Gradient Density – Ein neuartiges Verfahren für Säulen-Platten-Verbindungen in punktgestützten Brettsperrholzplatten
Das Forschungsprojekt untersucht ein neuartiges Konstruktions- und Fertigungssystem, das eine lokale Verdichtung des Holzes nutzt. Die vorgeschlagene Methode nutzt die durch die Holzverdichtung erzielten verbesserten mechanischen Eigenschaften und wendet sie gezielt und differenziert an, um den strukturellen Anforderungen gerecht zu werden. Dies wird mit der Strategie kombiniert, Hartholzstopfen in den Querschnitt zu pressen und zu verleimen, wodurch die ursprüngliche Querschnittshöhe erhalten bleibt und der Bereich zusätzlich verstärkt wird. Diese Methode zeichnet sich durch die gleichmäßige Formung der Faserrichtung aus, wodurch die volle Leistungsfähigkeit des ursprünglichen Materials erhalten bleibt und gleichzeitig ein kleiner Bereich verstärkt wird.
Die wichtigste Designanwendung befindet sich an den Verbindungsstellen zwischen Säulen und Platten bei punktgestützten CLT-Platten. Anstelle herkömmlicher Lösungen mit Löchern und einem steifen Umgehungsmaterial wird die Platte nur im strukturell kritischsten Bereich verstärkt, damit das vorhandene Holz in alle drei Richtungen wirken kann, ohne die Tragfähigkeit durch Durchbohren zu beeinträchtigen. Das Design wird als effektiv bewertet, wenn nicht das Eigengewicht der Platte, sondern die Leistungsfähigkeit der Verbindung für die Plattendicke ausschlaggebend ist. Die daraus resultierende hochleistungsfähige Verbindung ermöglicht ultradünne, hochleistungsfähige punktgestützte CLT-Plattensysteme mit einfachem Fertigungsaufwand.
Die Studie untersucht umfassend den Prozess der lokalisierten Verdichtung, einschließlich Entwurfs-, Fertigungs- und Bewertungsstrategien. Diese Konzepte werden durch mechanische Tests, Fertigungstests und physikalische Prototypen untermauert.
ITECH M.Sc. Thesis Projekt 2024: Gradient Density – Ein neuartiges Verfahren für Säulen-Platten-Verbindungen in punktgestützten Brettsperrholzplatten
Donghwi Kang, Otto Lindstam
Thesis Berater: Gregor Neubauer, Hans Jakob Wagner
Thesis Betreuer: Prof. Jan Knippers
Zweiter Betreuer: Prof. Achim Menges
Dieses Projekt wurde teilweise am TallWood Design Institute in Oregon unter externer Betreuung von Prof. Dylan Wood entwickelt.
Der Forschungsaustausch wurde durch die Austausch-Förderung des Exzellenzclusters Integrative Computational Design and Construction for Architecture (IntCDC) und die Plattform digitize wood unterstützt.
Das Projekt erhielt weitere Unterstützung von Michael Schneider und Philip Duncan in der Holzwerkstatt des Fakultät 1 der Universität Stuttgart.
Unterstützung herausragender Masterarbeiten
digitize wood unterstützt die Realisierung von Prototypen im Rahmen von ITECH Masterthesen. Wir freuen uns, den Nachwuchs im Holzbau damit fördern zu können und gratulieren Donghwi Kang und Otto Lindstam zum erfolgreichen Studienabschluss!
Deutscher Holzbaupreis 2025
Das Projekt gewannt den Deutschen Holzbaupreis 2025: Verena Hubertz (Bundesministerin für Wohnen, Stadtentwicklung und Bau) überreichte den beiden ITECH-Alumni Chris Donghwi Kang und Otto Lindstam den Preis am 27. Mai 2025 im Rahmen der Weltleitmesse für die internationale holzbe- und -verarbeitende Industrie, LIGNA, in Hannover. Das Verfahren für metallfreie, punktgestützte Flachdecken aus Holz wurde mit einem Sonderpreis in der Hauptkategorie ausgezeichnet.
