02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
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Item Open Access 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, UlrikeItem Open Access Lateral torsional buckling of glulam beam-columns : axial compression and bending verification(2024) Töpler, Janusch; Kuhlmann, Ulrike; Schänzlin, JörgItem Open Access Analytical and numerical investigations on imperfection-sensitive timber members subjected to combined bending and axial compression(2021) Töpler, Janusch; Kuhlmann, UlrikeThe verification of slender timber members at risk of lateral torsional buckling is one of the basic verifications in timber design. However, latest investigations have shown that the design formulas provided in Eurocode 5 for imperfection-sensitive members subjected to combined bending and compression tend to be conservative and more advanced verification methods are needed. Analytical and numerical models are presented that allow for the consideration of the geometrically and materially nonlinear behaviour as well as of the size effect of tensile strength ft,0 for Nx-My-Mz interaction. These models and calculation results increase the understanding of the main influencing parameters of the load-bearing capacity of imperfection-sensitive timber beams and columns and may be the basis of a revision of the current design formulas provided in EN 1995-1-1.Item Open Access In-plane buckling of beech LVL columns(2022) Töpler, Janusch; Kuhlmann, UlrikeItem Open Access FE-gestützte Bemessung im Holzbau(2020) Töpler, Janusch; Kuhlmann, UlrikeIm Rahmen des Forschungsprojekts RP7 im Exzellenzcluster Integrative Computational Design in Architecture and Construction (IntCDC) an der Universität Stuttgart werden zurzeit Regelungen für die FE-gestützte Bemessung von Holzbauteilen entwickelt. In diesem Beitrag werden der aktuelle Stand des Forschungsvorhabens und die noch geplanten Untersuchungen vorgestellt. Schwerpunkte des Vorhabens sind die Verifizierung und Validierung von FE-Modellen, die bautechnische Nachweisführung anhand solcher Modelle und die Materialmodellierung im Holzbau.Item Open Access Imperfections of slender glulam beams(2021) Kuhlmann, Ulrike; Töpler, JanuschItem Open Access Lateral torsional buckling of glulam beams(2023) Töpler, Janusch; Kuhlmann, UlrikeItem Open Access Imperfektionsmessungen an stabilitätsgefährdeten Holzbauteilen : Schlussbericht : Forschungsvorhaben DIBt P 52-5- 13.194-2048/19(2022) Töpler, Janusch; Kuhlmann, UlrikeDie Holztragwerke von 23 Bauvorhaben wurden mit einem Laserscanner vermessen und die Daten von 202 BSH Bindern, 38 Buchen-Furnierschichtholz Bindern und 57 Buchen FSH Stützen in Bezug auf die Montagegenauigkeit und Imperfektionen ausgewertet. Die Messungen wurden direkt nach Montage und Ausrichten der Tragwerke durchgeführt. Für alle gemessenen Imperfektionen galt, dass die Bemessungsansätze nach EN 1995-1-1 auf der sicheren Seite liegen. Zur Ermittlung von Ersatzimperfektionen wurden numerische Vergleichsberechnungen mit Abaqus CAE/2020 durchgeführt. Die Ersatzimperfektionen wurden in Form einer Sinushalbwelle angenommen. Die 95 % Quantilwerte der Vorverformungen wurden ausgewertet und daraus abgeleitete konsistente Bemessungsempfehlungen für Ersatzimperfektionen für die Stabilitätsnachweise nach EN 1995-1-1 angegeben.Item Open Access Experimentelle und numerische Untersuchungen von Brettschichtholz aus Buchen-Furnierschichtholz (BauBuche)(2022) Töpler, Janusch; Kuhlmann, UlrikeIm Rahmen des Forschungsprojekts RP7 im Exzellenzcluster Integrative Computational Design in Architecture and Construction (IntCDC) an der Universität Stuttgart wurden Biege- und Druckversuche zur Ermittlung der elastischen Materialeigenschaften von Buchen-Furnierschichtholz GL75 (BauBuche) durchgeführt. Als Messeinrichtung wurde das optische Messsystem ARAMIS Adjustable verwendet. Anhand der Versuchsergebnisse werden die Elastizitätsmoduln, Schubmoduln und Querdehnzahlen sowie die asymmetrische elastische Materialsteifigkeitsmatrix ermittelt. Mit den ermittelten Materialkennwerten werden FE-Modelle der Versuche entwickelt, verifiziert und anhand der Ergebnisse validiert. Außerdem wird der Einfluss der Querschnittsverwölbung infolge Schub auf die Längsrandspannungen bei biegebeanspruchten Holzträgern experimentell und numerisch untersucht.Item Open Access Flexural buckling of beech LVL columns : experimental report(Stuttgart: Universität Stuttgart, Institute of Structural Design, 2022) Töpler, JanuschGlulam made of beech laminated veneer lumber GL75 is increasingly used in timber construction due to its high strength, stiffness and availability. Especially for columns of multi-storey timber buildings and highrise buildings or trusses. For such members in compression, the flexural buckling verification is typically decisive. However, the available design methods in EN 1995-1-1 were derived for softwood columns. The aim of the tests was therefore to experimentally determine the buckling curve of beech LVL columns. The load-displacement behaviour, load-bearing behaviour and failure behaviour of the columns were investigated. In this way, relevant parameters influencing the load-bearing capacity of flexural buckling and the differences compared to the behaviour of columns made of softwood could be worked out. The experimental results were compared with the design procedures according to EN 1995-1-1. Finally, the experimental results were used to validate an FE model for further parameter studies. Based on the numerical and experimental investigations, design recommendations for the kc-method for flexural buckling for beech LVL GL75 columns were developed in the form of a modified βc coefficient.