Robustheit von Holzgebäuden

Zusammenfassung

Robustheit kann definiert werden als die Insensibilität eines Bauwerks gegen lokale Schäden oder als die Fähigkeit, unverhältnismässige Folgen ungünstiger Einwirkungen zu vermeiden. Sie kann als letzte Verteidigungslinie gegen einen unverhältnismässigen Einsturz betrachtet werden. Aktuelle Normen und Richtlinien zur Tragwerksbemessung gründen sich in der Regel auf ein semi-probabilistisches Sicherheitskonzept, das Teilsicherheitsbeiwerte verwendet, um bekannte Unsicherheiten der Materialien und allgemeinen Belastungsszenarien zu berücksichtigen. Gewisse aussergewöhnliche Belastungen, wie menschliche Fehler, böswillige Handlungen, Materialverschleiss und mehr, werden bei der Kalibrierung der Teilsicherheitsbeiwerte nicht berücksichtigt. Um unverhältnismässige Folgen im Falle aussergewöhnlicher Belastungsszenarien zu verhindern, werden Robustheitsstrategien häufig eingesetzt, um Schäden in Gebäuden hoher Versagensfolgeklassen zu begrenzen.


Mit zunehmender Grösse und Komplexität aktueller Holzkonstruktionen wird es immer wichtiger, ein Min-destmass an Robustheit zu gewährleisten. Bestehende Robustheitsbestimmungen wurden für Stahlbeton- und Stahlkonstruktionen entwickelt, die möglicherweise ungeeignet oder nachteilig sind, wenn sie direkt auf Holzkonstruktionen angewendet werden. Daher sind die Forschung zu Robustheit von Holzkonstruktionen und der Wissenstransfer an praktizierende Ingenieure unerlässlich, um ein Mindestmass an Robustheit von Holztragwerken zu gewährleisten.

An der ETH Zürich werden in Zusammenarbeit mit mehreren Partnern aus Industrie und Wissenschaft verschiedene Aspekte der Robustheit von Tragwerken aus Holz erforscht. Dazu gehören
• quasistatische und dynamische Experimente an einzelnen Komponenten und Bauwerksteilen,
• fortgeschrittene numerische und analytische Modellierung von Mechanismen, die beim progressiven Einsturz eine Rolle spielen,
• Quantifizierung von Robustheit,
• Untersuchung von Entwurfsstrategien,
• Zuverlässigkeitsanalysen,
• und Risikoanalysen.

Unterstützung

Die Arbeit wird unterstützt durch:
1. SNSF Grant Nr. 219965 Preventing disproportionate collapse in tall timber buildings
2. SNSF Grant Nr. 220112 RelyConnect – Reliable and high-performance modern timber structures with modern connections
3. SNSF Grant Nr. 213364 Robustness of timber structures – Experimental characterization of progres-sive collapse scenarios
4. MainWood, eine Gemeinsame Initiative mit finanzieller Unterstützung des ETH Rats
5. Albert Lück-Stiftung Grant Zuverlässigkeit und Robustheit von Holztragwerken