mit deren Hilfe der Nachweis biegebeanspruchter Bauteile mit und ohne Vouten mittels Handrechnung geführt werden kann. Diese umfassen Hilfen zur Bestimmung des idealen Biegedrillknickmoments und Empfehlungen bezüglich der Wahl einer geeigneten Traglastabminderungskurve. Abschließend werden die vorgestellten Bemessungshilfen anhand von Versuchsergebnissen verifiziert. Lateral torsional buckling of I‐sections with and without haunches — Design aids for a simplified check (part 1). In the highly stressed corners of frame structures often haunches are realized. Currently, the structural advantages of haunched members can be utilised efficiently for only a few special cases because of the lack of necessary information for the member checks. Design aids are presented that allow to perform the lateral torsional buckling check of members with and without haunches subject to bending by a hand calculation. These include aids for the determination of the ideal critical buckling moment and recommendations regarding the choice of an appropriate buckling curve. Finally, the presented design aids are verified by experimental results.     

Zum Tragverhalten von Verbunddübeln — Teil 2: Ermüdungsverhalten

Verbunddübel stellen eine sehr tragfähige und robuste Verbindung zwischen Stahlbauteilen und Betonquerschnitten dar. Mittels Verbunddübelleisten lassen sich neue Querschnitte für den konstruktiven Ingenieurbau entwickeln. Der erste Teil der Veröffentlichung befasste sich mit der Technologie der Verbunddübel, deren Tragverhalten und der Bemessung der Verbindung unter ruhender Belastung. Für den Einsatz in Brücken ist das Verhalten unter dynamischen Lasten von Bedeutung und Schwerpunkt dieses Beitrages. Das Ermüdungsverhalten der neuartigen Verbindung wird anhand von zyklisch belasteten Biegeträgern untersucht, mit numerischen Simulationen verglichen und ein Bemessungsvorschlag auf Grundlage des Strukturspannungskonzeptes vorgestellt. Dabei wird sich auf die Betrachtung von Dübelleisten mit modifizierter Klothoidenform (MCL) beschränkt. Load bearing behaviour of composite dowels — Fatigue behaviour (part II). Composite dowels realise a high load bearing capacity and ductile connection between steel members and concrete parts. Using these composite dowels for shear transmission new systems of composite construction can be designed. The first part deals with the technology of composite dowels, it’s bearing behaviour and the design of the connection under static loads. For the use in bridges the cyclic load bearing behaviour becomes more important and on this is the focus of this paper. The behaviour of the new connection under fatigue loads is investigated by cyclic loaded simple supported beam tests compared to numerical simulations and a design concept is established on the basis of a hot spot model. The investigations are restricted to composite dowels implementing the modified clothoidal shape (MCL).     

Wärme‐ und Feuchtetransport in Holzbauelementen unter freier Bewitterung

Es wurden vergleichende Untersuchungen des Wärme‐ und Feuchtetransportes in unterschiedlichen Holzbaukonstruktionen unter freier Bewitterung durchgeführt. Insgesamt wurden fünf Konstruktionen an Versuchsbauten auf dem Gelände der ETH Zürich getestet. Neben einer verdübelten Massivholzkonstruktion wurden zwei Ständerkonstruktionen und zwei weitere Vollholzkonstruktionen untersucht. Aus den gewonnenen Daten wurden dynamische Parameter der Gebäudehüllen ermittelt. Zusätzlich wurden Messungen an drei realen Bauten (zwei verdübelte Massivholzkonstruktionen, eine Ständerkonstruktion) durchgeführt. Die gemessenen Daten der Versuchsbauten wurden mit den Daten der Messungen an realen Bauten verglichen. Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass die Vollholzkonstruktionen sehr ausgewogene, hygrothermische Eigenschaften aufweisen. Heat and moisture transfer in wood‐based constructions under natural weathering. In this project comparative measurements of heat and moisture transfer in wood‐based constructions were carried out under natural weathering conditions at the campus of ETH Zurich. Altogether, five different constructions designed as small test buildings were investigated. In the first observation, the solid wood construction connected with wooden dowels — without any further binders is compared to two conventional wood frame constructions with one and two insulation layers. In the second observation, the mentioned solid wood construction is compared to one log construction and one solid wood construction with slotted wood elements. From the data, the dynamic parameters of the heat and moisture transfer of these building envelopes were determined. Additionally, the heat and moisture data of three real used buildings (two solid wood constructions with wooden dowels and one conventional wood frame construction) were measured. These data were compared with the data measured on the small test buildings. The results, inter alia, are showing that the solid wood constructions achieve a good balance in hygrothermal properties.