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Ernst & Sohn (Hrsg.) Sonderheft: Innovative Fassadentechnik 2015 - II Bautechnik 10/2015 1-84 Sonderheft

Kurzfassung

Moderne Fassaden erfüllen heute nicht nur grundlegende Aufgaben der Gebäudehülle wie Schutz und Optik, sondern übernehmen auch wichtige technische Funktionen. Viele Fassadensysteme, z.B. Glasfassaden, können sowohl durch solare Wärmegewinne zur Energieeinsparung beitragen, als auch mittels Sonnenschutzverglasung und Luftzirkulation zur Gebäudekühlung. Und während die Wärmedämmung in aller Munde ist, wird die Bedeutung der Fassade für den sommerlichen Wärmeschutz durch Komponenten für Lüftung und Kühlung eines Gebäudes im Sommer oft noch unterschätzt. Lichtlenkungssysteme reflektieren das natürliche Tageslicht und sparen Strom für künstliche Beleuchtung. Mit Solarmodulen ausgestattet, kann die Fassade aktiv Energie erzeugen und wird zum umweltfreundlichen Kraftwerk. Selbstreinigende Verglasungen können sich lohnen, denn sie verlängern die Intervalle bis zur nächsten Reinigung. Damit sich neue Fassaden langfristig rentieren, sollten Investoren auf Nachhaltigkeit bei Konzeption und Ausführung achten. Auch eine regelmäßige Wartung ist empfehlenswert, um Sanierungsintervalle zu verlängern und bei Instandsetzung und Renovierung keine böse Überraschung zu erleben.

Diese und weitere Themen werden im Special Innovative Fassadentechnik - dem zweiten in diesem Jahr - erörtert. In Fachbeiträgen informieren Experten über aktuelle Entwicklungen, Forschungsergebnisse, neue Normen und Richtlinien rund um die Gebäudehülle. Mit außergewöhnlichen Projekten und Visionen zeigen Architekten und Ingenieure das Potenzial von Fassadenkonstruktionen und -gestaltungen. Aktuelle Informationen über Produktentwicklungen der Hersteller runden das Heft ab. Materialien wie Glas, Textilien und Folien, Metall, Keramik, Ziegel, Solarmodule für die gebäudeintegrierte Photovoltaik sowie durchdachte Thermo- und Befestigungstechnik zeigen das breite Spektrum, mit dem die Schnittstelle zwischen innen und außen ausgestattet werden kann, um dem nachhaltigen Planen und Bauen zeitgemäßer Fassaden gerecht zu werden.

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Ernst & Sohn (Hrsg.) Sonderheft: Kindertagesstätten 2015 Bautechnik 10/2015 1-92 Sonderheft

Kurzfassung

Eine gute Kinderbetreuung und frühe Förderung für alle Kinder gehören zu den wichtigsten Zukunftsaufgaben in Deutschland. Jedes Kind ab dem vollendeten ersten Lebensjahr hat seit dem 1. August 2013 einen Rechtsanspruch auf einen Betreuungsplatz. Gemeinsames Ziel von Bund, Ländern und Kommunen ist es, bundesweit ein bedarfsgerechtes und qualitativ gutes Angebot an Betreuungsplätzen insbesondere für Kinder unter drei Jahren zu schaffen, denn noch bestehen nicht überall die entsprechenden baulichen, personellen und finanziellen Voraussetzungen. Nach Angaben des Deutschen Städte- und Gemeindebundes fehlen noch immer mehr als 130.000 Betreuungsplätze.

Für das Jahr 2016 stellt der Bund deshalb für die Errichtung von Betreuungsplätzen für Kinder unter drei Jahren einen zusätzlichen Betrag in Höhe von 230 Millionen Euro zur Verfügung. Das Bundesprogramm KitaPlus sieht weitere Mittel für den quantitativen und qualitativen Ausbau der Betreuungsangebote vor.

Für Kinder ist das Beste gerade gut genug ? nach diesem Grundsatz arbeiten Fachplaner und Architekten bundesweit an Projekten für den Neubau, den Umbau und die Sanierung von Kindertagesstätten. Es gibt wohl kaum eine anspruchsvollere, schönere und interessantere Bauaufgabe.

Das neue Sonderheft Kindertagesstätten informiert ausführlich und praxisnah über herausragende Beispiele aus Ingenieur- und Architekturbüros beim Neubau, beim Umbau und bei der Sanierung von Kindertagesstätten. Drei Objekte zeigen, wie Kindertagesstätten mit Familien- und Jugendzentren kombiniert werden können. Die Betriebskita im ThyssenKrupp Quartier Essen unterstützt den Forscherdrang der Kinder. Eine Kita in Berlin verfügt über ein Kinderbad. Ein Architekturbüro in Ulm entwickelte ein Modul zur schnellen und kostengünstigen Erweiterung von Kitas. Ein Vergleich von acht Passivhaus-Kitas in Hannover zeigt, dass auch Kitas durchaus energieeffizient sein können. In Rheinland-Pfalz gibt es sogar eine passivhauszertifizierte Kita. Weitere Themen sind Nachhaltigkeit, kindgerechtes Design, Sicherheit und natürlich kostengünstige Bauweisen.

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Wiggenhauser, Herbert; Niederleithinger, Ernst Editorial: Bautechnik 10/2015 Bautechnik 10/2015 675-676 Editorial

Kurzfassung

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Maierhofer, Christiane; Röllig, Mathias; Steinfurth, Henrik; Meinhardt, Jeannine; Arnold, Torsten Untersuchung sicherheitsrelevanter Ablösungen von Fassadenelementen mit aktiver Thermografie Bautechnik 10/2015 677-682 Aufsätze

Kurzfassung

Die Bewertung des Zustandes und der Haftung von Putz und Fassadenelementen auf den darunterliegenden Bauwerksstrukturen ist eine häufig auftretende Fragestellung bei der Erhaltung und Instandsetzung von Bauwerken und Baudenkmälern. Hier müssen nicht nur wirtschaftliche und denkmalpflegerische, sondern auch sicherheitsrelevante Aspekte berücksichtigt werden. Fehlstellen und Ablösungen können, auch wiederholend, mit hoher Nachweisempfindlichkeit mit aktiven Thermografieverfahren geortet und unter bestimmten Voraussetzungen quantitativ bewertet werden. Dazu wird der zu untersuchende Bereich zunächst kurzzeitig (mehrere Minuten lang) erwärmt und anschließend die Abkühlung mit einer Infrarotkamera aufgezeichnet. Systematische Untersuchungen an Probekörpern mit einer Vielzahl unterschiedlicher Fehlstellen unterhalb von Kalkputz, Fliesen und Klinkerriemchen zeigen, dass die Fehlstellen sowohl mittels künstlicher Erwärmung durch einen Infrarotstrahler als auch mittels natürlicher Erwärmung durch die Sonne detektiert und charakterisiert werden können.

Inspection of safety relevant delaminations of façade elements using active thermography
The evaluation of condition and adhesion of plaster and façade elements to the underlying building structure is a common issue in the maintenance and repair of buildings and monuments. Here not only economic and preservation, but also safety relevant aspects have to be considered. Voids and delaminations can be detected repeatedly with high sensitivity using active thermography methods. Under certain conditions, also a quantitative evaluation is possible. The area under investigation has to be heated up for a short time (up to several minutes). Subsequently, the cooling down is recorded using an infrared camera. Systematic studies on test specimens with a variety of defects below lime plaster, tiles and brick tiles show that the defects can be detected and even characterized both by means of artificial heating using an infrared heater, as well as by natural solar heating.

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Streusalz-Lagerhalle in Donauwörth Bautechnik 10/2015 682 Firmen und Verbände

Kurzfassung

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Dreßler, Inka; Wichmann, Hans-Joachim; Budelmann, Harald Korrosionsmonitoring von Stahlbetonbauwerken mit einem funkbasierten Drahtsensor Bautechnik 10/2015 683-687 Berichte

Kurzfassung

Im Rahmen eines AIF-Projekts wird derzeit am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig in Kooperation mit der Hertz Systemtechnik GmbH ein schnurloser Sensor entwickelt, der die Initialisierung der Bewehrungskorrosion bestimmen soll. Ziel ist es, einen möglichst kleinen und robusten Sensor zu entwickeln, der sich in die Betonüberdeckung eines Stahlbetonbauteils integrieren lässt. Durch die gewählte Sensorgeometrie kann das Fortschreiten der Depassivierungsfront (z. B. Carbonatisierung/kritischer Chloridgehalt) tiefengestaffelt überwacht werden. Der Sensor kann sowohl bei der Neuerstellung als auch für die nachträgliche Instrumentierung eines Bauwerks verwendet werden. Aufgrund der Vielzahl der möglichen Einsatzgebiete im Bereich der Überwachung von Neu- und Bestandsbauwerken - z. B. Parkhäuser, Brücken, etc. - kommt dieser Neuentwicklung des Sensors eine enorme volkswirtschaftliche Bedeutung zu.
Im Folgenden wird der Fokus auf den nachträglichen Einbau gelegt. Dabei ist es notwendig, eine Kernbohrung durchzuführen, um den Sensor in seine gewünschte Lokation zu bringen. Der Sensor wird mithilfe eines Verfüllmörtels an den umgebenden Beton angekoppelt. Die Eigenschaften des Verfüllmörtels sind hierbei ein entscheidender Faktor für die korrekte Funktion des Sensors. Dabei ist zu beachten, dass eventuelle Fehlstellen im Spalt zwischen Sensorhülle und Bohrlochwand die Transportwege von Schadstoffen erheblich beeinflussen und das Messergebnis verfälschen können. Um diesem Fehler vorzubeugen, wird eine in-situ-Überprüfung zur Fehlstellenfreiheit vorgesehen. Abschließend wird der Sensoreinbau an Probeobjekten vorgestellt.

Corrosion monitoring in reinforced concrete structures with an innovative rf-based sensor
The research-project carried out at the Institute for Building Materials, Concrete Construction and Fire Protection (iBMB) at Technische Universität Braunschweig, Germany and at Hertz-Systemtechnik, Germany focuses on the development of a wireless measurement system for corrosion monitoring. The measurement system detects the initiation of corrosion of reinforcement. The main goal is to develop a small and robust sensor that can be integrated into the cover-layer of reinforced concrete. Due to the chosen geometry of the sensor it is possible to detect the progress of the depassivation-front in staggered intervals of depth (e. g. carbonation/critical chloride concentration). The sensor can be applied to new-built and existing structures. There is a vast field of applications concerning new-built and existing structures such as car parks and bridges. Therefore the development of the sensor is high in demand to the national economy.
For the subsequent installation of the sensor it is necessary to carry out a core drilling to place the sensor in the final location. Afterwards it is indispensable to bind the sensor physically with the help of a grouting mortar to the perimeter of the drilling hole. Especially, the properties of the grouting mortar are extremely relevant since it is supposed to bridge the gap between the sensor and perimeter of the bore hole. In this context it needs to be considered that there might be voids in the grouting mortar which falsify the transport of harmful substances and consequently bias the measurement result. In order to prevent from this error it is necessary to provide methods to check on voids in-situ. Finally, the application of the sensor in an existing structure is presented.

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Richtigstellung zum Beitrag "Neubau der Rugenberger Schleuse" Bautechnik 10/2015 687 Erratum

Kurzfassung

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Schulte Holthausen, Robert; Thiele, Swantje; Conradt, Reinhard; Raupach, Michael; Weichold, Oliver Zerstörungsfreie Prüfung flammgespritzter Schutzschichten aus Glas für Beton - Erste Ergebnisse Bautechnik 10/2015 688-693 Berichte

Kurzfassung

Im Rahmen einer Kooperation der Institute für Bauforschung (ibac) und Gesteinshüttenkunde (GHI) der RWTH Aachen University werden die Technik zur Applikation sowie die Eigenschaften von flammgespritzten, nahtlosen Glasschichten auf Beton untersucht. Besondere Herausforderungen ergeben sich hierbei aus der Differenz zwischen der maximal verträglichen Temperatur des Betons und der Temperatur des aufgeschmolzenen Glaspulvers wie auch des hohen pH-Wertes der Beton-Porenlösung und der Alkalienbeständigkeit des Glases. In aktuellen Versuchen wird der Einfluss des Flammspritzens auf die Eigenschaften der Glasschichten und des unterliegenden Betons untersucht. Hierbei werden Haftzugprüfungen des Schichtaufbaus der Glasschichten und optische Analysen kombiniert, um Rückschlüsse sowohl auf die Struktur und Undurchlässigkeit der Glasschichten als auch auf die thermische Schädigung des Betons zu ermöglichen. Es wird ein Messverfahren auf Basis einseitiger Kernspinresonanz eingeführt, das zukünftig zur Charakterisierung der Betonschädigung dienen soll, ohne hierfür die untersuchte Probe zerstörend prüfen zu müssen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die applikationsbedingte thermische Schädigung des Betons zu einer teils stark verringerten Haftung der gespritzten Glasschichten führt. Diese Schädigung kann des Weiteren zerstörungsfrei mittels Kernspinresonanz qualitativ geprüft werden. Verschiedene Lösungsansätze zur Erzielung einer ausreichenden Haftung werden derzeit untersucht.

Non-destructive testing of seamless glass coatings on concrete applied by flamespraying - Preliminary results
As part of a research project at the Institutes of Building Materials Research (ibac) and Mineral Engineering (GHI) of RWTH Aachen University, a new application method by flame spraying for seamless glass coatings for the protection of concrete surfaces is being developed. A major challenge is the difference between the temperature resistance of concrete and the temperatures, necessary to melt glass powder. As part of the on-going work, the influence of the flame spaying technique on the concrete surfaces and the applied glass coating are investigated. Adhesion testing and microscopic imaging are combined to gain information on the concrete damage and the glass coatings structure. By using single-sided nuclear magnetic resonance, these properties are evaluated non-destructively as well. Results show that the application process so far leads to severe damage in the concretes surface, resulting in low adhesion. Similar information can be gained non-destructively by single-sided nuclear magnetic resonance.

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Beckhaus, Karsten; Heinzelmann, Harald Die Ultraschallintegritätsprüfung für Bohrpfähle - Eine Herausforderung für die zerstörungsfreie Prüfung im Spezialtiefbau Bautechnik 10/2015 694-701 Berichte

Kurzfassung

In den letzten Jahren hat die Nutzung zerstörungsfreier Prüfmethoden zur Qualitätssicherung im Spezialtiefbau zugenommen. Insbesondere für die Integritätsprüfung von Bohrpfählen fordern Auftraggeber vermehrt die Anwendung der Ultraschallmethode.
Die Herstellung von Pfählen wird von Spezialtiefbaufirmen unter Beachtung der etablierten technischen Regeln ausgeführt. Für die spätere Prüfung der Integrität dieser Bauteile mittels Ultraschall werden spezielle Messrohre zusammen mit dem Bewehrungskorb eingebaut. Nach dem Einbau, dem Erstarren und Erhärten des jungen Betons wird die Ultraschallprüfung ausgeführt. Bauer Spezialtiefbau hat in den letzten Jahren in vielen Projekten weltweit Erfahrungen mit der Anwendung dieses Prüfverfahrens gesammelt. Im Beitrag werden mögliche Fehlerquellen beim Einbau, bei der Messung und bei der Auswertung diskutiert sowie pragmatische Vorschläge zur Klassifizierung von Anomalien und auch zum gemeinsamen Vorgehen der Vertragspartner gemacht. Dabei wird vorausgesetzt, dass geringfügige Abweichungen vom absolut fehlerfreien Bauprodukt in einer industriellen Produktion von Bohrpfählen in natürlichem Baugrund grundsätzlich zu akzeptieren sind.
Unter allen Umständen muss dem vorgreifenden Qualitätsmanagement - in Form einer Wareneingangskontrolle, der Überwachung der Herstellung mit Kontrolle und Einhaltung von Grenzwerten einschließlich detaillierter Dokumentation und schriftlich bestätigter Nachweise - ein höheres Gewicht beigemessen werden als der Qualitätskontrolle nach der Herstellung. In keinem Fall darf eine in der Ultraschallüberprüfung erkannte “Anomalie” vorschnell einem Mangel gleichgesetzt werden.

Ultrasonic integrity testing for bored piles - A challenge for non-destructive testing
In recent years, the application of non-destructive testing in the field of special geotechnical works has grown. In particular for bored piles, clients specify ultrasonic integrity testing on a much more frequent basis.
Bored piles are executed by specialist contractors, in compliance with established technical standards. For preparation of ultrasonic integrity testing, pipes are installed on the reinforcement cage. After placement, setting and hardening of the concrete, the ultrasonic testing can be carried out. Within the last decade, Bauer Spezialtiefbau has experienced several such applications on construction sites worldwide. Key findings such as typical sources of mistakes during installation, testing, and evaluation are presented. A practical approach assists in classifying anomalies and shares responsibilities between contractual partners. It takes into account the fact that minor deviations from an absolute 'perfect product' must generally be accepted within an industrial production of bored piles in natural ground.
Quality assurance and management of the processes prior and parallel to the actual execution are to be preferred. Incoming material inspection, setting, checking and verifying limit values, detailed records and written approvals should be relied upon to a greater extent than post-construction quality control. Possible anomalies should never be assessed on the results of ultrasonic testing only.

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Meisel, Andreas; Wallner, Bernhard; Schickhofer, Gerhard Tragfähigkeit und Verformungsverhalten druckbeanspruchter Blattverbindungen Bautechnik 10/2015 702-715 Aufsätze

Kurzfassung

Blätter für Winkel- und Kreuzverbindungen sind wesentliche Bestandteile vieler zimmermannsmäßig errichteter Holztragwerke in Mitteleuropa. Die Anwendung dieser Verbindungen als statisch tragende Anschlüsse nach EN 1995-1-1 bedarf der Kenntnis ihrer Tragfähigkeit und ihres Verformungsverhaltens. In der Normung und Literatur fehlen hierzu Angaben.
Im vorliegenden Beitrag werden daher die Tragfähigkeit und das Verformungsverhalten von druckbeanspruchten Blättern (Winkelverbindungen, hier: Weißschwänze und Überblattungen) behandelt. Die Auswertung der Ergebnisse von 92 zerstörenden Prüfungen werden vorgestellt. Sowohl für die Bemessung dieser Verbindungen als auch für die Ermittlung der Federsteifigkeiten werden Berechnungsvorschläge angeführt.

Load-bearing capacity and load-bearing behaviour of lap joints loaded in compression
Angle and cross joints using laps are important members of a lot of roof structures erected by carpenters in central europe. The structural usage of these joints demands the knowledge of their load-bearing capacity and behaviour according to EN 1995-1-1. Therefore codes and literature lack information.
This contribution deals with the load-bearing capacity and behaviour of lap joints (as angle joints, here: dovetail lap joints and halved joints) loaded in compression. 92 tests were performed and analysed. Both proposals for the design and for the determination of the stiffnesses of these joints are given here.

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Hofmann, Reiner; Kuhlmann, Ulrike Näherungsverfahren für das Torsionsmoment aus Kippstabilisierung bei Brettschichtholzträgern Bautechnik 10/2015 716-724 Aufsätze

Kurzfassung

Während es für die Bemessung von Horizontalverbänden bekannte Ansätze für die Stabilisierungslasten gibt, wird das infolge Kippen im Trägerquerschnitt an der Gabellagerung entstehende Torsionsmoment, wenn überhaupt, nur sehr grob abgeschätzt. Zu dieser Thematik wurden umfangreiche numerische Untersuchungen an parallelgurtigen geraden Trägern, an parallelgurtigen Trägern mit angehobenem Untergurt und an Satteldach- und Fischbauchträgern mit und ohne seitliche Stützung des Druckgurts durch Horizontalverbände durchgeführt. Auf der Grundlage der durchgeführten Untersuchungen konnte ein Näherungsansatz für die Bestimmung des Torsionsmoments aus Kippstabilisierung erarbeitet werden. Der Schubspannungsnachweis kippgefährdeter Träger kann damit unter Berücksichtigung des Torsionsmoments aus Kippstabilisierung geführt werden, ohne dass die Schnittgrößen nach Biegetorsionstheorie II. Ordnung dafür bestimmt werden müssen.

A simplified design method for the torsional moment caused by stability effects of glued laminated timber beams
In contrast to stabilizing forces on horizontal bracing for the torsional moment caused by lateral torsional buckling of glued laminated timber beams in the cross section next to the support only a very rough estimation exists. Therefore a considerable number of numerical calculations have been realized for straight single span girders with parallel chords, for single span girders with raised lower chords and for saddle roof and fish-bellied girders with or without considering horizontal bracings supporting the upper chords of the girders. On the basis of the results of these studies a simplified design method for the torsional moment could be derived. Thereby the verification of shear considering the torsional moment caused by stability effects may be realized without using a calculation according to second order theory.

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Hofmann, Sascha; Wicke, Dorina; Cadez, Ivan Studie zur aktuellen Situation des Nachhaltigkeitsverständnisses in Bauunternehmen Bautechnik 10/2015 725-729 Berichte

Kurzfassung

Das Nachhaltigkeitsverständnis der deutschen Bau- und Immobilienwirtschaft konzentriert sich insbesondere auf das Gebäude und dessen Lebenszyklus. Als Entscheidungskriterium für die Auftragsvergabe von Bauleistungen sowie in den Geschäftsprozessen von Bauunternehmen ist Nachhaltigkeit bisher nicht von Bedeutung. Für die gesamtgesellschaftliche Nachhaltigkeitsentwicklung ist jedoch das Nachhaltigkeitsverständnis auch auf die Unternehmensebene auszuweiten. Unternehmerische Nachhaltigkeit beinhaltet die gleichrangige Berücksichtigung ökologischer, ökonomischer und soziokultureller Aspekte in den Geschäftsprozessen.
Wesentliche Ergebnisse der Studie sind, dass Nachhaltigkeit als Bestandteil der Unternehmensphilosophie und des strategischen Managements in Bauunternehmen gesehen, jedoch unterschiedlich umgesetzt wird. Bei der Umsetzung stehen soziokulturelle und ökologische Maßnahmen im Vordergrund; die ökonomische Bedeutung von Nachhaltigkeit als Wettbewerbsfaktor ist dagegen weniger ausgeprägt. Unternehmerischen und idealistischen Motiven für die Umsetzung der Nachhaltigkeit in Bauunternehmen stehen insbesondere hohe Kosten und ein hoher Personalaufwand sowie fehlende Kenntnisse über die Umsetzung und den Nutzen als wesentliche Hemmnisse gegenüber. Zur Steigerung des unternehmerischen Nachhaltigkeitsbewusstseins sollten daher sowohl die Verbesserung von Transparenz und Wissensvermittlung als auch die Entwicklung von geeigneten Instrumenten und Handlungsanweisungen angestrebt werden.

Survey of sustainability in construction companies
Sustainability in German construction mainly focuses on the building and its lifecycle. For a holistic sustainability approach corporate sustainability has to be considered in addition. This means implementation of environmental, social and economic aspects in business processes. Currently sustainability mainly remains unconsidered in construction companies in general as well as a decision criterion in construction tendering in specific.
The study reveals that corporate sustainability is gaining more and more importance in German construction industry but is operated in different ways. However, operational implementation mainly focuses on environmental and social aspects. Economic aspects as a competitive advantage remain unattended. Idealistic and corporate drivers for implementing sustainability in construction companies are opposed to barriers as limited capital and personal capacities as well as missing understanding. In order to improve a holistic sustainability approach increasing transparency, further understanding of corporate sustainability and appropriate measures for implementing and assessing corporate sustainability are of prime importance.

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Nerdinger, Winfried Frei Otto - Internationaler Repräsentant der deutschen Architektur Bautechnik 10/2015 730-732 Essay

Kurzfassung

Dieser Beitrag ist dem im März 2015 verstorbenen Frei Otto gewidmet. Der Artikel ist Teil einer dreigliedrigen Reihe, die das Wirken von Frei Otto im historischen Kontext verankert und die seine Bedeutung für aktuelle und zukünftige Forschungen und Entwicklungen aufzeigt.

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Bautechnik aktuell 10/2015 Bautechnik 10/2015 733-736 Bautechnik aktuell

Kurzfassung


Aus den Hochschulen:
Begeisternde Betonboote auf dem Beetzsee in Brandenburg

Firmen und Verbände: DBV-Heft 32 “Qualitätssicherung beim Planen und Bauen - Anforderungen und Empfehlungen” / DBV-Heft 35 “Korrosion der Bewehrung im Bereich von Trennrissen nach kurzzeitiger Chlorideinwirkung”

Auslobungen: Quarry Life Award 2015/2016 - Internationaler Forschungswettbewerb geht in die dritte Runde

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 10/2015 737-738 Veranstaltungskalender

Kurzfassung

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 Inhalt

Kurzfassung

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Bergmeister, Konrad Können wir das verantworten? Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 645 Editorial

Kurzfassung

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Unterbuchberger, Claudia; Müller, André Toleranzen und Vorhaltemaß der Betondeckung beim Nachweis der Feuerwiderstandsdauer im Massivbau Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 646-655 Fachthemen

Kurzfassung

Bezüglich des konstruktiven Brandschutznachweises von Stahl- und Spannbetonbauteilen ist die Betondeckung der Bewehrung eine der entscheidensten Einflussgrößen. Seit Längerem steht immer wieder die Frage im Raum, wie hinsichtlich dieses relevanten Parameters eine Gleichstellung zwischen Neu- und Bestandsbauten beim Nachweis der Feuerwiderstandsdauer erzielt werden kann. Während für Neubauten die Verwendung des Nennmaßes normativ eindeutig zugelassen ist, besteht im Bestand nicht selten die Notwendigkeit, den rechnerisch ansetzbaren Wert auf Basis von Betondeckungsmessungen zu definieren.
Mit dem Ziel, künftig ein vergleichbares Sicherheitsniveau zwischen neuen und bestehenden Bauwerken im Brandfall erreichen zu können, werden in diesem Beitrag sowohl Überlegungen zur Durchführung als auch zur statistischen Auswertung von Betondeckungsmessungen angestellt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die bauseitig unvermeidbaren Streuungen der Betondeckung und deren Auswirkungen auf die Feuerwiderstandsdauer verschiedener Bauteilarten gelegt. Beispiele aus der Praxis verdeutlichen die behandelte Thematik. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wird abschließend eine neue Vorgehensweise zur Festlegung der rechnerisch ansetzbaren Betondeckung für den Nachweis der Feuerwiderstandsdauer im Massivbau formuliert.

Concrete cover tolerances and allowance with regard to the fire resistance design of concrete structures
Regarding the fire resistance design of reinforced and prestressed concrete members the cover of reinforcement is one of the most important parameters. With reference to the chargeable concrete cover, the problem of how to ensure the same standards for new and existing buildings hasn't been solved so far. In contrast to historical buildings the use of the nominal dimension is undoubtedly normatively admitted for new constructions. However, the first-mentioned often require the interpretation of concrete cover measurements.
To guarantee a comparable safety level in future in case of fire between new and existing structures, this article deals with the realization and probabilistic assessment of the named measurements. Specific attention is given to the unavoidable statistical scattering and its effects on the fire safety of various structural member types. Practical examples visualize the treated subject. Based on the results gained from these investigations, a new approach is established to define the chargeable cover of reinforcement for the fire resistance design.

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Heek, Peter; Tkocz, Jasmin; Thiele, Catherina; Vitt, Gerhard; Mark, Peter Fasern unter Feuer - Bemessungshilfen für stahlfaserverstärkte Stahlbetondeckenplatten im Brandfall Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 656-671 Fachthemen

Kurzfassung

Bauteile des üblichen Hochbaus sind in der Regel als feuerwiderstandsfähig auszulegen. Die Bemessung im Brandfall erfolgt für Stahlbetonbauteile nach aktuellen Vorschriften, für stahlfaserverstärkte Stahlbetonbauteile existiert hingegen derzeit kein allgemeingültiges Bemessungskonzept. In der DAfStb-Richtlinie “Stahlfaserbeton” wird lediglich allgemein auf die Regelungen von DIN EN 1992-1-2 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-2/NA verwiesen. Im Beitrag werden die Ergebnisse von Brandversuchen an sechs Platten mit Betonstahlbewehrung, Stahlfasern oder Kombinationsbewehrung vorgestellt. Basierend auf experimentellen Daten werden der Einfluss variabler Stahlfasergehalte auf den Wärmetransport in Stahlbetonquerschnitten und das temperaturabhängige Trag- und Verformungsverhalten bei einseitiger Brandbeanspruchung untersucht. Die Aufbereitung der gewonnenen Erkenntnisse erfolgt im Rahmen eines Bemessungshilfsmittels, welches eine Beurteilung der Restbiegetragfähigkeit von stahlfaserverstärkten Stahlbetonquerschnitten nach 90-minütiger Brandbeanspruchung (R90) erlaubt. Ein Beispiel zeigt die praktische Anwendung.

Fibres on Fire - Design Charts for Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs subjected to elevated temperatures
In general, common structural design has to consider elevated temperatures due to fire. Thereby, cross-sectional design of reinforced concrete takes place w.r.t. valid standards whereas in presence of steel fibres no standardized approach is available so far. In this case the DAfStb-Guideline “Stahlfaserbeton” only refers generally to DIN EN 1992-1-2 in conjunction with DIN EN 1992-1-2/NA. Based on experimental data of reinforced concrete slabs containing variable amounts of steel fibres the influence of fibres on both, the heat transmission of concrete and the temperature dependent load-deformation behaviour are investigated here. Results of experimental and theoretical analysis are used to provide a design chart allowing for the assessment of load bearing capacities of steel fibre reinforced concrete cross sections subjected to elevated temperatures (R90). An example shows the practical application.

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Kläranlage in Grevenmacher, Luxemburg Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 671 Aktuell

Kurzfassung

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Herrmann, Michael; Sobek, Werner Gradientenbeton - Numerische Entwurfsmethoden und experimentelle Untersuchung gewichtsoptimierter Bauteile Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 672-686 Fachthemen

Kurzfassung

Die Gradierung von Betonbauteilen durch eine kontinuierliche Veränderung von Materialeigenschaften wie Porosität, Festigkeit oder Steifigkeit in bis zu drei Raumrichtungen ermöglicht eine Anpassung des Bauteilinneren an das vorherrschende statische oder bauphysikalische Anforderungsprofil. Diese Anpassung kann zur Massenminimierung und zur Erzielung multifunktionaler Eigenschaften eingesetzt werden. Numerische Entwurfsmethoden liefern das Gradientenlayout, welches als digitaler Bauplan für diese Bauteile dient.
Im vorliegenden Artikel werden Versuche an gradierten Balken im Originalmaßstab beschrieben. Sie erlauben eine Aussage über das Tragverhalten sowie das Masseneinsparpotenzial gradierter Betonbauteile im Vergleich zu Bauteilen aus Normalbeton. Anschließend werden die Versuchsergebnisse mithilfe numerischer Simulationen nachvollzogen. Die so kalibrierten Modelle bilden die Ausgangsbasis für die Entwicklung numerischer Entwurfsmethoden, die auf einem Topologieoptimierungsansatz basieren.

Functionally Graded Concrete - Numerical Design Methods and experimental studies on mass minimized components
Functional gradation of precast elements makes it possible to align the internal composition of structural components with the specified structural and thermal performance requirements by continuously altering the characteristics of the material, including its porosity, strength or rigidity, in up to three spatial dimensions. This principle can be applied to minimise the mass of the element and to create multi-functional properties. Numerical design methods are used to develop the gradation layout that serves as a digital blueprint for such components.
This paper describes true-to-scale tests performed on functionally graded beams. These tests make it possible to derive conclusions with respect to the elements' structural behaviour as well as weight savings that can potentially be achieved compared to structural components made from normal concrete. Test results are subsequently replicated by numerical simulations. The models calibrated in this step establish the basis to develop numerical design methods that rely on the principle of topology optimization.

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Zementmarkt 2015: Verbrauch in Deutschland unter Vorjahresniveau erwartet Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 686 Aktuell

Kurzfassung

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Theiler, Werner; Reicht, Oliver; Tue, Nguyen Viet Auswirkungen von Unebenheiten bei trockenen Druckverbindungen von Betonbauteilen Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 687-698 Fachthemen

Kurzfassung

Hochfeste und ultrahochfeste Betone werden häufig in modularen Konstruktionen eingesetzt. Durch eine trockene Fuge kann der Bauablauf beschleunigt und dadurch die Wirtschaftlichkeit eines Projekts gesteigert werden. Durch Ungenauigkeiten in solchen Stoßfugen erfährt die Konstruktion zusätzliche Beanspruchungen. Anhand der Beispiele von ebenen Wandscheiben und Kreisringelementen wird der Einfluss von imperfekten glatten trockenen Fugen auf die Spannungsverteilung und -entwicklung im Bauteil diskutiert. Als Belastung wird eine gleichmäßig verteilte Druckspannung quer zur Stoßfuge im Regelbereich der Bauteile berücksichtigt. In der Praxis ist dieser Lastfall bei modularen Konstruktionen meist durch Vorspannung gegeben. Um das Verhalten der Bauteile unter solchen Randbedingungen beschreiben zu können, wurden FEM-Berechnungen angestellt. Die Darstellung ausgewählter Ergebnisse zeigt, dass allgemeine Aussagen zum Verhalten solcher Fügungen nicht möglich sind. Für eine Beurteilung des Effekts von Unebenheiten in glatten trockenen Fugen muss der Sachverhalt auf eine konkrete Aufgabenstellung beschränkt werden.

Imperfect Plane Dry Joints under Pressure
High performance and ultra-high performance concrete are commonly used in modular constructions. By using dry joints the construction progress can be accelerated. Thus the project can be more efficient. Due to unevenness in plane dry joints additional stress occurs. On the example of wall panels and circular ring shaped elements the effect on stress distribution and stress development in the concrete member because of plane dry joints with undulations are discussed. The elements are loaded by a uniform distributed compressive stress in the undisturbed regions perpendicular to the joint. This is a common load case due to prestressing in modular constructions. To discuss the behavior of concrete members under such conditions a FEM simulation is used. On specific results it is shown that no general statement can be done for such uneven connections. The effect of imperfect plane dry joints can only be assessed on case studies.

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Betontrennmittel und Umwelt Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 698 Aktuell

Kurzfassung

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von der Haar, Christoph; Hümme, Julian; Marx, Steffen; Lohaus, Ludger Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten eines höherfesten Normalbetons Beton- und Stahlbetonbau 10/2015 699-709 Fachthemen

Kurzfassung

Die Betonermüdung gewinnt vor dem Hintergrund stetiger Weiterentwicklung im Betonbau neue Relevanz. Moderne Betone erreichen immer höhere Festigkeiten, wodurch die Betonbauweise an Attraktivität für neue Einsatzgebiete, wie Onshore- und Offshore-Windenergieanlagen, gewinnt. Die Betonermüdung hat für diese zyklisch belasteten Konstruktionen eine besondere Bedeutung. Die Kenntnis von Bruchlastwechselzahlen ist für die Auslegung solcher Konstruktionen nicht mehr ausreichend. Es ergeben sich weiterführende Fragestellungen zur Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und zu kombinierter Beanspruchung aus Ermüdungsbelastung und maritimen Umgebungsbedingungen, die mithilfe neuer Untersuchungsmethoden im Rahmen des Forschungsprojekts “ProBeton” an der Leibniz Universität Hannover erforscht werden. Hier wird über erste Forschungsergebnisse aus diesem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsprojekt berichtet.
Investigations on the fatigue behavior of normal-strength concrete
The fatigue behavior of concrete is gaining new relevance in context of continuous development in concrete constructions. Modern concretes achieve constantly higher strengths; hence concrete constructions become more and more attractive for new fields of applications like onshore and offshore wind turbines. The fatigue of concrete is of special significance for this type of cyclic loaded constructions. The knowledge of the load cycles to failure is no longer sufficient for the design. There are further questions related to strain and stiffness development and combination of fatigue loading and marine environmental conditions, which are investigated at Leibniz Universität Hannover within the research project “ProBeton”. First results of this research project, which is supported by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy, are presented here.

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