Untersuchungen zur Prävention von progressivem Kollaps von Holzhochhäusern. (10th December 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Tannert, Thomas; Bita, Hercend Mpidi; Huber, Johannes A. J.
• Is Part Of: Bautechnik. Volume 98(2021)Supplement 1
• Page Start: 3
• Page End: 11
• Publication Date: 2020-12-10
• Subjects: Brettsperrholzplatten -- Plattformbau -- Fallstudie; cross‐laminated timber -- platform‐type construction -- case‐study; Baumechanik -- Entwurf und Konstruktion -- Holzbau; Structural mechanics -- Conception and Design -- Timber construction; Civil engineering -- Periodicals; Structural engineering -- Periodicals; Building -- Periodicals; Civil engineering -- Germany -- Periodicals; Structural engineering -- Germany -- Periodicals; Building -- Germany -- Periodicals; 624
• DOI: 10.1002/bate.202000083
• Languages: English
• ISSNs: 0932-8351

Abstract

Abstract: Ohne weiterführende Entwurfsüberlegungen zur strukturellen Robustheit von Gebäuden aus Holz kann das Versagen eines einzigen Bauteils zu einem progressiven 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 nichtlinearen, sog. Pushdown‐Analyse eines Plattformhochhaussegments 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. Abstract: Recent research on the disproportionate collapse prevention of CLT platform‐type buildings 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.