02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften

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Institute: search.filters.UBSInstitut.Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart (MPA Stuttgart, Otto-Graf-Institut (FMPA))Author: search.filters.author.Grönquist, Philippe

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    Finite element based design of timber structures
    (2023) Töpler, Janusch; Schweigler, Michael; Lemaître, Romain; Palma, Pedro; Schenk, Martin; Grönquist, Philippe; Tapia Camú, Cristóbal; Hochreiner, Georg; Kuhlmann, Ulrike
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    Design of adhesively bonded timber-concrete composites : bondline properties
    (2023) Grönquist, Philippe; Müller, Katharina; Mönch, Simon; Frangi, Andrea
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    Design for and from disassembly with timber elements : strategies based on two case studies from Switzerland
    (2023) Grüter, Cäsar; Gordon, Matthew; Muster, Marcel; Kastner, Fabian; Grönquist, Philippe; Frangi, Andrea; Langenberg, Silke; Wolf, Catherine de
    When a timber building gets disassembled and its elements either are burned or biodegrade, the carbon stored in the timber structure gets released to the atmosphere as CO2. Reusing timber elements prevents this process from happening and thus delays the global warming caused by greenhouse gas emissions. Even if there is a long historic tradition of timber reuse in Switzerland, currently a low fraction of a timber building’s elements is being reused after its disassembly. In this study, strategies that could facilitate circular use of timber elements are analyzed. The focus lies on the design process, which is investigated from two perspectives: strategies at the start-of-life of buildings to enable new timber element cycles to emerge (design for disassembly, or DforD), and strategies at the end-of-life of buildings to keep existing timber elements cycles closed (design from disassembly, or DfromD). Two case studies of recently completed multi-story timber-hybrid buildings in Switzerland were analyzed from both perspectives. Regarding DforD, a scoring system was developed that assesses single elements according to their disassembly and reuse potential. Regarding DfromD, a building design optimization tool was created that takes dimensional design tolerances of a building as an input and proposes a procurement-optimized and structurally safe arrangement of reused elements, which are taken from an inventory that is based on the two case studies. It was found that connections between reinforced concrete and timber parts play a crucial role in terms of DforD and that building layouts with DfromD elements may vary widely according to the chosen optimization variable. In conclusion, both applications have the potential to scale up the competitiveness of reused elements.
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    Tragverhalten von eingeklebten Schubverbindern in Buchen-Stabschichtholz für Holz-Beton-Verbunddecken
    (2024) Schilling, Stephan; Schöneberg, Jonah; Grönquist, Philippe
    Holz-Beton-Verbund (HBV) Systeme mit eingeklebten Schubverbindern werden seit 2001 erfolgreich in der Praxis eingesetzt, und seit 2004 liegt für die Firma TiComTec GmbH eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (Nummer Z-9.1-557) vor. Gültigkeit hat die Zulassung für den Einsatz mit Vollholz aus Nadelholz (mind. C24), Brettschichtholz und Furnierschichtholz. Die Schubverbinder können in verschiedenen Anordnungen eingesetzt werden, wobei sich die vorliegende Arbeit auf den Einsatz in HBV-Rippendecken beschränkt. Im Rahmen des Forschungsprojektes «Langzeit-Kriechverhalten von Buchen-Stabschichtholz und Holz-Beton Verbund Decken mit Buchen-Stabschichtholz» an der ETH Zürich laufen Langzeit Versuche, in welchen die HBV-Schubverbinder mit Buchen-Stabschichtholz (BSSH) eingesetzt werden. Damit ist das Einsatzgebiet außerhalb der Zulassung. Um vertiefte Erkenntnisse aus den laufenden Langzeit-Versuchen zu gewinnen, werden zuverlässige Kennwerte für das kurzzeitige Last-Verformungsverhalten gebraucht. Mittels Push-Out-Versuchen an 30 Prüfkörpern unterschiedlicher Geometrie und Blechlängen soll das Last-Verformungsverhalten aufgezeichnet und daraus Steifigkeits- und Festigkeitswerte ermittelt werden. Dies in der vorläufigen Annahme, dass womöglich mit einem Einfluss der Holzart (BSSH) gegenüber den Gleichungen der Zulassung (Nadelholz) gerechnet werden muss. Zusätzlich werden Streckmetalle bis zu 1 m Länge, sowie zweilagige Streckmetalle je Balken, wie sie beim HBV-Rippendeckenelement des Forschungsprojektes eingesetzt wurden, untersucht. Das Versuchsprogramm berücksichtigt folglich die gängige Prüfkörpergeometrie aus der vorhandenen Literatur aber auch größere Prüfkörper mit längeren Blechkonfigurationen. In diesem Bericht werden die wichtigsten Erkenntnisse aus diesen Push-Out-Versuchen vorgestellt, und Vergleiche zu ähnlichen Versuchen mit Nadelholz und schließlich der Zulassung gezogen.
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    Polar representation of material elasticity applied to wood and engineered wood products
    (2023) Grönquist, Philippe; Töpler, Janusch; Tapia Camú, Cristóbal