TY - GEN A1 - Höltke, Tim A1 - Bleicher, Achim T1 - Timber-concrete composite frame joint for high-rise buildings T2 - Proceedings of the International Association for Bridge and Structural Engineering Congress Y1 - 2019 UR - https://www.researchgate.net/publication/336777939_Timber-concrete_composite_frame_joint_for_high-rise_buildings SP - 1137 EP - 1141 CY - New York City, USA ER - TY - GEN A1 - Bleicher, Achim A1 - Schauer, Thomas A1 - Jirasek, Robert A1 - Höltke, Tim A1 - Zhang, Yangwen A1 - Marker, Paul A1 - Wulff, Wulf A1 - Manfrecola, Johannes A1 - Schmidt, Therese T1 - Hybride Konstruktionen an der BTU Cottbus-Senftenberg T2 - Bautechnik N2 - Die angestrebten Ziele einer Ressourcen- und Klimaneutralität erfordern ein radikaleres Umdenken der Bauschaffenden, das mit einer noch viel stärkeren Sensibilisierung der Auftraggeber für die Auswirkungen des Material- und Energieverbrauchs im Bausektor verbunden ist. Ein Ansatz, um diese Ziele zu erreichen, sind hybride Konstruktionen, in denen unterschiedliche Materialien, Elemente, Funktionen und Technologien auf mehreren Konstruktionsebenen ressourcen- und energieeffizient kombiniert sowie im Fall eines Rückbaus sortenrein rezykliert werden. Dieser anspruchsvolle Ansatz ist von Beginn an erklärtes Ziel des Lehrstuhls Hybride Konstruktionen – Massivbau an der BTU Cottbus-Senftenberg und zieht sich durch alle Lehr- und Forschungsaktivitäten. Mit ausgewählten Forschungsprojekten werden Motivation und Methoden hybrider Konstruktionen sowie deren Potenzial für ressourcen- und klimaneutrale Konstruktionen anhand von Prototypen aufgezeigt. Hierbei steht neben der ökologischen Weiterentwicklung klassischer hybrider Konstruktionen aus nachwachsenden und rezyklierten Rohstoffen, bspw. Holz und Recyclingbeton, auch die Entwicklung aktiver hybrider Konstruktionen im Fokus. Die gezielte Integration von aktiven Technologien wie Sensorik, Aktuatorik und Regelungstechnik ermöglicht multifunktionale Konstruktionen, einen hohen Nutzungskomfort, einen geringeren Rohstoffverbrauch bis hin zur Energiegewinnung aus dynamischen Einwirkungen. Y1 - 2021 UR - https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/bate.202100056 U6 - https://doi.org/10.1002/bate.202100056 SN - 1437-0999 VL - 98 IS - 12 SP - 907 EP - 920 ER - TY - RPRT A1 - Höltke, Tim A1 - Manfrecola, Johannes A1 - Bleicher, Achim T1 - Biegetragfähige Holz-Beton-Verbundknoten aus Baubuche zur Aussteifung von Hochbauten N2 - Das hier bearbeitete Forschungsprojekt leistet einen ersten Beitrag zur Entwicklung von biegetragfähigen Holz-Beton-Verbundknoten in Rahmentragwerken zur Aussteifung von Hochbauten. Rahmentragwerke liefern architektonische Vorteile in der Grundriss- und Fassadengestaltung von Gebäuden durch den Wegfall von aussteifenden Verbänden und Schubwänden und sind damit besonders für eine spätere Umnutzung geeignet. Die Entwicklung der hier betrachteten Rahmenknoten basiert auf dem Lastabtrag mehrfeldriger und mehrgeschossiger ebener Rahmensysteme. Der lokale Lastabtrag in der Knotenkonstruktion konnte im ersten Schritt des Projektes auf Grundlage von Stabwerksmodellen visualisiert und nachgewiesen werden. Es wurde darauf geachtet, die verwendeten Materialien – Holz, Beton und Stahl – werkstoffgerecht einzusetzen, um eine größtmögliche Tragfähigkeit zu erzielen. Rahmentragwerke gelten aufgrund der konzentrierten Lastabtragung in den Knoten als hochbeanspruchte Tragwerke. Daher wurde ein hochfestes Buchenfurnierschichtholz der Firma Pollmeier Furnierschichtholz GmbH verwendet, welches eine etwa 3-mal höhere Biegefestigkeit als konventionelle Nadelhölzer aufweist. Zur Untersuchung der statischen Eigenschaften wie Lastabtragungsmechanismen, Grenztragfähigkeiten und Rotationssteifigkeiten wurde eine Versuchsserie mit insgesamt 6 Versuchskörpern im realitätsnahen Maßstab erarbeitet. Die einzelnen Versuchskörper unterscheiden sich in den geometrischen Abmessungen der Riegelquerschnitte, im Stützenanschluss und der Festigkeit des Verbundpartners Beton. Zur besseren Vergleichbarkeit wurden die Betone in der Forschungs- und Materialprüfanstalt (FMPA) der BTU Cottbus-Senftenberg selbst hergestellt, mit dem Ziel vergleichbare Werkstoffeigenschaften zwischen den einzelnen Versuchskörpern zu erzielen bei denen der Beton nicht der Variationsparameter ist. Im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft wurde auch untersucht, ob sich Recyclingbeton für die statischen Anforderungen in der Rahmenkonstruktion eignet. Die einzelnen Versuchskörper wurden zum weiteren Erkenntnisgewinn numerisch mit Hilfe der FE-Software Ansys Workbench untersucht. In den räumlichen Modellen wurden, für möglichst realitätsnahe Simulationen der experimentellen Versuche, die materiellen und kontaktbedingten Nichtlinearitäten berücksichtigt. Die numerischen Ergebnisse wurden anschließend anhand der experimentellen Ergebnisse validiert. Die Herstellung der Versuchskörper und die experimentelle Versuchsdurchführung erfolgte in der FMPA. Auf Basis der numerischen und experimentellen Erkenntnisse konnten anschließend maßgebende Versagensstellen identifiziert und ein analytisches Konzept zur Bestimmung der Tragfähigkeit erarbeitet werden. Auch wurden signifikante Verformungskomponenten benannt und zu einem analytischen Gesamtfedermodell der Knotenkonstruktion nach Vorbild der Komponentenmethode aus dem Stahl- und Stahl-Beton-Verbundbau zusammengeführt. Durch ein erstes Gesamtfedermodell kann aus den Verformungen der Komponenten die Rotationssteifigkeit berechnet werden. Das analytische Gesamtfedermodell wurden abschließend mit den experimentellen Ergebnissen validiert. Den Abschluss des Forschungsprojektes bilden Empfehlungen zur Ausbildung duktiler Rahmenknoten im Holz-Beton-Verbundbau auf Grundlage der experimentellen, numerischen und analytischen Ergebnisse. Y1 - 2024 UR - https://www.bbsr.bund.de/BBSR/DE/veroeffentlichungen/bbsr-online/2024/bbsr-online-78-2024.html SN - 1868-0097 VL - 78/2024 CY - Bonn ER - TY - GEN A1 - Höltke, Tim A1 - Bleicher, Achim T1 - Experimental and numerical investigations of a timber-concrete composite frame joint for high-rise buildings T2 - Engineering Structures N2 - This paper presents a recently developed joint for timber-concrete composite frames. The developed joint was studied in terms of its ability to transfer bending moments, normal and shear forces resulting in a frame structure under horizontal and vertical loads. Several aspects are taken into account during the development and manufacturing process such as the material-appropriate use and a simple assembly concept. A series of experimental full-scale tests, with extensive measurements, were conducted consisting of five test specimens to investigate the static properties of the joint construction. The focused properties are the bending and rotational capacity as well as a ductile beam-to-column connection. For all specimens beech laminated veneer lumber was used, varying the geometric dimensions of the column and composite beam as well as the concrete strength. In addition to the experimental investigations, a numerical model was developed and validated using local strains, global deformations and rotational stiffness. Relevant numerical input parameters, which were not determined experimentally, were investigated as part of a numerical parameter analysis. Y1 - 2025 UR - https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141029625004250 U6 - https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2025.120034 SN - 0141-0296 VL - 333 SP - 1 EP - 21 ER - TY - GEN A1 - Bleicher, Achim A1 - Höltke, Tim A1 - Manfrecola, Johannes T1 - Hybrid structures for tall buildings with hardwood LVL and concrete T2 - IABSE Symposium 2025, Environmentally Friendly Technologies and Structures - Focusing on Sustainable Approaches, May 18-21, 2025, Tokyo, Japan N2 - New fire design approaches enable innovative load-bearing and bracing concepts for tall buildings made of timber. As a renewable building material, timber in combination with concrete is currently setting new heights and at the same time offers a high CO2 saving potential. Usually, timber-concrete composite structures are mainly used in the floor slabs to ensure sound insulation and fire protection. This paper presents a newly developed beam-to-column joint for timber-concrete composite frames, which has been studied in terms of its ability to transfer bending moments, normal and shear forces. A series of full-scale experimental tests were conducted to investigate the structural properties of the joint design. In addition, all specimens were analysed numerically to verify the load transfer mechanisms. As an overall result, the test specimens showed a ductile behaviour beyond their primary failure. Finally, hybrid multi-story frame systems with rigid beam-to-column connections can be used for structural bracing of mid-rise buildings and efficiently combined with an (excentric) core for high-rise buildings. KW - Hybrid structure KW - Hardwood laminated veneer lumber KW - Beam-to-column connection KW - Timber-concrete composite KW - Frame system KW - Tall building KW - Experimental and numerical analysis Y1 - 2025 SN - 978-3-85748-206-9 U6 - https://doi.org/10.2749/tokyo.2025.1927 SP - 1927 EP - 1934 PB - International Association For Bridge And Structural Engineering (IABSE) CY - Zürich ER -