Leifaden X-RAD de

TECH

NISC

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LEIT

FADE

N

2

X-RAD ist ein komplettes Verbindungssystem für mehrgeschossige BSP-Gebäude. Es besteht aus 3 Teilen: X-ONE – Universalverbinder für BSP-Platten;

X-PLATE – komplette Auswahl an Verbindungsplatten; X-SEAL – Ergänzungssystem für die Luftabdichtung und gegen Wärme- und Schallübertragung.

Das System vereinfacht die Arbeiten auf der Baustelle und garantiert Präzision sowie eine schnelle Montage. Die Festigkeits-, Wärme- und Schallverhalten sind optimiert, um maximale Leistungen zu gewährleisten.

X-ONE

X-PLATE

X-SEAL

X-RAD

SCHNELL UND PRÄZISE Heben, Transportieren und Positionieren erfolgen schnell und sicher.

Schnelle Montage am Boden und zwischen den Elementen dank Schraubverbindungen.

KOMPLETT Die 3 Komponenten sind aufeinander abgestimmt, um auf der Baustelle maximaleLeistungen in Bezug auf Festigkeit sowie Wärme- und Schalldämmung zu erzielen.

EINFACHEine BSP-Konstruktion mit X-RAD kann dank durchdachter und schnell zu

realisierender Schraubverbindungen optimal genutzt werden. Für jede Anwendung.

3

1. Heben und Transportieren der Platten

3. Wandanschluss

2. Bodenanschluss

4. Luftdichte Abdichtung der Verbindung

1 2

3 4

4

4. KONSTRUKTIVER INGENIEURBAUPrüfungen durch Versuche Finite-Elemente-Modell Analytische Modelle Bemessungswerte

1. MONTAGE: X-ONEBeschreibung Positionierung Manuelle Befestigung Befestigung mit einer Montagelehre

2. VERBINDUNG: X-PLATEBeschreibung Bodenanschluss Montage der Wände

3. GEBÄUDEHÜLLE: X-SEALBeschreibung Thermo-hygrometrische Eigenschaften Schallverhalten

INHALT

5

4. KONSTRUKTIVER INGENIEURBAUPrüfungen durch Versuche Finite-Elemente-Modell Analytische Modelle Bemessungswerte

BSP-PRODUZENTEN

HANDWERKER

BAUPHYSIKER

6

MONTAGE

1. X-ONE

EINZIGARTIGE LÖSUNG Nur ein einziges Element, um Zug- und Scherkräfte zu übertragen.

Nur ein einziges Element, um zu heben, transportieren, positionieren und befestigen. Nur ein einziges Element für BSP-Platten mit einer Dicke von 100 mm, 120 mm, 140 mm und 160 mm.

STARK Das Einsetzen von 6 dreidimensional angeordneten Vollgewindeschrauben

(Ø 11mm und 350mm Länge) ermöglicht die Übertragung extrem hoher Beanspruchungen in alle Richtungen.

X-ONE ist das Hauptelement des X-RAD-Systems. Diese Verbindung ist Gegenstand zahlreicher Veröffentlichungen und wurde mit namhaften internationalen Preisen

ausgezeichnet und ist weltweit die erste, die konzipiert und optimiert wurde, um die Festigkeitseigenschaften von Brettsperrholz optimal auszuschöpfen.

Das X-RAD ist als Verbindungssystem für mehrgesschossige Gebäude konzipiert worden, kann aber auch bei Anwendungen eingesetzt werden, welche die Übertragung hoher Kräfte erfordern.

TRAGWERKSSICHERHEIT Optimales Verbindungssystem für erdbebensicheres Bauen mit geprüften

und zertifizierten Duktilitätswerten (ETA 15/0632)

7

2. X-ONE im X-RAD-System1. Heben, Positionieren und Verbinden von Fertigmodulen

3. Übertragung von horizontalen Lasten (Erdbeben oder Wind) an den Kern aus Stahlbeton

4. Verbindung der BSP-Platten mit Stahlelementen

1

2

3

4

8

X-ONE ist ein leichtes, kompaktes Verbindungs- element, das exzellente Tragfähigkeitswerte ga-rantiert. Seine Geometrie ermöglicht den Einsatz im X-RAD-System und als Verbindungselement bei besonders anspruchsvollen Anwendungen.

X-ONE ist über 6 XVGS11350-Schrauben, die in ausgerichtete Vorbohrungen eingesetzt wer-den, an der BSP-Platte fixiert. Das Einsetzen der Schrauben in das Brettsperrholz in der von den X-ONE-Führungslöchern vorgegebenen Richtung garantiert eine stabile Befestigung in jede Bean- spruchungsrichtung.

1.1 BESCHREIBUNG

6 Vollgewindeschrauben, Durchmesser 11 mm Art.-Nr. XVGS11350

2 Teilgewindeschrauben HBS5120

X-ONE-Verbinder

Ebene Fläche zur Befestigung des X-ONE

BSP-Platte

273

90

90102

273

36

89 113

113

Ø6

Ø6

Ø18

45°

9

Unabhängig von der Dicke der Platte und dessen Platzierung im Tragwerk wird der Schnitt für die Befestigung des X-ONE an den Ecken der Wände unter 45° ausgeführt und weist eine Länge von 360,6 mm auf.

X-ONE wird an der schrägen Fläche fixiert, sowohl zentral zur Schnittlänge als auch in Richtung der Plattendicke (s).

(1) Wir empfehlen in einem Abstand von 300 mm des X-ONE keine Schnitte und Bearbeitungen in den BSP-Platten auszuführen, um Beschädigungen an den Schrauben sowie an den Werkzeugen zu vermeiden.

(1)

1.2 POSITIONIERUNG

255,0 mm

255,0 mm

180,3 mm

360,6 mm

S

s/2

255,0 mm

mind. 300 mm

45°

10

1

Mit dem pneumatischen System kann X-ONE schnell und präzise positioniert werden. Folgende Schritte sind dabei auszuführen: 1. Die Schienen an den rechtwinkligen Seiten der Platte anlegen, sodass die Montagelehre an der schrägen Seite anliegt. Diese dann an der Platte festspannen. 2. X-ONE in der entsprechenden Aufnahme der Pneumatikzange positionieren und festspannen. 3. X-ONE mit 6 XVGS11350-Schrauben fixieren.

1.4 BEFESTIGUNG MIT EINER MONTAGELEHRE

1.3 MANUELLE BEFESTIGUNGBei Anwendungen des X-ONE, welche nicht den Einsatz einer Montagelehre vorsehen, kann X-ONE manuell montiert werden. 1. X-ONE auf der Befestigungsfläche positionieren. 2. X-ONE mit 2 Teilgewindeschrauben HBS5120 provisorisch an der BSP-Platte befestigen, um zu vermeiden, dass sich das Verbindungselement während der endgültigen Befestigung verschiebt. 3. Die endgültige Befestigung von X-ONE mittels 6 XVGS11350-Schrauben ausführen. Nach der endgültigen Befestigung können die provisorischen Schrauben entfernt werden.

1

321

2 3

11

Art.-Nr. B [mm] L [mm] H [mm] Stk./Konf.

X-ONE XONE 90 273 113 1

Art.-Nr. d1 [mm] L [mm] b [mm] TX Stk./Konf.

SCHRAUBE X-VGS XVGS11350 11 350 340 50 25

Art.-Nr. d1 [mm] L [mm] b [mm] TX Stk./Konf.

HBS HOLZBAUSCHRAUBE HBS5120 5 120 60 25 100

Art.-Nr. Beschreibung Stk./Konf.

MONTAGELEHRE JIG-ONE JIGONE Pneumatische Montagelehre für den X-ONE-Einbau 1

12

VERBINDUNG

2. X-PLATE

EINFACH Die baustellenseitige Montage der Platten erfolgt durch das einfache

Fixieren von Stahlschrauben.

KOMPLETT Das Angebot wird allen Anforderungen auf der Baustelle gerecht; vom

Bodenanschluss über die Verbindung von Wänden auf unterschiedlichen Ebenen und mit unterschiedlichen Dicken bis zum Abschluss der Wände am Dach.

ZERTIFIZIERTHohe Qualität garantieren die von Rothoblaas entwickelten X-PLATE-

Komponenten und die CE-Kennzeichnung nach EN 1090.

X-PLATE umfasst eine Auswahl an zertifizierten Stahlplatten, bestehend aus: X-BASE; verschweißte Platten für die Befestigung der Wände am Boden

X-MID; Platten für vertikale Verbindungen zwischen den Wänden X-TOP; Platten für die Verbindung zwischen den Wänden für den Abschluss der Verbindung.

Verbunden werden können Platten mit einer Dicke von 100 bis 160 mm. Mit den X-BASE-Platten wird ein neues Konzept für die Nivellierung und Herstellung

des Bodenanschlusses eingeführt, dank dessen die Wände äußerst präzise und schnell montiert werden können, was große Einsparungen bei den Bauzeiten ermöglicht.

13

1. Die Grundplatten werden mittels der Markierung der Referenzbohrungen positioniert.

2. Die Elemente werden schnell mit demX-PLATE miteinander verbunden.

3. Bei hohen Zugkräften kann eine durchgehende Gewindestange eingesetzt werden.

1 3

2

14

Durch X-ONE wird die BSP-Platte zu einem Modul mit Löchern zur Befestigung. Dank X-PLATE werden die Module zu Gebäudesystemen. Verbunden werden können Platten mit einer Dicke von 100 mm, 120 mm, 140 mm und 160 mm. Die Platten können zueinander ausgerichtet werden, einen rechten Winkel bilden, T- oder X-förmig zueinander angeordnet werden. X-PLATE ist die optimale Lösung für jede Baustellensituation. Ausgewählt werden die X-PLATE-Stahlplatten je nach ihrer Lage in der Gebäudeebene (X-BASE, X-MID, X-TOP), abhängig von der entsprechenden Position zwischen den verbundenen Platten in der Ebene (O, I, T, X, G, J) und je nach Dicke der höhenverbundenen Platten (100 mm – 100 mm, 120 mm – 100 mm, 120 mm – 120 mm usw.).

Montage des X-PLATE MID

MMT140120 T 120140

ZUSAMMENSETZUNG DER X-PLATE-ARTIKELNUMMERN

ARTIKEL-NUMMERN

2.1 X-PLATE-ARTIKELNUMMERN

Ebene Form Stärke Element 1 Stärke Element 2

15

G

Q

J I

T

OX

t2

Obergeschoss

UntergeschossDecke

t1

BASE

MID

MID

TOP

Ebene

Stärke

Formselbe Ebeneselbe Dicke

t1

100mm

120mm

140mm

160mm

t2

100mm

120mm

140mm

160mm

16

MX100100MT100100MJ100100MG100100MI100100

MO100100

MX120120MT120120MJ120120MG120120MI120120

MO120120

MX140140MT140140MJ140140MG140140MI140140

MO140140

MX160160MT160160MJ160160MG160160MI160160

MO160160

MX120100MT120100MJ120100MG120100MI120100

MO120100

MX140120MT140120MJ140120MG140120MI140120

MO140120

MX160140MT160140MJ160140MG160140MI160140

MO160140

TX100TT100TJ100TG100TI100TO100

TX120TT120TJ120TG120TI120

TO120

TX140TT140TJ140TG140TI140TO140

TX160TT160TJ160TG160TI160

TO160

Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr.

Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr.

Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr. Art.-Nr.

100 mm

100 mm

120 mm

120 mm

140 mm

140 mm

160 mm

160 mm

Top

Mid

Base

BODEN

DACH

BX100BT100 / BT100CBJ100 / BJ100C

BG100 / BG100CBI100 / BI100C

BO100BQ100

BX120BT120 / BT120CBJ120 / BJ120C

BG120 / BG120CBI120 / BI120C

BO120BQ120

BX140BT140 / BT140CBJ140 / BJ140C

BG140 / BG140CBI140 / BI140C

BO140BQ140

BX160BT160 / BT160CBJ160 / BJ160C

BG160 / BG160CBI160 / BI160C

BO160BQ160

X-PLATE BASE Beispiel Kodex

BI100

X-PLATE BASE C Beispiel Kodex

BI100C

17

4 XONE24 XVGS11350

8 XONE48 XVGS11350

4 XONE24 XVGS11350

3 XONE18 XVGS11350

6 XONE36 XVGS11350

3 XONE18 XVGS11350

2 XONE12 XVGS11350

4 XONE24 XVGS11350

2 XONE12 XVGS11350

2 XONE12 XVGS11350

4 XONE24 XVGS11350

2 XONE12 XVGS11350

2 XONE12 XVGS11350

4 XONE24 XVGS11350

2 XONE12 XVGS11350

1 XONE6 XVGS11350

2 XONE12 XVGS11350

1 XONE6 XVGS11350

TX

MX

BX

TT

MT

BT

TJ

MJ

BJ

TG

MG

BG

TI

MI

BI

TO

MO

BO

X - Form T - Form J - Form G - Form I - Form O / Q- Form

X-BOLT Art.-Nr. d [mm] L [mm] Stk./Konf.

Sechskantschraube, galvanisch verzinkt mit Mutter Stahlklasse 8.8

XBOLT1260 12 60 50

XBOLT1660 16 60 25

XBOLT1665 16 65 25

X-ULS Art.-Nr. Durchmesser dinnen [mm] daußen [mm] s [mm] Stk./Konf.

Unterlegscheibe UNI15714 8.8XULS13243 M12 13 24 3 500

XULS17304 M16 17 30 4 500

O

Q

18

X-RAD bringt die Vorteile des Holzbaus auf höchstes Niveau. Die Verlegung der X-BASE-Stahlplatten auf dem Fundament, die nach dem vorgesehenen Ablauf auszuführen ist, garantiert maximale Präzision und ermöglicht eine außergewöhnlich schnelle Montage der Wände.

Die Zeichnungen der X-BASE-Stahlplatten können über die Website www.rothoblaas.com heruntergeladen werden.

Form = G

BG100

Die Referenzpunkte für die Markierung und die auszubildenden Bohrungen für die Befestigung am Boden sind im Plan der Ebene 0 korrekt angegeben.

2.2 BODENANSCHLUSS

Stärke = 100

19

Die verlegten X-BASE-Stahlplatten werden mittels der Anbauteile untereinander auf die vorgesehene Höhe nivelliert. Am Boden befestigt werden die X-PLATE-Stahlplat-ten durch Einsetzen eines Zugankers, der spätere Regulierungen der Positionierung ermöglicht, und durch späteres Einsetzen der Schraubdübel.

Die Referenzbohrungen für jede X-BASE werden über die markierten Stellen definiert. Anhand der Referenzbohrungen kann X-BASE ein-deutig identifiziert werden, wodurch etwaige Fehler bei der Positionierung vermieden werden.

Eine korrekt auf der X-BASE positionierte BSP-Platte ist zur Unterkante der Platte ausgerichtet. Um einen Freiraum zwischen der Bodenplatte und der Unterkante des Elements zu schaffen, können bei der Nivellierung des X-BASE entsprechende Anbau-teile eingesetzt werden.

20

Die BSP-Wände werden mittels Schraubverbindungen und spezieller Platten, die eigens entwickelt wurden, um jede geometrische Konfi-guration und Dickenkombination der Paneele zu ermöglichen, auf der Baustelle montiert.Die X-PLATE-Palette ermöglicht die schnelle Montage der Wände und gewährleistet dank der CE-Kennzeichnung nach EN 1090 die Sicherheit des Tragwerks.

αT T

2.3 MONTAGE DER WÄNDE

αGewicht des BSP-Elements

Rk X-ONE600 Kg 800 Kg 1000 Kg 1200 Kg 1400 Kg 1600 Kg 1800 Kg 2000 Kg

50° T = 3,31 kN T = 4,41 kN T = 5,51 kN T = 6,62 kN T = 7,72 kN T = 8,82 kN T = 9,93 kN T = 11,03 kN 103,48 kN








Je nach Gewicht der BSP-Platte und des Winkels zwischen den zwei Hubseilen (α) besteht die Möglichkeit, die auf jeden Anschlagspunkt wir-kende Kraft (T) mit dem Kennwert der Gesamtfestigkeit (Rk) eines jeden X-ONE-Elements zu vergleichen (wobei die entsprechenden Sicherheits-beiwerte angewandt werden).

21

Der Vorgang zur Zertifizierung des X-RAD-Verbindungssystems nach der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG für die zusätzliche Verwendung sowohl als Hebepunkt für die Beförderung der BSP-Elemente in den Produktionswerken, als auch für die Baustellenmontage der Platten, lauft zurzeit.

ZUGEHÖRIGE PRODUKTE

MUTTER M16 8.8

CLT

STAHLPLATTE MI100100

X-ONE CONNECTOR ETA 15/0632

UNTERLEGSCHEIBE M16 8.8

SECHSKANTSCHRAUBE M16 x 50 8.8

UNTERLEGSCHEIBE M16 8.8

Art.-Nr. Beschreibung Stk./Konf.

GEKO Plattenspanner 1

GIR4000 Montagehalterung 4000 mm 1

ANT Transporthebel 1

CRICKET Ratschenschlüssel 1

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X-RAD ist ein innovatives System, das intelligente, schnelle und praktische Lösungen ermöglicht, auch um die thermo-hygrometrischen

und schalldämmenden Eigenschaften zu gewährleisten. Dafür wurde X-SEAL entwickelt, ein vorgeformter Abschluss, der sich der Beschaffenheit

der X-ONE- und X-PLATE-Komponenten anpasst. X-SEAL garantiert die Abdichtung gegen Luft und Wind, reduziert die Übertragung akustischer Schwingungen durch die Luft und schwächt die punktuelle Wärmebrücke ab.

LUFTDICHTDank der Konstruktion aus geschlossenzelligem Polyethylen werden gute

Leistungen in Bezug auf Schalldämmung, Luft- und Windabdichtung sowie die Wasserundurchlässigkeit garantiert und das Herzstück des X-RAD Systems geschützt.

VORGEFORMTDank der perfekt an das X-ONE- oder das X-PLATE-Element anhaftenden Form wird die

Anschlussausbildung schnell und optimal hergestellt, und es sind keine zusätzlichen Füllstoffe erforderlich.

PRAKTISCHDie Verwendung von X-SEAL, in Kombination mit der Auswahl an Rothoblaas-

Acrylbändern, garantiert eine schnelle Ausführung und eine dauerhafte, perfekteAbdichtung der Schichten gegen Luft und Wind.

GEBÄUDEHÜLLE

3. X-SEAL

23

X-SEAL Art.-Nr. P [mm] L [mm] B [mm] H [mm] Stk./Konf.

XSEAL100 50 361 511 511 10XSEAL120 60 361 511 511 10XSEAL140 70 361 511 511 10XSEAL160 80 361 511 511 10

SEAL STAR Art.-Nr. P [mm] L [mm] B [mm] H [mm] Stk./Konf.

SEALSTAR 45 361 511 511 10

SEAL PLATE Art.-Nr. s [mm] B [mm] H [mm] Stk./Konf.

SEALPLATE05 5 511 511 10SEALPLATE10 10 511 511 10

FLEXI-BAND Art.-Nr. Breite [mm] Länge [m] Stk./Konf.

D52114 60 25 10D52116 100 25 6

B

B

H

H

L

L

P

S

Schnittlinien

Schnittlinien

24

Die berücksichtigte Referenzschichtung repräsentiert eine mögliche Standardsituation, die in der heutigen Baupraxis auftreten kann. Die 3D-Simulation der Wärmebrücke erfolgt mit X-RAD in der Konfiguration mit und ohne X-SEAL. In der Abbildung (Abb. C) sind das Baupaket und die berücksichtigten Materialien dargestellt. Die Auswahl spezifischer Materialien ermöglicht die Kontextualisierung der Prüfungen und schließt den Einsatz anderer Produkte nicht aus. Um andere Ausführungslösungen zu bewerten, kann auf den vollständigen Prüfbericht Bezug genommen werden.

Die thermischen Simulationen werden unter Veränderung der Dämmstoffdicken (12 cm, 16 cm und 24 cm) durchgeführt, wobei versucht wird, mögliche Werte zu ermitteln, die im Groben auch möglichen Energieklassen und entsprechenden Leistungen entsprechen. Die Simulationen werden unter 3 verschiedenen Klimabedingungen durchgeführt, welche die häufigsten Klimabedingungen in einer gemäßigten Klimazone der Nord- und Südhalbkugel widerspiegeln, wobei auf die durchschnittliche Mindesttemperatur des kältesten Monats (Te) Bezug genommen wird.Für den kompletten Bericht der Studie und weitere Informationen setzen Sie sich bitte mit der technischen Abteilung von Rothoblaas in Verbindung.

3.1 THERMO-HYGROMETRISCHE EIGENSCHAFTEN

1. BSP 10 cm 2. Holzfaser-Dämmstoff 5 cm 3. Gipskarton 4. Holzfußboden 5. Betonestrich 6. Polystyrol-Extruderschaumstoff XPS 12 cm 7. Holzfaser-Dämmstoff 12 cm 8. Beton 9. Erde

A

B

Abb. C 1

2

4 5 6 8

7

669

U1

U2

3

Die thermische Analyse des X-RAD-Systems wird durchgeführt, um die Wärmebrücke, die dem punktuellen Element zugeordnet werden kann, zu bemessen und zu prüfen, um diese bei der Berechnung der Wärmeleistungen des Gebäudes zu nutzen.Die ungünstigsten Bedingungen, auf die die Studie und Prüfung zu konzentrieren sind, betreffen den Bodenanschluss des X-PLATE-BASE-Elements im Eckbereich (A) und die Anschlussverbindung Wand/Decke des Dachs mit X-PLATE TOP (B).Die Studie wird mithilfe eines 3D-FEM-Modells mit der Kalkulationssoftware Psi-Therm 3D durchgeführt. Eine Übersicht über die Studie mit einigen der Ergebnisse ist im Folgenden aufgeführt.Für den kompletten Bericht der Studie oder weitere Informationen setzen Sie sich mit der technischen Abteilung von Rothoblaas in Verbindung.

25

Verbindung 1 – Gefährdung durch Schimmelbildung: Tsi

Temperatur (Te) Tsi Dämmung 12 cm Tsi Dämmung 16 cm Tsi Dämmung 24 cmfRsi-Mittelwert 0,801 0,811 0,824

-5,0°C 15,2°C 15,5°C 15,8°C0,0°C 16,0°C 16,2°C 16,5°C5,0°C 16,8°C 16,9°C 17,1°C

Anhand einer Analyse wurden mehrere Daten und Informationen ermittelt, u. a. die Isothermen, der X-Wert (Chi) und der fRsi-Wert.

X (Chi) ist der Wert des zusätzlichen Wärmestroms der dreidimensionalen Wärmebrücke im Vergleich zum Wärmedurchgang der beteiligten Bauelemente und der zweidimensionalen Wärmebrücken der Anschlüsse untereinander. Es handelt sich um einen allgemeinen Wert, der unabhängig von den klimatischen Daten ist, jedoch von der Wärmedämmung der Bauelemente beeinflusst wird (siehe abschließender Bericht in der technischen Abteilung von Rothoblaas). Normativer Verweis: EN 10211 Der fRsi-Wert ist das allgemeine Instrument zur Berechnung der internen Oberflächentemperatur Tsi an einem Punkt. Während der fRsi für die berechnete Verbindung allgemein gültig ist, hängt die interne Oberflächentemperatur vom Außenklima ab. Mittels des Tsimin-Werts wird die Gefährdung in Bezug auf Schimmel- und Kondensatbildung bewertet. Normativer Verweis: EN 13788

Koeffizient Beschreibung WertX Chi (16 cm) Wärmestrom -0,330 W/VerbindungfRsi(Te=-5 °C) Temperaturfaktor 0,801

Verbindung 1 - Wärmestrom: Chi

Wärmedämmung Wärmedurchgang der Wand Wert12+5 cm 0,190 W/m2K -0,380 W/Verbindung16+5 cm 0,160 W/m2K -0,330 W/Verbindung24+5 cm 0,121 W/m2K -0,260 W/Verbindung

VERBINDUNG 1: BODENANSCHLUSS

VERBINDUNG 1: ANSCHLUSS DECKE-DACH

Verbindung 1 – Gefährdung durch Schimmelbildung: Tsi

Temperatur (Te) Tsi Dämmung 12 cm Tsi Dämmung 16 cm Tsi Dämmung 24 cmfRsi-Mittelwert 0,744 0,766 0,800

-5,0°C 13,6°C 14,1°C 15,0°C0,0°C 14,9°C 15,3°C 16,0°C5,0°C 16,2°C 16,5°C 17,0°C

Koeffizient Beschreibung WertX Chi (16 cm) Wärmestrom -0,142 W/VerbindungfRsi(Te=-5 °C) Temperaturfaktor 0,744

Verbindung 1 - Wärmestrom: Chi

Wärmedämmung Wärmedurchgang der Wand Wert12+5 cm 0,190 W/m2K -0,380 W/Verbindung16+5 cm 0,160 W/m2K -0,330 W/Verbindung24+5 cm 0,121 W/m2K -0,260 W/Verbindung

26

Mit X-RAD konzentrieren sich die tragenden Verbindungen auf einzelne, voneinander getrennte Punkte. Was das Schallverhalten betrifft, wurde eine gezielte und auf dieses neue Baukonzept abgestimmte Studie durchgeführt, um die Schallleistungen der mit X-RAD hergestellten tragenden Verbindungen zu ermitteln. X-SEAL vermeidet die direkte Schallübertragung durch die Luft aufgrund der „Entleerung“ der Masse der Verbindung durch den 45°-Schnitt am BSP-Element. Die Messung der Flankenübertragung durch die schweren Elemente X-ONE und X-PLATE und die entsprechende Berechnung der Energie, die mittels der Schwingung der tragenden Bauteile, aus denen der Anschluss besteht, übertragen wird, erfolgen gemäß EN 12354 und sind in mehrere Schritte gegliedert:

• Messung des Index der Schwingungsisolierung (Kij und Dnvij) nach ISO 10848 gemäß EN 12354-1 für eine Prognose hinsichtlich der akustischen Leistung von Tragwerkskomponenten. Insbesondere entspricht der Index der Schwingungsisolierung die durch bauliche Schwingungen zwischen zwei miteinander verbundenen Elementen – Wände oder Decken – übertragenen Schallleistung.

• Vergleich zwischen der X-RAD-Verbindung und herkömmlichen Lösungen (Titan, WHT u. a.)

• Erstellung eines Rechenmodells der Verbindungen zur akustischen Planung gemäß EN 12354: Die bereits charakterisierten,

berechneten und geprüften Kij- und Dnvij-Werte sind in die von der europäischen Norm vorgesehene Formel einzufügen.

Beschleunigungsmesser

elektronischer Transformator

Element 1

Element 2

Analysator

Raum B

Raum A

3.2 SCHALLVERHALTEN

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Dank der punktuellen Anordnung der tragenden Verbindungen an den Scheiteln der BSP-Wände besteht dank X-RAD die Möglichkeit, die Decken nicht zwischen die Wände setzen zu müssen. Dies beinhaltet erhebliche Vorteile in Bezug auf die Schalldämmung, deren Leistungen durch den Einsatz entsprechender Profile erhöht werden.

LIEBE ZUM DETAIL

• Kerbzähe PUR-SchallschutzprofileLuftdichter Abschluss zwischen den tragenden Elementen und Dämmung der Schallschwing-ungen unabhängig von der jeweiligen statischen oder dynamischen Belastung unter dauerhafter Aufrechterhaltung einer hohen Elastizität und hoher Leistungen.

All diese Materialien müssen in der Entwurfs- und Schnittphase der Platten vorgesehen werden.

• Abdichtende EPDM- und ButylprofileLuftabdichtung, Schutz der Dämmstoffschicht und Beseitigung etwaiger Luftschallbrücken.

• Kerbzähe EPDM-SchallschutzprofileLuftdichter Abschluss zwischen den tragenden Elementen und Dämmung der Schallschwing- ungen zwischen Decke und Wand. Die kerbzähe Schicht dämpft die Schallwelle, die ansonsten von der Konstruktion in vertikale und horizontale Richtung übertragen wird.

Dicke 1 bis 3 mm

Dicke 3 bis 5 mm

Dicke > 5 mm

28

In diesem Abschnitt werden dem Planer die charakteristischen Tragfähigkeitswerte sowie die Bemessungswerte des in verschiedene Richtungen beanspruchten X-ONE zur Verfügung gestellt.Gegenstand der Studie ist somit das vormontierte X-ONE-Element, das mittels entsprechender Verbinder an der BSP-Platte befestigt und wie folgt zusammengesetzt ist: 1. Außengehäuse aus gebogenem Blech, Dicke 2,5 mm 2. Interne Versteifungsplatte, Dicke 6 mm, mit Verbindungsbohrungen für M16-Schrauben 3. Einsatz aus Furnierschichtholz aus Buche (LVL) 4. Versteifungsscheibe, Dicke 2,5 mm 5. Innenliegende M12-Schrauben mit Mutter 6. Vollgewindeschrauben VGS, Ø 11 mm (Art.-Nr. XVGS11350)

X-ONE und Verbinder

Zur Ermittlung des Bruchbereichs des X-ONE in einem variablen Beanspruchungsbereich von 0° bis 360° (in der Ebene der BSP-Platte) erfolgt die Studie des Elements nach 3 Ansätzen:• Prüfungen durch Versuche: Lastversuche auf der Verbindung mit unterschiedlichen Beanspruchungsrichtungen • Finite-Elemente-Analyse (FEM): Erweiterung der Versuchsergebnisse auf andere Beanspruchungsrichtungen • Analytische Modelle: Bestätigung der Versuchsergebnisse und der FEM-Analyse sowie Vereinfachung der Bemessung

Die erzielten Ergebnisse stellen die Grundlage für die Erstellung des European Technical Assessment ETA 15/0632 seitens des ÖIB (Österreichisches Institut für Bautechnik – AT) dar.

4. KONSTRUKTIVER INGENIEURBAU

Anordnung der Verbinder

3

2

4

1

6

5

29

Displacement [mm]

Displacement [mm]

Forc

e [k

N]

Forc

e [k

N]

00

20

40

60

80

100

120

140141

15

160

180

200

2 4 6 8 10 12 14 16 18

1st envelope curve

2nd envelope curve

0 10

50

100

-50

-100

-150

150

-10-20-30-40 20 30 40

3rd envelope curve

Hysteresis

20 22 24

Die Laborversuche wurden in drei verschiedenen Forschungszentren durchgeführt: • TU GRAZ (Lignum Test Center der Universität Graz – AT): statische Versuche zur Ermittlung der Parameter in Bezug auf Festigkeit und Steifigkeit gemäß ETA 15/0632 • CNR IVALSA (Institut zur Aufwertung von Holz und Baumarten in San Michele all‘Adige – IT): monotone und zyklische Versuche zur Ermittlung der Duktilität und des Verhaltens im seismischen Bereich • DICAM (Institut für Bau-und Umweltingenieurwissenschaften und Mechanik an der Universität Trient – IT): Versuche am kompletten System der Wand-Verbindung

4.1 PRÜFUNGEN DURCH VERSUCHE

Beispiel für ein Ergebnis eines statischen Versuchs: Kraftverschiebungskurve bei Beanspruchung α = 45°

Beispiel für ein Ergebnis eines zyklischen Versuchs: Kraftverschiebungskurve bei Beanspruchung α = 135°–325°

F

α

F

F

α

30

Anhand der X-ONE-Versuchsstudie konnten an der Universität Trient zyklische Bruchversuche an kompletten Wandsystemen geplant und durchgeführt werden, bei denen die BSP-Platte mittels X-RAD am Boden befestigt wurde. Die Versuchsreihe wurde mit der Prüfung eines komplexen Systems mit mehrfacher X-RAD-Verbindung zwischen 4 BSP-Elementen abgeschlossen, anhand derer die Wechselwirkung zwischen den unterschiedlichen Komponenten (X-ONE, X-PLATE, BSP-Platten) analysiert werden konnte.

Beispiel für ein Ergebnis eines zyklischen Versuchs am Wandsystem: Kraftverschiebungsdiagramm und Versuchs-Setup für ein einzelnes Element

Nach Abschluss der Versuchsphase wurde das Interaktionsdiagramm der Verbindung mittels Interpolation der erhobenen Daten definiert.

Bei allen durchgeführten Prüfungen wurde die Verbindung zum Bruch gebracht, um das Verhalten des Systems bei Veränderung der Beanspruchungsrichtung zu beobachten.

Schematische Darstellung des bei Änderung der Beanspruchungsrichtung beobachteten Bruchmechanismus (0° ≤ α < 360°)

• α = 0° – 90° – 135° – 315° Stahlbruch der Vollgewindeschrauben • α = 45° Blockscherversagen• α = 180° – 225° – 270° Versagen Holzseite

Interaktionsdiagramm (Versuche)

α= 0°

α

10

30

50

70

90

110

130

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

-150

-170

-190

-210

-230

-30-50-70-90-100-130-150-170-190210-230 13011090705030100

α=0°

α=45°

141kN

97kN

[kN]

[kN]

150

200

100

50

-50

0

-100

-150

-200

2010 30 40-30-40 -20 -10

Displacement [mm]

Forc

e [k

N]

31

Die bei den Versuchen erhaltenen Ergebnisse und die Beobachtung des Bruchverhaltens führten zur Erstellung und Validierung eines Finite-Elemente-Modells, welches das Gesamtverhalten der X-ONE-Verbindung beschreibt. Simuliert wurden Push-over-Analysen, die anschließend bilinear vereinfacht wurden, um bei Änderung der Verschiebungsrichtung Werte bezüglich der maximalen Festigkeit zu liefern.

FEM des Elements X-ONE und der Verbinder

Beispiel für eine Kapazitatskurve mit bilinearer Vereinfachung

4.2. FINITE-ELEMENTE-ANALYSE

10

30

50

70

90

110

130

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

-150

-170

-190

-210

-230

-30-50-70-90-100-130-150-170-190210-230 13011090705030100

Die Punkte welche die errechneten Festigkeitswerte bei der FEM-Analyse darstellen, ermöglichen die Definition eines weiteren Festigkeitsbereichs der Verbindung.

Interaktionsdiagramm (FEM-Simulation)

α=0°

[kN]

[kN]

Displacement [mm]

Forc

e [k

N]

90

120

60

30

0

150

180

5 10 15 20 25 30

Pushover Bilateral

32

Konfiguration für α = 45°

Konfiguration für α = 135° - 315°

Interaktionsdiagramm (analytische Berechnung)

Die Versuchsreihe und das Finite-Elemente-Modell zeigen, dass das System X-ONE + BSP-Platte mit Änderung der Beanspruchungsrichtung ein unterschiedliches Bruchverhalten aufweist. Zur Ermittlung der analytischenModelle wurden 8 Hauptbeanspruchungsrichtungenin einem Referenzsystem definiert, in dem sich die Symmetrien des Verhaltens der Verbindung zeigen.

Ausgehend von der Beobachtung des Bruchverhaltens bei den Versuchen wurden die Gleichgewichtskonfigurationen der Verbindungen für jede Beanspruchungsrichtung gemäß dem statischen Satz der Grenzanalyse definiert. Als Beispiel werden die Festigkeitsmechanismen für zwei Konfigurationen aufgeführt:

Auf Grundlage des analytischen Modells kann ein weiterers Interaktionsdiagramm generiert werden, welches ähnliche Ergebnisse wie die Laborversuche und die FEM-Analyse liefert. Dies bestätigt die Stabilität des Verhaltens der Verbindung und die Gültigkeit der angewandten Analysemethoden.

4.3 ANALYTISCHE MODELLE

F

F

α

50°

2RVGS,t

2RVGS,t

2RVGS,t

2RVGS,c

2RVGS,t

50°

α

α= 0° x

z

α

10

30

50

70

90

110

130

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

-150

-170

-190

-210

-230

-30-50-70-90-100-130-150-170-190210-230 13011090705030100

α=0°

[kN]

[kN]

33

Auf der Grundlage der vorherigen Betrachtungen werden zur Nachweisführung die Festigkeitswerte der ETA (Versuche), ergänzt durch die analytischen Werte, herangezogen, wodurch das Interaktionsdiagramm von X-ONE ermittelt wurde.

Die Studie des Verbindungssystems führte durch Auslegung des Systems, im Einklang mit den Hierarchiekonzepten der Festigkeiten, zur Überdimensionierung einiger Bestandteile des X-ONE, um bestimmte Brüche zu begünstigen: • Materialbruch der VGS Vollgewindeschrauben• Blockscherversagen an den M16-Bohrungen am Gehäuse • holzseitiger Bruch (Auszug der VGS-Schrauben und Holzkompression)

Interaktionsdiagramm (charakteristische Werte)

4.4 BEMESSUNGSWERTE

Nachfolgend eine Tabelle mit den charakteristischen Tragfähigkeiten in den verschiedenen Beanspruchungskonfigurationen sowie die entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerte je nach Bruchmechanismus (Stahl oder Holz).

(1) Die Teilsicherheitsbeiwerte sind aus der entsprechenden Norm zu übernehmen, welche für die Berechnung herangezogen wurde. In der Tabelle sind die Werte für Stahl gemäß EN 1993-1-8 und die Werte für Holz gemäß EN 1995-1-1 angegeben.

Um zu garantieren, dass die Höchstleistungen des X-ONE-Elements erreicht werden und um das Aufspalten des Holzes zu vermeiden, wird empfohlen, 2 Vollgewindeschrauben rechtwinklig in die BSP-Platte einzusetzen (siehe Abb. auf Seite 28).

α

Gesamt- tragfähigkeit

Tragfähigkeit Komponenten Bruchmechanismus

Teilsicherheits-beiwerte (1)

γMRk Vk Nk

[kN] [kN] [kN]

0° 111,6 111,6 0,0 Stahlbruch Holzschrauben Stahl γM2 = 1,2545° 141,0 99,7 99,7 Blockscherversagen Stahl γM2 = 1,2590° 111,6 0,0 111,6 Stahlbruch Holzschrauben Stahl γM2 = 1,25

135° 97,0 -68,6 68,6 Stahlbruch Holzschrauben Stahl γM2 = 1,25180° 165,9 -165,9 0,0 Gewindeauszug VGS Holz γM, Holz = 1,3225° 279,6 -197,7 -197,7 Kompression des Holzes Holz γM, Holz = 1,3270° 165,9 0,0 -165,9 Gewindeauszug VGS Holz γM, Holz = 1,3315° 97,0 68,6 -68,6 Stahlbruch Holzschrauben Stahl γM2 = 1,25360° 111,6 111,6 0,0 Stahlbruch Holzschrauben Stahl γM2 = 1,25

10

30

50

70

90

110

130

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

-150

-170

-190

-210

-230

-30-50-70-90-100-130-150-170-190210-230 13011090705030100

α=0°

[kN]

[kN]

Rk

34

Interaktionsdiagramm (charakteristische Werte und Bemessungswerte) gemäß EN 1995-1-1 und EN 1993-1-8

(1) Die Verbindung mittels X-ONE dient als Verbindung zwischen BSP-Elementen, um Kippen und Verschieben bei seismischen Einwirkungen und Wind (sehr kurze Lasteinwirkungsdauer) zu verhindern. Die statischen vertikalen Lasten werden direkt durch den Wand-Wand-Kontakt ohne Beanspruchung der Verbindung übertragen. Der Einsatz des X-ONE bei kurzer, mittlerer oder langer Lasteinwirkungsdauer (kmod < 1) erfordert eine erneute Bewertung des Interaktionsdiagramms, da die Hierarchie der Festigkeitswerte sich ändern könnte. In diesen Fällen wird aus Sicherheitsgründen empfohlen, alle Bemessungswerte als Festigkeitswerte des Holzes zu werten und die entsprechenden Beiwerte anzuwenden kmod und γM.

Ausgehend von den charakteristischen Tragfähigkeiten, wird das Interaktionsdiagramm des X-ONE berechnet, um die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit durchzuführen. Die Bemessungswerte werden wie folgt ermittelt:

Stahl:

Die Beiwerte kmod und ym sind je nach Versagensmechanismus aus der entsprechend gültigen Norm, zu übernehmen.

Das Interaktionsdiagramm des X-ONE bezieht sich auf die Festigkeitswerte und die Beiwerte yM, mit sehr kurzer Lasteinwirkungsdauer (Erd-beben und Wind) (1), die in der Tabelle aufge-führt sind.

Der Nachweis der X-ONE-Verbindung gilt als erfüllt, wenn der Punkt, welcher die Beanspruchung Fd darstellt, innerhalb der Interaktionskurve liegt:

Fd ≤ Rd

Holz:

30

50

70

90

110

130

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

-150

-170

-190

-210

-230

-30-50-70-90-100-130-150-170-190210-230 13011090705030100

10

Rk Rd EN 1995-1-1

[kN]

[kN]

α=0°

Fd

N

V

Rd

35

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