High-rise Timber Building HoHo Vienna – The structural ... · PDF fileHigh-rise Timber...

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sterreichische Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift, 162. Jg., Heft 112/2017 1

KurzfassungDas entworfene Tragwerkskonzept fr ein Holzhochhaus beruht auf einem massiven Aussteifungskern aus Stahlbeton und einem modular vorgefertigten Holzbau, der aus Brettschichtholz-sttzen, Fertigteiltrgern, Holz-Beton-Verbunddecken und Brettsperrholzwnden besteht. Die Verbindung der Bauelemen-te erfolgt vorwiegend durch Vergussmrtel und Bewehrungs-eisen. Eine wesentliche Aufgabe der konstruktiven Ausfhrung ist die Entwicklung einer ausreichenden Robustheit des Gesamt-systems durch vertikale und horizontale Zugverankerungen. Die schalltechnischen Erfordernisse stellen neben den statischen Anforderungen an die Details im Holzbau eine weitere Heraus-forderung des Gebudes, dessen Hlle nur aus Holzoberflchen besteht, dar.

Abstract

The structural concept of the high-rise timber building is based on a rigid concrete reinforced core and a prefabricated timber structure consisting of timber columns, precast concrete girders, wooden concrete composite decks and cross laminated timber walls. The structural joints between the different elements are realised by a combination of grout and steel reinforcement. A major task for the structural design of this timber high rise building is the development of adequate robustness of the overall system. In our case this robustness was achieved via vertical and horizontal tension rods (anchors). The sound insulation requirements are next to the structural requirements another challenge for the building skin consisting solely of wooden surfaces.

1. Einleitung

In der Seestadt Aspern in Wien wurde im Oktober 2016 mit dem Bau eines rund 84 m hohen Holzhochhauses (siehe Abb. 1) be-gonnen. Die Lage des Bauplatzes ist direkt neben der im Jahr 2013 verlngerten U-Bahn-Linie U2 und dem knstlich angeleg-ten See des neuen Stadtgebietes. Das Hauptgebude besteht aus drei gekoppelten Bauteilen mit je 9, 15 und 23 Stockwerken und einem kleineren fnfstckigen Nebengebude. Das Hoch-

Holzhochhaus HoHo Wien Das Tragwerkskonzept

High-rise Timber Building HoHo Vienna The structural ConceptVon R. Wosch i t z und J. Zot te r, Wien Mit 11 Abbildungen

haus ist zweifach unterkellert und steht auf einer kombinierten Pfahl-Platten-Grndung. Wegen des angrenzenden Sees wurde die Baugrube als dichte Schlitzwand hergestellt. Die Primrtrag-struktur ist eine Kombination aus Aussteifungskern in Beton und angedockter Holzkonstruktion (siehe Abb. 2). Fr den Holzbau wurde eine einfache Tragstruktur bestehend aus drei Grundbau-steinen Deckenelement, Randtrger und Sttze gewhlt.Die geschossweise Lastabtragung erfolgt ber Holz-Beton-Verbund-Deckenelemente (Brettsperrholzplatten, Schubkerven, Aufbeton), welche auf einem umlaufenden Betonfertigteiltrger aufgelagert sind. Ein schubsteifes Deckenfeld kann durch das nachtrgliche Vergieen von Aussparungen im Aufbeton und durch Bewehrungsanschlsse realisiert werden. Der als Durch-lauftrgersystem ausgebildete Randtrger liegt auf blockver-leimten Brettschichtholzsttzen, welche die Vertikallasten vom obersten Geschoss bis zum Kellergeschoss abtragen, auf. Die auenliegende Wandausfachung besteht aus Brettsperrholz-platten mit bereits werkseitig eingebauten Fenstern und ist nicht Teil der Primrtragstruktur.

2. Montageprinzip und Unterschied zum Betonbau

Das gewhlte Montageprinzip (siehe Abb. 3.a) spiegelt sich im sogenannten Systemknoten, der Verbindung von Sttze-Trger-Decke (siehe Abb. 3.b), wider. Die einzelnen Bauteile knnen witterungsunabhngig und qualittsgesichert im Werk vorge-fertigt werden. Der hohe Vorfertigungsgrad ermglicht eine rasche, einfache Montage auf der Baustelle. Sowohl die Sttzen als auch die Deckenelemente und Fertigteiltrger werden ber Bewehrungsstbe und lokale Aussparungen mit Vergussmrtel kraftschlssig untereinander verbunden. Die somit geschaffe-nen Zugverankerungen verleihen dem globalen Tragsystem die erforderliche Robustheit.

Holzhochhaus HoHo Wien Das Tragwerkskonzept

Holzhochhaus HoHo Wien Das Tragwerkskonzept

High-rise Timber Building HoHo Vienna The structural Concept Von R. Woschitz und J. Zotter, Wien Mit 11 Abbildungen

Dipl.-Ing. Dr.-techn. Richard Woschitz, MRICS

Dipl.-Ing. Dr.-techn. Julian Zotter

Kurzfassung Das entworfene Tragwerkskonzept fr ein Holzhochhaus beruht auf einem massiven Aussteifungskern aus Stahlbeton und einem modular vorgefertigten Holzbau, der aus Brettschichtholzsttzen, Fertigteiltrgern, Holz-Beton-Verbunddecken und Brettsperrholzwnden besteht. Die Verbindung der Bauelemente erfolgt vorwiegend durch Vergussmrtel und Bewehrungseisen. Eine wesentliche Aufgabe der konstruktiven Ausfhrung ist die Entwicklung einer ausreichenden Robustheit des Gesamtsystems durch vertikale und horizontale Zugverankerungen. Die schalltechnischen Erfordernisse stellen neben den statischen Anforderungen an die Details im Holzbau eine weitere Herausforderung des Gebudes, dessen Hlle nur aus Holzoberflchen besteht, dar. Abstract The structural concept developed for the high-rise timber building is based on a massive stiffening core made of reinforced concrete as well as a modular prefabricated timber structure consisting of columns made from laminated timber, prefabricated elements, wood-concrete-composite floor and walls made from cross-laminated timber. The elements conjunction is provided by grout as well as reinforcement. A major task of the constructional design is the development of an adequate robustness in the entire system by adding vertical as well as horizontal tension anchors. The technical demands regarding the sound insulation present besides the constructive requirements of the details in timber construction a challenge resulting from a building that only wants to present wooden surfaces to the viewers eyes.

1. Einleitung In der Seestadt Aspern in Wien wurde im Oktober 2016 begonnen, ein rund 84 m hohes Holzhochhaus (siehe Abb. 1) zu errichten. Die Lage des Bauplatzes ist direkt neben der im Jahr 2013 verlngerten U-Bahn-Linie U2 und dem knstlich angelegten See des neuen Stadtgebietes. Das Hauptgebude besteht aus drei gekoppelten Bauteilen mit je 9, 15 und 23 Stockwerken und einem kleineren fnfstckigen Nebengebude. Das Hochhaus ist zweifach unterkellert und steht auf einer kombinierten Pfahl-Platten-Grndung. Wegen des angrenzenden Sees wurde die Baugrube als dichte Schlitzwand hergestellt. Die Primrtragstruktur ist eine Kombination aus Aussteifungskern in Beton und angedockter Holzkonstruktion (siehe Abb. 2). Fr den Holzbau wurde eine einfache Tragstruktur bestehend aus drei Grundbausteinen Deckenelement, Randtrger und Sttze gewhlt.

Abb. 1: Holzhochhaus in der Seestadt Wien Aspern Fig. 1: High-rise Timber Building Vienna Aspern

Abb. 1: Holzhochhaus in der Seestadt Wien AspernFig. 1: High-rise Timber Building Vienna Aspern

Schreinerkastler und cetus Baudevelopment GmbH

Dipl.-Ing. Dr. techn.Julian Zot te r

Dipl.-Ing. Dr. techn.Richard Wosch i t z ,

MRICS

Holzhochhaus HoHo Wien Das Tragwerkskonzept

2 sterreichische Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift, 162. Jg., Heft 112/2017

Ein wesentlicher Unterschied der vorgefertigten Bauweise zum konventionellen Betonbau liegt in der komplexen Umsetzung dieser Robustheitsanforderungen. Die Ortbetonbauweise er-mglicht aufgrund der homogenen Bauweise mit Bewehrungs-bergriffen zwischen den einzelnen Betonierabschnitten eine einfache Ausbildung durchgngiger Zugverankerungen wie Decken roste und durchgehend zugfeste Sttzenverbindungen. Bei Vollfertigteilen sind hierfr jedoch detailliertere berlegun-gen hinsichtlich der konstruktiven Knotendetailausbildung, Bauteilfugen und Toleranzen erforderlich.

3. Vertikale Zugverankerung der Sttzen

Zur Erhhung der Ausfallsicherheit sind vor allem bei Gebuden mit erhhten Schadensfolgen ausreichende Zugverankerungen zwischen den einzelnen Bauteilen wichtig, da diese beispiels-weise bei lokalen Schden eine gewisse Redundanz oder Last-umlagerung im Tragsystem ermglichen. Bei den Holzsttzen des HoHo Wien werden die vertikalen Zuganker mittels eingeklebter Bewehrungseisen realisiert. Die kraftschlssige Verbindung der

OIAV

HoHo Wien Das Tragwerkskonzept | Richard Woschitz | Julian Zotter

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Die geschossweise Lastabtragung erfolgt ber Holz-Beton-Verbund-Deckenelemente (Brettsperrholzplatten, Schubkerven, Aufbeton), welche auf einem umlaufenden Betonfertigteiltrger aufgelagert sind. Ein schubsteifes Deckenfeld kann durch das nachtrgliche Vergieen von Aussparungen im Aufbeton und durch Bewehrungsanschlsse realisiert werden. Der als Durchlauftrgersystem ausgebildete Randtrger liegt auf blockverleimten Brettschichtholzsttzen, welche die Vertikallasten vom obersten Geschoss bis zum Kellergeschoss abtragen, auf. Die auenliegende Wandausfachung besteht aus Brettsperrholzplatten mit bereits werkseitig eingebauten Fenstern und ist nicht Teil der Primrtragstruktur.

Abb. 2: Primrtragstruktur mit Betonkern und angedockter Holzkonstruktion Fig. 2: Primary Support Structure with inner Concrete Core and attached Timber Structure

2. Montageprinzip und Unterschied zum Betonbau Das gewhlte Montageprinzip (siehe Abb. 3.a) spiegelt sich im sogenannten Systemknoten, der Verbindung von Sttze-Trger-Decke (siehe Abb. 3.b), wider. Die einzelnen Bauteile knnen witterungsunabhngig und qualittsgesichert im Werk vorgefertigt werden. Der hohe Vorfertigungsgrad ermglicht eine rasche, einfache Montage auf der Baustelle. Sowohl die Sttzen als auch die Deckenelemente und Fertigteiltrger werden ber Bewehrungsstbe und lokale Aussparungen mit Vergussmrtel kraftschlssig untereinander verbunden. Die somit geschaffenen Zugverankerungen verleihen dem globalen Tragsystem die erforderliche Robustheit.

Ein wesentlicher Un