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Inhalt: Bautechnik 12/2016 Bautechnik 12/2016 Inhalt

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Rudolf-Miklau, Florian; Rimböck, Andreas Komplexe Schutzsysteme gegen Naturgefahren: Systemdesign und Lebenszyklusmodell Bautechnik 12/2016 875-884 Aufsätze

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Das integrale Risikomanagement findet seine ingenieurwissenschaftliche Entsprechung im Konzept der Schutzsysteme gegen Naturgefahren. Der Beitrag stellt diese komplexen Systeme als hierarchisches Modell im naturräumlich/gesellschaftlichen Umfeld dar und analysiert deren Design als Kombination struktureller und nicht struktureller Schutzmaßnahmen mit unterschiedlicher Wirkung und Lebensdauer. Anhand eines Lebensphasenmodells werden Schutzsysteme des Hochwasser- und Lawinenschutzes exemplarisch konkretisiert (Systemlebenszyklus) und damit das Zusammenwirken unterschiedlicher Maßnahmenkomplexe visualisiert. Das angewandte Phasenmodell bildet auch den Rahmen für die Darstellung der Anwendungsmöglichkeiten der klassischen Instrumente des Systems Engineering (Zieldefinition, Variantenplanung, Anforderungsanalyse, System Design, Projektmanagement, Lebenszykluskosten, Erhaltungs- und Anpassungsmanagement, Qualitäts- und Risikomanagement) auf die Naturgefahrenprävention. Der in diesem Beitrag entwickelte Ansatz erscheint auf den ersten Blick für die Ingenieurpraxis abstrakt, ist aber in Teilbereichen, wie die ausgeführten Beispiele nachvollziehbar zeigen, längst realisiert; es fehlt jedoch bisher eine gesamtheitliche Umsetzung des Schutzsystemkonzepts im Naturgefahreningenieurwesen.

Complex protection systems for natural hazards: system design and life cycle model
Protection systems represent - from the perspective of engineering and natural sciences - the equivalent to the integrated natural risk management concept. This article presents these systems as a hierarchical model in the surrounding societal and natural spheres and analyses the design of these complex systems as a combination of structural and non-structural measures with divers protection function and service life. By means of a life cycle model two examples from flood and avalanche control serve to substantiate and specify complex protection systems and to visualize the components of these systems, in particular different types of protection measures and functions. Furthermore, the applied life cycle phase model enables the presentation of possible applications (adaptation) for the classical instrument of systems engineering (in particular: strategic objectives, variant analysis, project management, requirement engineering, system design, life cycle costing, maintenance and adaptation management, quality and risk management) to complex protection systems. The approach presented in this article at first sight seems to be rather theoretical for practical application, nevertheless it was already partially realized as shown in the presented examples. However a comprehensive implementation of the principles of protection systems in engineering practice has not yet taken place.

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Andreolli, Mauro; Tomasi, Roberto Bemessung von Gebäuden in Brettsperrholzbauweise unter Erdbebenbeanspruchung Bautechnik 12/2016 885-898 Aufsätze

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Bei Brettsperrholz (BSP) handelt es sich um ein Massivholzprodukt, welches in Europa seit mehr als zehn Jahren erfolgreich hergestellt und verwendet wird. Die Vorteile in Bezug auf das Tragverhalten, einen konstruktionsbedingt schnelleren Bauablauf und zunehmende qualitative Anforderungen haben zu einer breiten Anwendung dieses Massivholzprodukts im Wohnungsbau geführt. In diesen Gebäuden erfolgt die Aussteifung gegenüber horizontal einwirkenden Kräften wie Wind und Erdbeben über die Wandscheiben der einzelnen Geschosse, wobei die auftretenden Kräfte (Schubfluss und abhebende Kräfte) mittels metallischen Verbindungsmitteln (Schubwinkel und Zuganker) in die Unterkonstruktion eingeleitet werden.
Der Einsatz von mechanischen Verbindungsmitteln wie Nägel und Schrauben in den Fugen (Wand-Wand und Wand-Decke) verleiht dem Gebäude ein in sich steifes Tragverhalten. In den folgenden Abschnitten wird das Grundkonzept für die Bemessung von BSP-Gebäuden gegenüber Horizontallasten veranschaulicht. Insbesondere wird auf das Tragverhalten der Anschlusssysteme und dabei auf die jüngsten Forschungsprojekte, die im Bereich der theoretischen und experimentellen Untersuchungen an der Universität Trient durchgeführt wurden, eingegangen. Die praktische Anwendung der durchgeführten Forschungsarbeiten wurde durch die Entwicklung eines Software-Tools für die Bemessung von mehrgeschossigen BSP-Gebäuden ermöglicht.

Design of CLT buildings under seismic actions
Cross-Laminated-Timber (CLT) is an engineered wood product that have been manufactured in Europe for more than ten years, and widely used throughout the continent, with good results in terms of structural behavior, building speed and quality housing. In CLT buildings, resistance to horizontal actions - wind and earthquakes - is entrusted to the wall panel and to metal connection systems to ensure the transfer of shear actions at the base of the wall and the tension actions causing the wall's rocking behavior. Moreover, metal connection systems are systematically adopted for joining the vertical and horizontal diaphragms to ensure a “box like” behavior. This paper illustrates the basic concept of the design under lateral load actions of CLT buildings, with special emphasis to the role of the connections systems, and reports some results of recent research projects, carried out at the University of Trento, by mean both theoretical and experimental investigations. On the basis of this research work accomplished in recent years, a process of technology transfer between research and practice resulted in the development of a software for the design of CLT multi-storey buildings.

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Auftrag für ARIANE 6-Startanlagen in Frz. Guayana Bautechnik 12/2016 898 Aktuell

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Akkermann, Jan; Wu, Xiaoyun Das Schiffshebewerk am Drei-Schluchten-Staudamm, China - Bau des größten Fahrstuhls der Welt Bautechnik 12/2016 899-906 Berichte

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Mit einer Bauwerkshöhe von 169 m, einer maximalen Hubhöhe von 113 m und bewegten Massen von ca. 33000 t wird das Schiffshebewerk am Drei-Schluchten-Staudamm in China das weltweit größte seiner Art sein. Das Bauwerk steht vor seiner Fertigstellung; der Probebetrieb läuft seit 2015. Parallel gelegen zur bereits voll betriebenen fünfstufigen Schleusentreppe an dem 2,3 km langen Staudamm besteht das Hebewerk aus vier Stahlbeton-Türmen. Ein stählerner, wassergefüllter Schiffstrog mit 132 m Länge, 23 m Breite und 10,5 m Höhe wird Schiffe mit einer maximalen Wasserverdrängung von 3000 t befördern. Die Konstruktion gewinnt ihre Flexibilität aus der innovativen Kombination aus Tragwerk und Maschinenbau. Das sich seit 2008 im Bau befindende Hebewerk wurde mittels Gleitschalung errichtet. Aufgrund der Toleranzanforderungen des eingebauten Antriebssystems wurde eine spezielle Kombination aus Erst- und Zweitbeton sowie Verguss verwendet. Der Artikel beschreibt die bautechnischen Aspekte des Projekts mit Fokus auf die Bauausführung.

The ship lift at the Three-Gorges-Dam in China - Construction of the world's largest elevator
With a total height of 169 m, a maximal lifting height of 113 m and moved masses of approx. 33000 t, the ship lift at the Three-Gorges-Dam in China will be the largest of its kind worldwide. The entire structure is nearing completion. Operational testing started in 2015. Located parallel to the existing fully operating five stage ship lock at the 2,3 km long barrage, the ship-lift consists of four RC towers. A steely, water filled ship chamber with 132 m length, 23 m width and 10,5 m height will lift ships with a max. water displacement of 3000 t. The construction gains its flexibility from an innovative combination of structural and mechanical parts. Since 2008 the ship lift structure was erected by climbing formwork. Due to the tolerances demanded by the embedded parts of the mechanical drive system, a special procedure of 1st and 2nd stage concrete and grouting had to be developed. The article describes the structural aspects of the project with focus on the execution.

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Fleischer, Helmut; Kunz, Claus; Ehmann, Rainer; Spörel, Frank Neues BAW-Merkblatt zur Bewertung der Tragfähigkeit bestehender massiver Verkehrswasserbauten Bautechnik 12/2016 907-911 Berichte

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Viele massive Verkehrswasserbauwerke, also Bauwerke aus Beton, Stahlbeton oder Mauerwerk, sind in Deutschland überdurchschnittlich alt. So ist beispielsweise rund ein Drittel aller Schleusen im Bereich der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes älter als 100 Jahre, überschreitet also die heute für solche Anlagen anzusetzende planmäßige Nutzungsdauer. Wie Schleusen weisen auch etliche Wehre und Kanalbrücken statische Besonderheiten auf, darunter heute nicht mehr gebräuchliche Bauweisen und sehr mächtige Querschnittsabmessungen. Werden Änderungen an den Bauwerken vorgenommen oder Schäden sichtbar, besteht die Notwendigkeit, das Tragwerk erneut statisch zu bemessen und im Rahmen einer Nachrechnung die erforderliche Standsicherheit rechnerisch nachzuweisen. Diese Untersuchungen können mit einem neuen BAW-Merkblatt “TbW” [1] vorgenommen werden. Im Gegensatz zum Brücken- und Hochbau war bisher für statische Bewertungen bestehender massiver Wasserbauwerke kein angepasstes Regelwerk verfügbar.

New BAW Code of Practice for the assessment of the load bearing capacity of existing solid hydraulic structures
Many of Germany's solid hydraulic structures, i. e. structures made from concrete, reinforced concrete or masonry, are of above-average age. For example, about a third of all locks for which the Federal Waterways and Shipping Administration (WSV) is responsible is more than a hundred years old. In other words they have exceeded the design lifetime of 100 years that is nowadays the requirement for such structures. Not only existing locks, but also numerous weirs and canal bridges show static characteristics, such as construction methods or very large cross sections, that are no longer common practice today. If any alterations are made to these structures, or if they exhibit visible damage, it is essential to re-assess the statics of the supporting structure and perform new calculations to verify its conformity with stability requirements. This re-assessment can be done with a new BAW-Code of Practice “TbW”. In contrast to bridges and buildings, no adapted regulations have been released until now for re-assessing the statics of existing solid hydraulic structures.

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Osthoff, David; Grabe, Jürgen Untersuchung von Schlosssprengungen an ausgeführten Ufereinfassungen mit kombinierten Spundwänden Bautechnik 12/2016 912-924 Berichte

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Neben den vielen verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten aus Trag- und Zwischenelementen zur Bildung einer kombinierten Spundwand ist ebenso deren Herstellung auf verschiedene Weise möglich. Mit der Wahl des Spundwandsystems ist das Einbringverfahren auf die Randbedingungen der Baumaßnahme abzustimmen, welche u. a. den Baugrund, die Profile und Schlösser, Schlossschutzmaßnahmen, die Rammführung, die Rammplattform, die Rammart und mögliche Einbringhilfen betreffen. Trotz der bewährten Bauweise kombinierter Spundwände treten auch heute noch Schadensfälle in Verbindung mit Schlosssprengungen auf. In diesem Beitrag werden Baumaßnahmen kombinierter Spundwände mit und ohne Schlossschäden untersucht und im Hinblick auf das Auftreten von Schlossschäden analysiert.

Interlock failure of combined sheet pile walls
In addition to multiple combinations of king piles and intermediate sheet piles the installation method of combined sheet pile walls can differ as well. The installation has to adapt to the boundary conditions of the construction work considering soil conditions, profile and interlock system, interlock protection, driving equipment, driving assistance etc. Despite the established construction of combined sheet pile walls interlock failure occurs. In this paper, the installation aspects of combined sheet pile walls in northern Europe are compiled and analyzed for the occurrence of interlock failure.

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Maiwald, Holger; Schwarz, Jochen Die Sturzflut von Braunsbach - Ingenieuranalyse der Gebäudeschäden Bautechnik 12/2016 925-932 Berichte

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Ende Mai bis Anfang Juni kam es im Süden Deutschlands zu einer Reihe extremer Niederschlagsereignisse, die lokal begrenzt einige schwere Sturzflutereignisse nach sich zogen. Diese verursachten z. T. erhebliche Bauwerksschäden in den betroffenen Gemeinden.
Bei der verheerenden Sturzflut vom 29.05.2016 in Braunsbach im Landkreis Schwäbisch Hall in Baden-Württemberg waren mehr als 130 Gebäude betroffen, von denen einige durch die extreme Einwirkungscharakteristik schwere strukturelle Schäden aufwiesen.
Der Beitrag gibt einen Überblick über die unmittelbar nach dem Ereignis vorgefundenen Schadensfälle an der Bebauung. Die beobachteten Schäden werden klassifiziert und in das Bewertungssystem des am Zentrum für die Ingenieuranalyse von Erdbebenschäden (EDAC) der Bauhaus-Universität Weimar entwickelten Hochwasserschadensmodells eingeordnet. Die Auswertung verdeutlicht die Besonderheiten der Schadensbilder im Falle von Sturzfluten gegenüber herkömmlichen Flusshochwassern.

The flash flood of Braunsbach - engineering analysis of the building damage
At the end of May to the beginning of June, a series of extreme rainfall events occurred in the southern part of Germany, which triggered some severe flash floods with significant building damage in the affected municipalities.
The devastating flash flood of May 29, 2016 in Braunsbach in the district Schwäbisch Hall in Baden-Württemberg caused heavy structural damage to some of the approximately 130 affected buildings.
The paper gives an overview of the building damages documented immediately after the event. The damages cases were classified and assessed using the evaluation system of the EDAC-flood damage model developed at the Earthquake Damage Analysis Center (EDAC) of the Bauhaus-Universität Weimar. The analysis illustrates the particularities of the damage patterns due to flash floods compared to conventional river floods.

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Dormann, Michael; Tietge, Sophia; Kötz, Harold Ausbau des Stichkanals nach Salzgitter von SKS-km 3,550 bis 14,918 Bautechnik 12/2016 933-941 Berichte

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Der Stichkanal nach Salzgitter wird in den kommenden Jahren zur Wasserstraßenklasse Vb ausgebaut, sodass er von Binnenschiffen mit einer Breite von bis zu 11,45 m und einer Abladetiefe von bis zu 2,80 m ohne Einschränkungen befahren werden kann. Der Ausbau der beiden Haltungen Wedtlenstedt und Üfingen erfolgt überwiegend im Trapezprofil mit einer Wasserspiegelbreite von 36,90 m und einer Wassertiefe von 4,00 m. Die Vorhäfen der Schleusen werden halbseitig ausgebaut. Insgesamt werden hierfür ca. 1 Mio. m3 Boden bewegt und ca. 300000 m2 Tondichtung sowie ca. 460 000 m2 Schüttsteindeckwerk eingebaut. Drei Düker müssen dem neuen Gewässerquerschnitt angepasst und durch Neubauten ersetzt werden. Weiterhin werden zwei Brücken angepasst, um eine durchgängige lichte Durchfahrtshöhe von 5,25 m zu gewährleisten. Derzeit wird das Planfeststellungsverfahren durchgeführt, der Planfeststellungsbeschluss wird im Jahr 2017 erwartet. Der Baubeginn soll im Jahr 2018 erfolgen, die Fertigstellung ist im Jahr 2024 geplant.

Expansion of the branch channel to Salzgitter from SKS-km 3,550 to 14,918
The branch channel to Salzgitter will be extended to the waterway category Vb in the next years. This will enable inland waterway vessels with a width of 11,45 m and a loaded draft of 2,80 m to run it without limitations. The reaches Wedtlenstedt and Üfingen will be extended in most areas to a trapezoidal cross section with a width at water level of 36,90 m and a water depth of 4,00 m. The exit basins of the locks will be extended on one side. Overall about 1 000 000 m2 of soil will be moved. About 300000 m2 of clay sealing and 460 000 m2 of rip-rap will be installed. Three culverts have to be replaced by new constructions to adapt to the new cross section of the channel. In addition two bridges will be modified to allow for a clearance of 5,25 m. At present the plan approval procedure is carried out. It is expected to achieve the plan approval order in 2017. The construction is planned to start in 2018. Completion is scheduled for 2024.

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Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2017 - Impressionen von der Jurysitzung am 11. November 2016 Bautechnik 12/2016 942-945 Berichte

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Grabe, Jürgen Zweiter Technischer Halbjahresbericht 2016 des Arbeitsausschusses "Ufereinfassungen" der Hafentechnischen Gesellschaft e. V. (HTG) und der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) Bautechnik 12/2016 946-947 Berichte

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Hettler, Achim Jahresbericht 2016 des Arbeitskreises Baugruben der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) Bautechnik 12/2016 948-955 Berichte

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Moormann, Christian Jahresbericht 2016 des Arbeitskreises "Pfähle" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) Bautechnik 12/2016 956-972 Berichte

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Bautechnik aktuell 12/2016 Bautechnik 12/2016 973-974 Bautechnik aktuell

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20. Dresdner Baustatik-Seminar

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 12/2016 974 Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 Inhalt

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Curbach, Manfred Raus aus dem Elfenbeinturm Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 783 Editorials

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Mainka, Jeldrik; Kloft, Harald; Baron, Sarah; Hoffmeister, Hans-Werner; Dröder, Klaus Non-Waste-Wachsschalungen: Neuartige Präzisionsschalungen aus recycelbaren Industriewachsen Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 784-793 Fachthemen

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Die heutigen Möglichkeiten, im Stahlbetonbau komplexe Freiformen, geschwungene Wandungen und filigrane Details zu realisieren, bedingen Schalungstechnologien, die diesen Entwicklungen gerecht werden. Hohe Präzision bei maximaler Formfreiheit ist dabei ein wesentliches Anforderungskriterium für den Schalungsbau der neuen, sogenannten Freiformarchitekturen. Die Voraussetzungen für die Formfreiheit sind digitale 3D-Planungs- und Fertigungstechnologien, mit deren Hilfe Schalungen mit hoher Präzision und beliebigen Freiheitsgraden entworfen und gefertigt werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt einen Forschungsansatz, in dem Industriewachse als Schalungsmaterialien verwendet werden. Diese stellen durch die Wiederverwendbarkeit der Wachse einen ökonomischen und ökologischen Fertigungsprozess für individuelle Beton-Freiformen dar.

Non-Waste wax formwork-technology
Today's possibilities to realize complex free-form reinforced concrete shapes, curved walls and filigree details require a formwork technology which meets these challenges. High precision with maximum freedom of form is therefore an essential requirement for the formwork of this new, so-called freeform architectures. Preconditions for this are the 3D digital design and manufacturing technologies, with their help formwork can be designed and manufactured in high precision and with many degrees of freedom in form. This paper describes a research approach using industrial waxes as formwork materials. Due to the nearly 100 % recyclability of the wax, this approach is an economical and ecological manufacturing process for customized free-form-members made of concrete.

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Wichtige Änderung bei den Produktbezeichnungen für NA-Zemente gemäß Urteil des Europäischen Gerichtshofes Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 793 Aktuelles

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Wörner, Mark; Schmeer, Daniel; Schuler, Benjamin; Pfinder , Julian; Garrecht, Harald; Sawodny, Oliver; Sobek, Werner Gradientenbetontechnologie - >Von der Mischungsentwicklung über den Bauteilentwurf bis zur automatisierten Herstellung Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 794-805 Fachthemen

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Gemäß dem Prinzip form follows force fokussiert das DFG-Schwerpunktprogramm (SPP) 1542 - Leicht Bauen mit Beton - auf die Bereitstellung beanspruchungsgerechter und ressourcenschonender Konstruktionselemente. Angesichts der in ihrer äußeren Form definierten Bauteile wie Decken, Wände und Stützen muss dieses Konzept neben der Anpassung der äußeren Form an die Beanspruchungssituation systematisch um die zielgerichtete Gestaltung der inneren Struktur der Bauteile erweitert werden. Die Technologie des Gradientenbetons bietet hierbei die Möglichkeit, den inneren Aufbau von Betonbauteilen auf die vorliegenden statischen Beanspruchungen und/oder das bauphysikalische Belastungsprofil auszurichten. Die hohen Anforderungen der Gradientenbetontechnologie machen dabei einen ganzheitlichen Ansatz von der Mischungsentwicklung über den Bauteilentwurf bis zur automatisierten Herstellung der Bauteile erforderlich. Durch die Kombination der unterschiedlichen Kompetenzbereiche der Institute für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK), Werkstoffe im Bauwesen (IWB) und Systemdynamik (ISYS) der Universität Stuttgart konnte eine vollständige Prozesskette zur Herstellung von funktional gradierten Betonbauteilen realisiert werden. Dadurch können gewichtsreduzierte, energieminimierte und vollständig rezyklierbare Betonbauteile entworfen und hergestellt werden.

The technology of graded concrete - From the development of concrete mixtures and the conceptual design to the automatized manufacturing
In accordance with the principle form follows force, the DFG Priority Programme (SPP) 1542 - Leicht Bauen mit Beton - focuses on energy efficient building elements which are designed specifically for desired operational demands. This concept is a specific adaption of the component's inner structure and works in parallel to the optimization of its outer shape which is often limited due to the outer geometry of slabs, walls and supporting pillars. The technology of graded concrete provides an innovative possibility to adapt the inner structure of a concrete component in order to meet defined static and structural-physical requirements. The challenging demands imposed by the technology of graded concrete require a holistic approach including the development of the concrete mixtures, the design of the building components and finally the automatized manufacturing. In collaboration between the departments ILEK, IWB and ISYS of the University of Stuttgart a complete process chain for the manufacturing of functionally graded concrete components was realized. This approach for concrete results in fully recyclable building elements with significant savings in mass and energy.

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Lehmberg, Sven; Ledderose, Lukas; Wirth, Franz; Budelmann, Harald; Kloft, Harald Von der Bauteilfügung zu leichten Tragwerken: Trocken gefügte Flächenelemente aus UHPFRC Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 806-815 Fachthemen

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Mit der Entwicklung von neuartig gefügten, dünnwandigen und damit leichten Bauteilen soll der ressourceneffiziente Einsatz von ultrahochfestem faserverstärkten Feinkornbeton in Tragwerken ermöglicht werden. Die Herstellung von modularen, leistungsfähigen UHPFRC-Bauteilen wird durch den “Digital Workflow” aus digitaler Planung, Berechnung und CNC-gesteuerter Fertigungstechnik ermöglicht. Durch die Verbindung von leichten Betonelementen mittels neuer hochpräziser Non-Standard-Fügeprinzipien können diese material- und kraftflussgerecht miteinander verbunden werden. Die Ergebnisse trocken gefügter Plattenbalken zeigen die Herstellbarkeit und das Potenzial der Trockenstoßverbindungen im realen Maßstab. Beim Nachweis der Tragfähigkeit von dünnwandigen Bauelementen zeigt sich, dass der Einfluss der Faserbewehrung zusätzlich beachtet werden muss.

Light-Weight Structures made of thin walled, dry jointed surface elements made of UHPFRC
With the development of novel jointed, thin walled and thus light components the resource-efficient use of ultra-high performance fiber-reinforced fine grained concrete in structures can be realized. The manufacturing of modular and efficient UHPFRC components is achieved by the digital workflow as a result of digital design, calculation and CNC-controlled manufacturing technology. By linking lightweight concrete components with new, high-precision non standardized joints, such components can be connected material and force flow compatible with each other. The results with dry jointed T-beams show the manufacturability and the potential of the dry jointing system on a large scale. When checking the load capacity of thin-walled construction elements, the influence of fiber reinforcement must be especially considered.

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Stark, Alexander; Kueres, Dominik; Hegger, Josef Sandwichelemente mit UHPC-Deckschichten und geschäumten PUR-Kernschichten Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 816-827 Fachthemen

Kurzfassung

Moderne Gebäudehüllen sind dauerhafte und integrale Konstruktionen, die nach dem Prinzip der Funktionsaddition einen geringen Ressourcenverbrauch, günstige bauphysikalische Eigenschaften, Übernahme von Tragfunktionen, Modularität und architektonische Gestaltbarkeit vereinen. Innovative Sandwichkonstruktionen mit Betondeckschichten können diese Anforderungen erfüllen.
Durch den Einsatz von Hochleistungsbetonen und korrosionsresistenten Bewehrungen aus Faserverbundwerkstoffen für die Deckschichten können in Kombination mit eingeschäumtem Polyurethan als Kernmaterial leistungsfähige Sandwichquerschnitte hergestellt werden. Um die Grundlagen für räumliche Sandwichelemente mit verschiedenen Querschnittsformen zu schaffen und die Herstelltechnik zu überprüfen, werden zunächst ebene Sandwichbalken und Sandwichplatten getestet. Die Ergebnisse dieser Versuche werden im vorliegenden Beitrag diskutiert.

Sandwich Elements Made of UHPC and Foamed Polyurethane
Modern building envelopes are sustainable and integral building constructions, which conserve resources, hold favourable physical properties, carry loads, are modular and feature a high freedom of design. Innovative sandwich constructions with concrete facings can meet this demands.
The combination of high performance concrete and corrosion resistant reinforcement made of fibre-reinforced polymers for the outer layers in combination with foamed in pack polyurethane as core material can lead to efficient sandwich elements. The production method is tested with planar sandwich beams and sandwich plates in the first step, which additionally are the basis for sandwich elements with various cross-sectional shapes. The test results are presented within this paper.

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Hitzler Ingenieure auf Wachstumskurs Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 827 Aktuelles

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Frenzel, Michael; Curbach, Manfred Tragverhalten von geschichteten Deckenelementen aus Normal- und Porenleichtbeton Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 828-839 Fachthemen

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Leichte und effizient tragende Biegebauteile aus Stahlbeton können durch einen dreischichtigen Querschnittsaufbau aus Normal- und Porenleichtbeton realisiert werden. Während sich Biegemomente über die äußeren Deckschichten höherer Festigkeit abtragen lassen, werden Querkräfte von einer leichten, gering tragfähigen Kernschicht aufgenommen. Um das Potenzial dieser Bauweise erfassen zu können, wurde das Tragverhalten von 18 geschichteten Deckenelementen mit sechs unterschiedlichen Geometrien untersucht. Dabei sollten sowohl verschiedene Versagensarten identifiziert als auch die Eignung herkömmlich bekannter Berechnungsmodelle beurteilt werden.
Nachfolgend wird gezeigt, dass optimal ausgenutzte Querschnitte bereits durch den Einsatz von Betonen mit Druckfestigkeiten von 5 MN/m2 bis 20 MN/m2 erzielt werden können. Die effizient tragenden Elemente sind dadurch gekennzeichnet, dass auf Bruchlastniveau sowohl der Beton, der Bewehrungsstahl als auch die Verbundfuge sowohl auf Druck als auch Zug sehr hoch beansprucht sind. Bei den untersuchten Prüfkörpern zeigten sich damit sowohl das Biegezug- als auch das Fugenversagen mit einer teilweise sehr hohen Auslastung der Biegedruckzone.

Load bearing behaviour of layered ceiling elements made of regular and porous lightweight concrete
Lightweight and efficiently bearing steel reinforced elements may be achieved through the application of regular and porous concrete in a three-layer cross-section. While exterior layers of higher strength carry bending moments, a lightweight core layer material holds up to shear stresses. In order to quantify the potential of this construction method, the bearing behaviour of 18 layered ceiling elements with six different geometries was investigated. The goals were both to identify different failure modes, as well as evaluate the suitability of commonly used calculation procedures.
The following paper shows that an optimal usage of cross-sections of ceiling elements can already achieved by using concrete with strengths between 5 MN/m2 and 20 MN/m2. The efficiently bearing elements are characterized by the fact, that both the concrete, the reinforcing steel and the layer's interface are highly stressed both under pressure and tension. The tested specimens showed both a tensile bending and interface failure with a partly very high utilization of the flexural compressive zone.

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Busse, Daniel; Empelmann, Martin Dünnwandige, mikrobewehrte Betonbauteile unter Querkraftbeanspruchung Beton- und Stahlbetonbau 12/2016 840-850 Fachthemen

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Im Rahmen der 2. Förderperiode des DFG-Schwerpunktprogramms 1542 “Leicht Bauen mit Beton” werden am IBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig Untersuchungen zum Tragverhalten “Ultraleichter, dünnwandiger stabförmiger Betonhohlbauteile” durchgeführt. Aufgrund der aktuell nicht in ausreichendem Umfang vorliegenden Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten von mikrobewehrten Betonbauteilen wurden zunächst grundlegende Untersuchungen durchgeführt. Diese beinhalten experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten profilierter, dünnwandiger Träger mit mikrobewehrten Stegen. Mit den durchgeführten Versuchen konnte gezeigt werden, dass mit einer Mikrobewehrung ausgeführte, dünnwandige Bauteile hohe Tragfähigkeiten erreichen können und gegenüber konventionell bewehrten Bauteilen ein verbessertes Rissverhalten und eine verbesserte Versagensvorankündigung aufweisen. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass die Tragfähigkeit von dünnwandigen, mikrobewehrten Bauteilen mit den aktuellen Berechnungsansätzen nach EC2+NA oder ACI 318 konservativ und damit auf der sicheren Seite liegend ermittelt werden kann.

Shear strength of thin-walled, micro-reinforced concrete members
Within the second funding period of the DFG Priority Programme 1542 “Concrete Light” investigations on the load-bearing behavior of “Ultra-lightweight, Thin-walled Tubular Concrete Members” are carried out at the IBMB, division of concrete construction of the TU Braunschweig. Due to the currently insufficient amount of investigations dealing with the shear strength of micro-reinforced concrete (ferrocement) members, fundamental studies had to be performed. These include experimental and theoretical investigations on the shear strength of profiled, thin-walled concrete beams with micro-reinforced webs. The performed tests showed the improved cracking behavior and failure notice of micro-reinforced specimens, when compared to conventionally reinforced specimens. Furthermore, the conservative and thus secure estimation of the shear strength of micro-reinforced beams using the design approaches provided by EC2+NA or ACI 318 is proven.

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