Timber Concrete Composite (TCC) Design Software for AS1720.1 | Engineering Platform

Launch the free Timber Concrete Composite (TCC) Calculator below & verify your design in seconds!

The New Standard for Australian Mass Timber Engineering

Timber–Concrete Composite (TCC) floor systems are gaining increasing attention as engineers seek solutions that combine the sustainability of timber with the stiffness and mass of concrete. By integrating a concrete slab with timber panels through mechanical connectors, TCC systems can significantly improve structural stiffness, vibration performance, and load-carrying capacity compared to timber-only floors.

Despite these advantages, designing timber–concrete composite floors remains complex. The structural behaviour depends on the interaction between timber, concrete, and the shear connectors that transfer forces between the two materials. This composite interaction must be carefully evaluated to accurately predict bending stiffness, internal force distribution, and long-term performance.

Under the Eurocode framework, TCC systems are typically designed using EN 1992-1-1 – Eurocode 2 (Concrete Structures) together with EN 1995-1-1 – Eurocode 5 (Timber Structures). Because composite timber–concrete floors are not covered by simplified “Deemed-to-Satisfy” provisions, engineers often rely on analytical approaches such as the Gamma Method or Extended Gamma Method to model partial composite action and verify structural capacity, serviceability, and connection performance.

The Australian Engineering Platform for Timber Concrete Composite (TCC) Design

Our platform performs a check for Timber–Concrete Composite (TCC) Design to AS1720. The calculation module include:

Concrete, Timber and Connection Capacity Check: ULS Verification at t = 0 and t = ∞
Vibration Check: Multiple vibration methods included (Hamm et al.2010, FP Innovations, prEN 1995:2023
Deflection Check: Deflection diagrams available for each load case.
Screw Geometry Check: Screw spacing check.
Connection Design Capacity Check: Withdrawal, Tensile Failure and Axial Capacity of Screws.

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Key Timber–Concrete Composite Design (TCC) Design Capabilities

Overview of Timber–Concrete Composite Systems

Timber–Concrete Composite (TCC) systems combine timber structural members with a concrete slab connected through mechanical fasteners. The composite interaction between the materials increases stiffness, load capacity, and vibration performance compared to timber-only floor systems.

The SPEC Toolbox Timber–Concrete Composite calculator allows engineers to analyze composite floor systems composed of:

  • CLT timber panels

  • reinforced concrete slab

  • inclined screw connectors

The calculator evaluates:

  • concrete capacity

  • timber capacity

  • connection capacity

  • composite bending behavior

  • deflection performance

  • vibration response

The structural interaction between the timber and concrete layers is modeled using mechanical connectors and composite beam theory, allowing realistic prediction of system behavior.

For the Eurocode region, the calculator uses the following standards:

Design Codes

  • EN 1992-1-1:2004 – Eurocode 2: Design of Concrete Structures

  • EN 1995-1-1:2004 – Eurocode 5: Design of Timber Structures

Loading Code

  • EN 1991:2002 – Eurocode 1: Actions on Structures

These standards define the material models, safety factors, and verification procedures used in the analysis.

Geometry and Components

A timber–concrete composite floor consists of two primary structural components:

  • CLT timber panel

  • concrete slab

The concrete slab resists compressive forces and increases bending stiffness, while the timber panel primarily carries tensile stresses.

The system geometry is defined by:

  • CLT panel layup

  • concrete slab thickness

  • reinforcement parameters

  • connector spacing

  • span length

These parameters determine the composite stiffness and structural performance of the floor system.

The CLT panel is defined using manual layer input, where the user specifies:

  • layer thickness

  • fiber orientation

  • timber grade

  • stacking configuration

This allows modeling of custom CLT configurations.

The concrete layer is defined using:

  • concrete grade

  • concrete thickness

  • cement type

  • relative humidity

These parameters influence the stiffness and long-term behavior of the composite system.

Reinforcement parameters include:

  • reinforcement strength

  • bar diameter

  • reinforcement spacing

These values are used for crack control and reinforcement verification.

Design Methods

Composite behavior between the timber and concrete layers is evaluated using analytical methods that account for connector flexibility.

The calculator supports the following analytical methods:

  1. Extended Gamma Method

  2. Equivalent Gamma Method

These methods determine the effective bending stiffness of the composite section, considering slip between timber and concrete layers.

Additional design parameters include:

  • composite stiffness factor

  • verification condition (t = 0 and t = ∞)

  • material design factors

These parameters influence the composite structural verification.

Loads

The composite floor is analyzed as a beam system subjected to distributed loads.

Users define:

  • span length

  • support conditions

  • load distribution

The analysis determines:

  • bending stresses

  • shear forces

  • composite section stresses

  • connector shear forces

These values are used for ultimate and serviceability verification.

Vibration Methods

Floor vibration performance is evaluated using available vibration assessment methods.

Available vibration methods:

  1. Hamm et al. 2010

  2. FPInnovations

  3. prEN 1995:2023

Additional vibration parameters include:

  • floor performance level

  • secondary width

  • damping ratio

  • walking frequency

  • floating screed stiffness

  • support condition

These parameters influence the dynamic response of the floor system.

Screw Data

Composite interaction between the timber and concrete layers is achieved using inclined screw connectors.

Users define:

  • fastener type

  • screw orientation (inclined)

  • connector stiffness parameters

Screw properties are defined using manual input, including:

  • screw type

  • tensile strength

  • associated density

  • nominal diameter

  • screw length

  • threaded length

  • inner thread diameter

  • tip length

Connection geometry is defined using:

  • spacing along the beam (a₁)

  • spacing across the beam (a₂)

  • edge distance (a₃)

  • embedment length

  • connector position

These parameters determine the shear transfer capacity between timber and concrete layers.

Design Checks

After the analysis, the calculator provides a complete verification summary.

The following checks are evaluated:

Ultimate Limit State (at t=0 and at t=∞)

  • Concrete capacity

  • Timber capacity

  • Connection design

Serviceability Limit State

  • Desviación

  • Vibration performance

Each verification includes a utilization ratio and pass/fail indicator, allowing engineers to quickly assess the structural performance of the timber–concrete composite system.

Tutorials

CLT Floor-to-Wall Connection Design

This walkthrough covers the essential CLT Floor-to-Wall detail, critical for lateral stability. We show you how to rapidly configure the Screw Module to handle both shear forces and potential uplift, ensuring the diaphragm is securely anchored to the vertical structure.
Key Screw Benefits:
✅ Shear & Uplift Resistance: Utilizes the high tensile strength of the fasteners to prevent wall-floor separation under complex loads.
✅ Rapid Installation: Focuses on the practicality of top-down installation workflows that save crane time on-site.
CLT Floor-to-Wall Connection Design

Slab-to-Beam Connection Design

In this tutorial, we dive into the Slab-to-Beam calculator to streamline this common interface. Watch how we utilize the Screw Module to model the interaction between the floor plate and supporting beam, ensuring optimal shear transfer and composite action.
Key Screw Benefits:
✅ Inclined Installation: Demonstrates how angling screws (e.g., 45°) maximizes stiffness and utilizes the screw’s axial strength.
✅ Deep Penetration: Shows how fully threaded screws can bridge the connection effectively to handle heavy floor loads.
Slab-to-Beam Connection Design

Half-Lap Connection Design

Join us as we break down the Half-Lap joint design, focusing on maintaining structural continuity without external steel plates. Using the Screw Module, we walk through the auto-checking of edge distances and spacing requirements critical for these tight geometric joints.

Half-Lap Connection Design

Calculadora de paredes CLT

En este vídeo, aprenderás paso a paso cómo diseñar un elemento de pared CLT típico. Trataremos la selección de un proveedor de CLT, el uso de las funciones adecuadas, imágenes dinámicas y contenido educativo para determinar el grosor y el diseño óptimos del panel. También verás cómo cambiar entre los tipos de estructura Platform y Balloon, aplicar diferentes métodos de excentricidad y añadir cargas en el plano y fuera del plano, lo que te proporcionará una sólida comprensión de los fundamentos del cálculo y el diseño de paredes CLT.

La madera maciza está dando forma al futuro de la construcción sostenible. Con la aparición de edificios de madera que baten récords en todo el mundo, dominar el diseño de CLT es más relevante que nunca. Echa un vistazo a nuestra aplicación CLT Toolbox para acceder a potentes herramientas de diseño, cálculos automatizados y conocimientos de expertos que te ayudarán a optimizar tus proyectos de CLT.

Calculadora de paredes CLT

Calculadora de diseño de diafragmas CLT

Una guía completa para configurar y analizar el comportamiento del diafragma en la dirección X utilizando CLT Toolbox. Definirá los tipos de tornillos para los cálculos de rigidez, establecerá la geometría del panel, los tipos de conexión y los anchos de los paneles. Cubrimos cómo introducir las fuerzas ULS y SLS, y explicamos los valores de corte en el plano y los datos de laminación necesarios. El vídeo termina con un desglose de los resultados de deflexión, las acciones de fuerza y las comprobaciones de resistencia según el Eurocódigo 5.

Calculadora de diseño de diafragmas CLT

Diseño contra incendios para suelos CLT

Nos complace presentar el tan esperado módulo Fire Design para suelos CLT, ahora disponible junto con la calculadora de diseño ambiental en CLT Toolbox.

Este tutorial explica cómo funciona el nuevo módulo, incluyendo qué estándares son compatibles y cómo se calcula la profundidad de caracteres capa por capa.

Key features include:

  • Support for multiple fire models:
    – Draft Eurocode 5 (prEN 1995-1-2:2023)
    – Austrian National Annex (ÖNORM B EN 1995-1-2:2011)
    – Standard Fire Tests (ISO 834 / EN 1363-1)
  • Flexibility to define protection layers and fire-exposed sides
  • Automatic layer-by-layer charring depth calculations over time
  • Clear logic for bond-line failure and glue-line degradation
  • Full PDF export with all intermediate steps, safety factors and inputs

Diseñado para proporcionar a los ingenieros transparencia, precisión y rapidez en el diseño contra incendios de CLT.

Diseño contra incendios para suelos CLT

Diseño de muros de corte CLT

Nos complace anunciar que la segunda versión de nuestra calculadora de muros de corte CLT ya está disponible.

Tras 12 meses escuchando los comentarios de los usuarios, nos complace presentar una herramienta mejorada y más robusta para el diseño de muros de corte.

Los muros de corte CLT tienen una excelente resistencia en el plano y pueden servir como un sistema fiable de resistencia a las cargas laterales.

La segunda versión de la calculadora incluye características tales como cinco métodos de transferencia de carga de vanguardia, aprovechando las investigaciones de Casagrande, Wallner-Novak, Tomasi, Pei y Reynolds. También hemos añadido comprobaciones de deformación lateral y cálculos de rigidez de paneles siguiendo la guía ProHolz 2014. Por último, también incluimos el diseño en plano de CLT según Proholz 2014 y FP Innovations 2019.

Durante el mes de octubre, la calculadora de muros de corte estará disponible en la versión gratuita. Así que entra en la aplicación y échale un vistazo 🙂.

Diseño de muros de corte CLT

Calculadora de diseño de suelos CLT

Acompáñenos mientras exploramos todo lo necesario, desde la elección del panel CLT ideal —ya sea que opte por el producto de un proveedor o introduzca manualmente sus propios datos— hasta la selección del anexo nacional adecuado, la definición de las cargas y el perfeccionamiento de los detalles más precisos. Este vídeo le guiará a través de cada etapa, incluyendo el análisis estructural, los cálculos de rigidez e incluso la integración de láminas encoladas en los bordes en su diseño.

También examinaremos cómo afectan a su estructura diversas técnicas de vibración y le revelaremos cómo puede optimizar su diseño teniendo en cuenta la rigidez en el plano de la solera de hormigón y la influencia del soporte flexible. Además, podrá realizar un seguimiento de los resultados y las fórmulas a lo largo de todo el proceso, lo que le garantizará estar siempre al tanto de todo.

¡Empecemos!

Calculadora de diseño de suelos CLT

Calculadora de diseño de diafragmas CLT

Comience con un enfoque integral para el diseño de diafragmas definiendo las fuerzas, las propiedades de los materiales y aplicando los parámetros del Eurocódigo 5. Empiece por definir las fuerzas de entrada que actúan sobre el diafragma en la dirección X y seleccione los tipos de tornillos para los cálculos de rigidez. Establezca la geometría y la orientación del diafragma en las entradas del usuario, el tipo de conexiones de los paneles y el ancho de los paneles con la información técnica de los proveedores de CLT. Introduzca las fuerzas tanto para ULS como para SLS, teniendo en cuenta la dirección de la fuerza. Comprenda los valores de corte en el plano, los datos de laminación necesarios y los parámetros de diseño clave para el Eurocódigo 5. Por último, analice los resultados de la deflexión, la teoría subyacente, las fuerzas de acción y las comprobaciones de resistencia para garantizar un diseño preciso y eficiente.

Calculadora de diseño de diafragmas CLT

Frequently Asked Questions

Why use timber–concrete composite floors?

Timber–concrete composite floors combine the sustainability of timber with the stiffness and mass of concrete. This improves structural stiffness, vibration performance, and load capacity compared to timber-only floors.

Why are mechanical connectors critical in TCC design?

Mechanical connectors control the shear transfer between the concrete slab and the timber member. Their stiffness and spacing determine how effectively the two materials act together as a composite section.

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