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28. August 2024

Analyse und Modellierung eines mehrgeschossigen Wohngebäudes aus tragenden X-Lam-Holzplatten mit RFEM 6

Ziel dieser Arbeit war es, das Material X-Lam und die darin vorhandenen mechanischen Verbindungen auf rechnerischer Ebene sowie die relative dynamische Antwort nach dem Bemessungserdbeben zu untersuchen. Hierzu wurde mit Hilfe des Finite-Elemente-Programms RFEM 6 ein mehrgeschossiges Wohngebäude in X-Lam modelliert, welches von meinem Betreuer Prof. Ing. Marco Pio Lauriola.

Autor
Ing. Niccolò Battagli, Prof. Ing. Marco Pio Lauriola, Prof. Ing. Gianni Bartoli

Nach einer ersten Phase, in der das Material X-Lam theoretisch eingeführt wurde und die darin verwendeten mechanischen Verbindungen eingeführt wurden, wurden drei Folgemodelle mit der oben beschriebenen Software erstellt, beginnend mit dem “steifsten” Modell, d. h. ohne Berücksichtigung des Effekts der mechanischen Verbindungen, die im untersuchten Wohnhaus vorhanden sind, zu den "verformbarsten", die mit der "Ersatzsteifigkeitsmethode" ermittelt werden, wobei man vom "realistischsten" Modell ausgeht, in dem alle vorhandenen mechanischen Verbindungen modelliert wurden, um ihre dynamischen Antworten auf verallgemeinerte Verschiebungen zwischen Stockwerken infolge der Erdbebenkombination "SLD" und des Erdbebenschubs an der Basis infolge der Erdbebenkombination "SLV" einer untersuchten repräsentativen Wand als Perioden, die spezifisch für die Hauptschwingungsformen sind, zu bewerten aller vorhandenen Wände nach dem Bemessungserdbeben nach NTC2018, insbesondere des Standortes, an dem das untersuchte Gebäude errichtet wurde.

Dazu wurde eine dynamische lineare Analyse mit Antwortspektrum durchgeführt und das X-Lam-Material mit seinen tatsächlichen Steifigkeiten in den ersten zwei erstellten Modellen und im letzten erstellten Modell durch äquivalente Steifigkeiten modelliert, jedoch unter Berücksichtigung seiner Realität orthotropes Verhalten in allen Modellen berücksichtigt.

Die Ergebnisse der folgenden Abschlussarbeit zeigen, dass bei der Modellierung einer Struktur, die mit tragenden X-Lam-Platten realisiert wurde, die korrekte Modellierung der mechanischen Verbindungen nicht außer Acht gelassen werden darf, die mit ihrer Verformbarkeit die Verformbarkeit von Platten maßgeblich beeinflussen die Struktur selbst und die dynamischen Parameter des gesamten Gebäudes. Nichtsdestotrotz ist es unter Verwendung der schnellsten Methode wie der "Ersatzsteifigkeitsmethode" möglich, die Struktur schneller zu modellieren und Ergebnisse zu erzielen, die nicht zu weit von denen der realistischsten Methode entfernt sind, nämlich die lokale Modellierung aller in der Allerdings ist zu bedenken, dass die so ermittelten Ergebnisse im Vergleich zum "Grenzzustand von Leben" zu unsicher sind.


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