Holzbau in der aktuellen Forschung-Chances und Herausforderungen Prof. Dr. Andrea Frangi ETH Zürich, Institut für Baustatik und Konstruktion IBK

Holzbau in der aktuellen Forschung –
Chances und Herausforderungen

Prof. Dr. Andrea Frangi
ETH Zürich, Institut für Baustatik und Konstruktion IBK

                                                  Zuger Holzakteuertreffen
                                                             26. August 2021
                                                                    Datum

Chair of Timber Structures (seit Juni 2010)

      Stand 26.8.2021: 18 Mitglieder, davon 11 Doktoranden

Forschungsschwerpunkte
                   Zielsetzung
                   • Verbesserung der Sicherheit und
                     Wirtschaftlichkeit von Holzbauten
                   • Verstärkte Anwendung von Holz
                     für Bauten und Infrastrukturen

BSH, Brettsperrholz        Innovative                    Brandschutz
und Verbindungen           Strukturen
Verbesserung des           Verbesserung der Effi-        Verbesserung der
Wissensstands und          zienz & Wettbewerbs-          Einsatzmöglichkeiten
der Zuverlässigkeit        fähigkeit von Holz            von Holzbauten
von Bauteilen und          Optimale Verwendung           basierend auf
Verbindungen in Bezug      von Holz in Kombina-          fortgeschrittenen
auf Sicherheit und         tion mit anderen              Kenntnissen im
Wirtschaftlichkeit         Baustoffen                    Bereich Brandschutz

Historyof
        History of18
                   18PhDs
                     PhDs
                                   Ass. Prof. Dr. Robert Jockwer
                                   Chalmers University, Sweden

BSH, CLT & Verbind. (7)

Innovative Strukturen (7)

Brandschutz (4)

  2012                      2014                2016                2018
                  2013              2015                     2017          2019   2020   2021

                                   Ass. Prof. Dr. Gerhard Fink
                                   Aalto University, Finland

Mit Holz auf Du und Du

emotionale Zuordnung

     Holz brennt

Wände

         Naturbrandversuche
Decken

Ab 1.1.2005   Ab 1.1.2015

Grünmatt, Zürich
               Neugrüen, Mellingen

Giesserei, Winterthur                Schorenstadt, Basel

Suurstoffi 22, Risch-Rotkreuz
Fertigstellung Mai 2018
10 Geschosse, Höhe =36m

Immer mehr in die Höhe

85,4 8m5,4 m

                          Mjøstårnet , Norwegen

Source: Moelven Limtre AS; 2019

Herausforderung Aussteifung & Robustheit

UBC Brock Commons, Vancouver   Gebäudeeinsturz, Miami
          Höhe: 55m                24. Juni 2021

Zentrische Vorspannung

                                  Laubholzverstärkung (Esche)

                             •   Einfacher Aufbau
Flexframe: Vorgespannte      •   Hoher Vorfertigungsgrad
                             •   Sehr schnelle Montage
Holzrahmenkonstruktion       •   Erdbebensicher
                             •   Wirtschaftlich

Herausforderung Skalierung

     Mjøstårnet , Norwegen

Mit Laubholz zu höheren Leistungen
mit Möbelqualität

                     ETH House of Natural Resources

Suurstoffi 22, Risch-Rotkreuz
Fertigstellung Mai 2018
10 Geschosse, Höhe =36m

Zwhatt-Areal Regensdorf Hochhaus H1
Höhe =70m, 2023

Herausforderung Deckensystem

      1               2             3                    4                  5              6
Rippendecken     Hohlkasten-    Massivholz-       Plattenförmige,        Produkt-     Holz-Beton-
                   decken        decken              verklebte          bezogene       Verbund
                                                     Produkte           Systeme

Balkenlage     Hohlkasten-     Brettschichtholz   Bodenplatten      Lignatur        Rippendecken
sichtbar       decken                                                               Massivholz-
                               Brettstapel        Brettsperrholz    Wellsteg        decken
Balkenlage                                                                          Plattenförmige
beidseitig                     Vollholzbalken     Furnierschicht-   Triasol         Produkte
verkleidet                                        holz
                                                                    usw.

Flachdecke aus Holz

Projekt Pi

 © Duplex Architekten AG,
 Visualisierung: Filippo Bolognese

                                     © Duplex Architekten AG, Visualisierung: Filippo Bolognese

Biaxiale Holz-Beton-Verbunddecke

    Zuverlässigkeit, Duktilität, Robustheit, Wirtschaftlichkeit
          Traglast lässt sich zuverlässig bestimmen
                    Duktiles Bruchverhalten
                              Bi-axial

Biaxiale Holz-Beton-Verbunddecke

Projekt Pi

         Projekt Pi, Zug,
         Höhe  =80m, 2023
          Innovation   durch Forschung & Entwicklung

350 Meter hoher W350 Tower in
  Tokyo von Sumitomo Forestry

«EMPIRE STATE OF WOOD» New York, 440 m hoch