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Autor(en) Titel Zeitschrift Ausgabe Seite Rubrik
Taffe, Alexander Mind the Gap! Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 443 Editorial

Kurzfassung

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Diersch, Norman; Kind, Thomas; Taffe, Alexander; Kurz, Jochen Untersuchung vorgespannter Brückenplatten unter Verkehr mit zerstörungsfreien Prüfverfahren Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 444-452 Fachthemen

Kurzfassung

Der Untersuchung von vorgespannten Brückenplatten bzw. Fahrbahnplatten kommt angesichts ihrer direkten Belastung durch Verkehr und der Gefahr durch Tausalzeintrag infolge von Schäden an der Abdichtung eine tragende Rolle bei der Planung von Instandsetzungsarbeiten zu. Da diese Bauteile direkt befahren werden, ist der Einsatz zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfPBau-Verfahren) sinnvoll, wobei deren Anwendung nur einen begrenzten Eingriff in den Verkehr verursachen sollte. In diesem Beitrag werden neben dem großflächigen Einsatz von Radar von der Brückenoberseite aus, d. h. durch den Fahrbahnbelag hindurch, Detailuntersuchungen von der Brückenunterseite mithilfe von Bauwerkscannern beschrieben. Diese Scanner verwenden sowohl Radar als auch Ultraschall mit ihren komplementären Verfahrenseigenschaften, wobei deren Möglichkeiten und Grenzen aufgezeigt werden. Abschließend wird eine Strategie zur Kombination von ZfPBau-Verfahren sowie deren gezielter großflächiger Einsatz in Abgrenzung zu kleinflächigen Detailuntersuchungen beschrieben.

Investigation of prestressed bridgedecks under traffic using non-destructive-testing methods
The investigations of pre-stressed bridge decks and carriageway slabs, considering their direct exposure to traffic and threat of ingress of de-icing salt as a result of damage of the seal, plays a major role in the planning of repair work. Since these building elements are driven directly, the usage of non-destructive testing (NDT methods) is useful where the application should cause only a limited intervention into traffic. In this paper, in addition to the large-scale measurements with radar from the outer side of the bridge, which is through the road surface, detailed studies of the bridge base with the help of on-site scanners are described. These scanners use radar and ultrasonic with their complementary properties. The possibilities and limitations are discussed here. Finally, a strategy for combining NDT methods and their specific large-scale applications in a distinction to small-scale detailed studies is described.

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Sodeikat, Christian; Knab, Franz Aufnahme von historischen Deckensystemen mit verschiedenen Methoden der zerstörungsfreien Prüfung ZfP Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 453-462 Fachthemen

Kurzfassung

Untersuchungen an historischen Bauwerken im Bestand erlangen zunehmende Bedeutung. Zerstörungsfreie Prüfverfahren können dabei eine äußerst leistungsfähige Alternative bzw. Ergänzung zu konventionellen zerstörenden Prüfungen darstellen. Für die Untersuchung und Beurteilung von Bestandsbauwerken, insbesondere historischen Decken, sind sie häufig das einzige Mittel, um benötigte Informationen zu gewinnen. Die erzielbare Informationsdichte ist dabei konkurrenzlos hoch. Der Einsatz von ZfP muss sorgfältig vorbereitet werden. Vor Beginn der Untersuchungen sollten mit dem Auftraggeber die Zielsetzung klar definiert werden und die Randbedingungen abgeklärt sein.
Der vorliegende Beitrag stellt drei gängige Methoden der ZfP, die Ultraschallecho-Prüfung, das Georadar-Verfahren und die Untersuchung mit einem Bewehrungsscanner, sowie die Endoskopie als wichtiges begleitendes Verfahren kurz vor und gibt Hinweise zu deren Verwendung und Anwendungsgrenzen bei der Untersuchung historischer Deckensysteme. Die praktischen Einsatzmöglichkeiten werden anhand von Beispielen gezeigt. Die verschiedenen Methoden der ZfP sind je nach Aufgabenstellung nicht immer gleich gut geeignet. Oft ist eine Kombination von Messverfahren sinnvoll oder erforderlich. Auch ist die Interpretation der Messergebnisse nicht immer einfach. Die Wahl des oder der geeigneten Untersuchungsverfahren und die spätere Auswertung der Ergebnisse erfordern viel Erfahrung. Vor dem Einsatz von Prüfgeräten durch unerfahrenes Prüfpersonal kann nur gewarnt werden, insbesondere wenn die Ergebnisse vom Gerät fertig analysiert geliefert werden und die zwischenzeitlichen Bearbeitungsschritte ähnlich einer Black Box unsichtbar bleiben.

Examination of historical ceiling systems by non-destructive testing methods
Examinations of existing historical buildings become more and more important. Non-destructive testing methods are a very powerful alternative or addition to destructive tests. Frequently they are essential for examination and assessment of existing structures, especially historical ceilings, to get the required information. The achievable density of information is unrivalled. Usage of non-destructive testing methods has to be prepared properly. Before starting tests, the task of the examination should be defined clearly and boundary conditions should be clarified.
The article on hand presents three non-destructive testing methods, each important for examination of historical ceiling systems: ultrasonic echo technique, ground radar and measurement by reinforcement scanner. In addition endoscopy is covered as an important supporting tool for non-destructive testing. Usage and limitations of the methods are shown, examples are given. Depending on task, not every method is suitable. Often a combination of non-destructive testing methods is useful or even necessary. Interpretation of the results is not always simple as well. Hence selection of method and interpretation of results need experience. The usage of testing devices by unexperienced personnel is strictly not advisable, especially if the devices provide finally analyzed results without revealing details of the processing similar to a black box.

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Gläser, Christian; Brand, Werner; Kuhn, Eric; Mack, Thomas Prüfung, Überwachung und Wartung von Litzenbündelseilen - Am Beispiel der Elbebrücke Schönebeck Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 463-472 Fachthemen

Kurzfassung

Litzenbündelseile für Schrägseilbrücken stellen eine wartungsfreundliche Bauweise dar, welche bei der Elbebrücke Schönebeck beispielhaft eingesetzt wurde. Nach abgeschlossenem Seileinbau wurden verschiedene Prüfungen durchgeführt, die zum Teil durch die Ausschreibung als Abnahmeprüfung gefordert waren oder zum anderen Teil als Referenzmessungen für zukünftige Bauwerksprüfungen dienen.
Zur Seilkraftbestimmung kamen Schwingungsmessungen zur Anwendung, die unter besonderer Berücksichtigung der Biegesteifigkeit ausgewertet wurden. Die Schwingungsmessungen wurden auch hinsichtlich des Dämpfungsverhaltens der Seile ausgewertet. Für eine einfache Kraftmessung während üblicher Hauptprüfungen wurden auch elektromagnetische Kraftmesssensoren eingebaut.
Zur Detektion möglicher Drahtbrüche außerhalb der Verankerungen wurde ein eigens für Litzenbündelseile konzipiertes Prüfgerät eingesetzt, das durch um den Seilumfang angeordnete Magnetisierungsspulen auch bei den relativ kleinen Hüllrohrfüllungsgraden eine volle Magnetisierung und damit eine Ortung von Spannstahlbrüchen auch im Seilinnern zulässt.

Testing, Monitoring and Maintenance of Parallel Strand Cables - Example: Elbe Bridge Schoenebeck
Parallel strand cables for cable stayed bridges are easy to monitor which is verified on the Elbe Bridge Schoenebeck. After cable installation, several tests were carried out that were partly required as a verification test by the bidding procedure and partly used as reference measurements for future structure inspections.
Vibration measurements that were evaluated while specifically taking into account bending stiffness were used to determine stay cable forces. The vibration measurements were also evaluated with regard to the damping behavior of the stays. Elastomagnetic force sensors were also installed to permit easy force measurement during detailed inspection.
A testing device that had been especially designed for parallel strand cables was used for detecting possible wire fractures outside of the anchorages. Thanks to magnetizing coils that are placed around the stay cable circumference, this testing device permits full magnetization even for relatively small duct filling levels and thus also ensures a detection of prestressing steel fractures within the cable.

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Urban, Susanne; Wagner, Richard; Strauss, Alfred; Dallinger, Sonja; Reiterer, Michael; Dehlinger, Christian; Bergmeister, Konrad Monitoring des realen Grades der Ermüdungsschädigung in Betonstrukturen - Forschungsprojekt MOSES Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 473-485 Fachthemen

Kurzfassung

Nach den heutigen aktuell gültigen Normen und Vorschriften (z. B. CEB-FIP-Model Code 2010 [1]) werden für den Ermüdungsnachweis und auch für die Bestimmung des Schädigungsgrades von Betonbauteilen Lastzyklen gezählt und lineare Schadens-Akkumulations-Hypothesen angewandt. Die so gewonnenen Ergebnisse entsprechen nicht der Realität, da Beton ein sehr stark nicht lineares Verhalten aufweist. Ein Weg, diese Ergebnisse zu verbessern, ist die Anwendung von Monitoring, um die Veränderung in der inneren Struktur des Betons mittels eines lastunabhängigen Messverfahrens überwachen zu können. In diesem Artikel wird ein Monitoring-Konzept vorgestellt, mit welchem es möglich ist, diese Ziele zu verwirklichen. Die zugehörigen Laborversuche wurden bereits in [2] beschrieben. Nun folgt deren tiefergehende Auswertung. Am Ende dieses Artikels werden dynamische Tests an vorgespannten Monoblockschwellen gezeigt. Diese wurden mithilfe des im Rahmen dieser Veröffentlichung beschriebenen Monitoring-Konzepts überwacht. Die dadurch erhaltenen Sensormesswerte wurden mit einer numerisch nichtlinearen Simulation der Schwelle korreliert.

Monitoring of the real degree of Fatigue deterioration within concrete structures - Research Project MOSES
According to actual codes and regulations (e.g. CEB-FIP-Model Code 2010 [1]) the verification concept for fatigue and the determination of the real degree of deterioration of Concrete structures is based on counted load cycles and the linear Palmgren-Miner summation. The results gained in this manner will never depict the reality because of the not considered heavily non-linear behavior of concrete. A way to improve the results is the application of monitoring sensors, which are able to image the changes in the inner part of the concrete matrix independently from applied loads. In this article a monitoring concept will be proposed which can achieve these objectives. The laboratory tests are already described in [2] and now a deeper assessment of the measured results will be made. At the end of this article dynamic tests with prestressed railway sleepers and mounted monitoring system are presented. The measurement data of the sensors will be correlated with results of a numerical nonlinear simulation of the sleeper.

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Geier, Roman; Mack, Thomas; Krebes, Erich Monitoring der Seitenhafenbrücke in Wien Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 486-495 Berichte

Kurzfassung

In den letzten Jahren wurden, aufgrund der zahlreichen Vorteile integraler Brücken über den Lebenszyklus, vermehrt lager- und fugenlose Brücken geplant und errichtet. Die Akzeptanz seitens der Bauherren gegenüber diesem Brückentyp ist inzwischen auch bei größeren Tragwerkslängen bis 100 m durchaus gegeben. Bei zunehmender Länge haben jedoch Langzeiteffekte sowie Temperaturschwankungen deutliche Auswirkungen auf die Bewegungen und damit die Boden-Bauwerks-Interaktion, die für ein langes integrales Bauwerk bemessungsrelevant sein können.
Die in diesem Bericht präsentierte Seitenhafenbrücke in Wien ist die aktuell längste integrale Brücke in Österreich. Aufgrund einer Gesamtlänge von rund 130 m sowie einiger bautechnischer Besonderheiten wurde vom Bauherren ein umfangreiches Monitoringsystem zur Überwachung des Bauwerksverhaltens ausgeschrieben und eingebaut. Dieses nimmt seit der Eröffnung des Bauwerks im November 2011 unterbrechungsfrei Messdaten auf.
Es werden dauerhaft die Temperaturen und die Bauwerksbewegungen wie Durchbiegungen, Neigungen, Längenänderungen und der Erddruck am Widerlager gemessen. Die Daten werden laufend ausgewertet und in Berichten für den Bauherren im Vergleich zu den Annahmen der statischen Berechnung zusammengefasst, um Aufschluss über das tatsächliche Bauwerksverhalten zu geben.

Monitoring of the Seitenhafenbridge in Vienna
More and more bridges without bearings and expansion joints have been designed and built in recent years as a result of the numerous advantages which integral bridges have all through their life cycle. This type of a bridge with larger load bearing structures not exceeding 100 m has been accepted meanwhile also by clients. With increasing length however, temperature variations have significant effects on the movements and thus on the soil-structure interaction which, when we speak about a long integral construction, is relevant in terms of design.
The Seitenhafenbridge in Vienna presented in this article is currently the longest integral bridge in Austria. Having regard to its total length of about 130 meters, the client requested and installed a complex system for the monitoring of the movements of the construction. This system is gathering measuring data since opening of the bridge in November 2011 without any interruptions.
The monitoring system constantly measures the temperatures and the movements of the construction, like for example deflection, inclination, length variation and earth pressure at the abutment. The data are continuously assessed and summed up in intermediary reports for the client in order to provide an overview on the actual behaviour of the structure.

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Bastert, Heinrich; Taffe, Alexander; Willmes, Michael Zerstörungsfreie Prüfverfahren in der Praxis - Möglichkeiten und Grenzen - Neues DBV-Merkblatt zur Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren im Bauwesen Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 496-499 Berichte

Kurzfassung

Die zerstörungsfreien Prüfverfahren finden im Bauwesen (ZfPBau) zunehmend Anwendung und gewinnen dort an Bedeutung. Beim Bauen im Bestand sind ZfPBau-Verfahren Werkzeuge zur Zustandsanalyse der vorhandenen Bausubstanz und ermöglichen zudem substanzschonende Probenahmen, schadensfreie Kernbohrungen oder gezielte Bauteilöffnungen. Sie unterstützen die Planung und Ausführung von Instandsetzungen und führen beim Neubau zum Nachweis der Ausführungsqualität. Bei Bauherren, Planern und Bauausführenden ist daher ein zunehmender Informationsbedarf hinsichtlich der richtigen Anwendung von ZfPBau-Verfahren und Formulierung zuverlässiger Prüfaussagen zu verzeichnen. Die verfügbare Fachliteratur ist jedoch überwiegend verfahrensbezogen strukturiert, häufig mit technisch-wissenschaftlichen Schwerpunkten.

Practical application of Non-destructive Testing - Strength and Limitations
Non-destructive testing (NDT) is commonly used in civil engineering with increasing importance. Several analysis techniques offer new options to analyse the structure of existing buildings as well as testing in a material protecting way. Non-destructive testing in civil engineering (NDT-CE) supports the design of structural repair or is used to verify the quality of structural components. Customers, designers, and contractors need information how NDT-methods are used in the right way. This report gives an overview on non-destructive testing methods as applied to civil engineering from the point of view of the required inspection or test task. The bases of NDT-CE methods are briefly described without particular reference to physical principles. The alternatives to and limitations of using non-destructive testing methods for assessing structures are addressed in the explanation of suitable testing methods for special inspections.

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Niederleithinger, Ernst DGZfP-Merkblatt B08 zur seismischen Baugrunderkundung - Informationen zu Verfahren, Einsatzbereichen, Beauftragung und Qualitätssicherung Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 500-502 Berichte

Kurzfassung

Seismische Methoden, die mithilfe elastischer Wellen Informationen über den Untergrund liefern, spielen in der Baugrunderkundung eine immer größere Rolle. Die einschlägigen Regelwerke weisen zwar auf diese Methoden hin, geben aber keine näheren Hinweise zu Methodenauswahl oder Einsatzbereichen. Das neue Merkblatt B08 “Seismische Baugrunderkundung”, das seit Kurzem bei der DGZfP (Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung) online und gedruckt auf Deutsch und Englisch erhältlich ist, will diese Lücke schließen. Die Grundlagen der Seismik werden kurz und knapp beschrieben, ebenso wie die zahlreichen Einzelmethoden mit ihren Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen. Dabei wird sowohl auf Anwendungen von der Erdoberfläche aus wie auch auf Bohrlochmethoden und Offshore-Techniken eingegangen. Eine Applikationsmatrix hilft bei der Methodenauswahl. Hinweise zu Ausschreibungen fehlen ebenso wenig wie Maßnahmen zur Qualitätssicherung. Das Merkblatt richtet sich an alle, die seismische Messungen zur Baugrunderkundung ausschreiben oder anbieten bzw. mit den Ergebnissen arbeiten.

DGZfP recommendations for seismic site characterization
Information on methods, applications, contracting and quality assurance: Seismic methods, which are acquiring information about the subsurface using elastic waves, are more and more used in site investigation. These techniques and their fields of application are mentioned in standards and regulations but not described or explained in detail. The new guideline B08 ”Site Investigation by Seismic methods" has been published by DGZFP (German Society for Non-Destructive Testing) recently and is available in print and online in German and English. Basic concepts of seismic exploration are described shortly as well as the numerous techniques including fields of application and limitations. This includes surface, borehole and offshore methods. Hints on fields of application are given in a matrix like structure. Comments on tendering and bidding are included as well as measures for quality assurance. This guideline is for all, who need or offer geophysical services.

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Kraftwerksblock in Jaworzno Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 502 Aktuell

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Mayer, Till Felix Elektrochemische Potentialmessungen zum Auffinden von Bewehrungskorrosion - Neufassung des Merkblatts B3 der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung DGZfP Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 503-504 Berichte

Kurzfassung

Seit Erscheinen der ersten Ausgabe des Merkblatts B3 der DGZfP im Jahre 1990 hat sich die Potentialfeldmessung als Standardverfahren zum Auffinden von Bewehrungskorrosion im Rahmen von Zustandserfassungen und Instandsetzungsplanungen etabliert. Im Jahr 2014 erscheint eine überarbeitete Fassung des Merkblatts, die sich zum Ziel gesetzt hat, durch Konkretisierung der Anforderungen an die Qualifikation des Prüfpersonals, die Ausschreibung, Durchführung und Interpretation der Messungen eine Vergleichmäßigung der Qualität durchgeführter Potentialfeldmessungen zu erreichen. Wesentliche Neuerungen gegenüber früheren Fassungen des Merkblatts werden im Folgenden kurz dargestellt.

Electrochemical half-cell potential measurements for the detection of reinforcement corrosion - New version of the bulletin B3 of the German Society for Non-destructive Testing DGZfP
Since the publication of the first version of the bulletin in 1990 half-cell potential measurement has been established as a standard test method to detect reinforcement corrosion. In 2014 a new version of the bulletin will be published. Some of the main differences with respect to the former versions will briefly be presented in this paper.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 7/2014 Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 505-512 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Nachrichten:
Wichtige Bauobjekte im Fokus der Ingenieurkammern / Architekturpreis Beton 2014 entschieden - mit Schwerpunkten in Berlin und München / Besser zu viert als alleine: Gemeinsam vertreten vier deutsche Betonverbände mit einer Stimme die Interessen des Betonfertigteilbaus in Europa - weitere “Mitstreiter” sind willkommen! / Mehr als 2000 Teilnehmer bildeten sich weiter / Die Lange Nacht der Wissenschaften / Naturschutzvorgaben bestimmen Großbaumaßnahmen am und im Wasser / Beton - Entwicklungen und Tendenzen / Geotechnik-Kolloquium 2015 in Darmstadt: Call for Papers

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Beton- und Stahlbetonbau 7/2014 513-514 Veranstaltungskalender

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Inhalt: Stahlbau 7/2014 Stahlbau 7/2014 Inhalt

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Nüsse , Gregor; Feldmann, Markus Forschungscluster Nachhaltigkeit von Stahl im Bauwesen Stahlbau 7/2014 427-428 Editorial

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Stroetmann, Richard; Podgorski, Christine; Mensinger, Martin; Huang, Li; Eisele, Johann; Trautmann, Benjamin; Feldmann, Markus; Pyschny, Dominik; Lingnau, Volker; Kokot, Katharina; Zink, Klaus J.; Baudach, Tino Ganzheitliche Planung nachhaltiger Bürogebäude in Stahl- und Verbundbauweise Stahlbau 7/2014 429-440 Fachthemen

Kurzfassung

Im folgenden Beitrag wird eine Übersicht über Inhalte und Ergebnisse des interdisziplinären Forschungsprojektes FOSTA P881 “Nachhaltige Büro- und Verwaltungsgebäude in Stahl- und Stahlverbundbauweise“ [1] gegeben. Ausgangspunkt sind soziokulturelle und soziotechnische Untersuchungen zur zukünftigen Entwicklung von Büroarbeitswelten und Beobachtungen des Immobilienmarktes. Aus diesen werden strukturelle Anforderungen zur Schaffung flexibler Gebäudestrukturen abgeleitet, die Änderungen der Büroorganisationsformen mit geringen Eingriffen erlauben. Zur Bewertung der ökonomischen Nachhaltigkeit werden neben den Kosten im Lebenszyklus die Wertstabilität und der ökonomische Nutzen flexibler Bürogebäude berücksichtigt. Grundlage für den Entwurf von Deckensystemen und Stützen unter Nachhaltigkeitskriterien sind die Ergebnisse aus Parameterstudien, bei denen Bauprinzipien, Bauteilausbildung und Werkstoffe, Rastermaße und Spannweiten variiert und vorteilhafte Lösungen herausgearbeitet wurden. Als ein Hilfsmittel für die Planung steht ein umfangreicher Bauteilkatalog zur Verfügung, der im Rahmen des Forschungsprojektes erarbeitet wurde. Im Fokus der Untersuchung zu den Fassadenkonstruktionen stehen vorgehängte hinterlüftete Fassaden und Wärmedämmverbundkonstruktionen, für die z. B. graue Energie und Wärmedurchgang in Relation gesetzt werden. Es wird ein neu entwickeltes CAD-basiertes Softwaretool vorgestellt, das einen genetischen Algorithmus zur Tragwerksoptimierung nutzt und den Entwurf unter Nachhaltigkeitskriterien in Sekundenschnelle ermöglicht.

Holistic planning of sustainable office buildings in steel and composite construction.
In this paper, an overview of the contents and results of the interdisciplinary research project FOSTA P881 “Sustainable office and administration buildings in steel and steel composite construction“ [1] is given. Socio-cultural and socio-technical studies on the future development of office work environments and observations in the real estate market are the starting point of the research. From these studies, structural requirements are derived for the design of adaptable building structures that allow changing the office organisation form with little modifications. Besides the life cycle costs, the value retention and the economic benefits of adaptable office buildings are considered in the evaluation of the economic sustainability. The results of parameter studies, in which the structural system and grid dimensions of the building as well as forms, dimension and material qualities of structural components were varied, serve as a basis for the design of slab systems and columns considering defined sustainability criteria. The parameter studies were also used to elaborate advantageous solutions. As a part of the research project, an extensive component catalogue was developed, which may be used for the planning of sustainable office buildings. The investigations considering the façade structures focus on ventilated rainscreen cladding façade and external thermal insulation composite systems, in which, for example, the embodied energy and the heat transfer are set in relation. In addition, a newly developed CAD-based software tool is presented, which uses a genetic algorithm for the structural optimisation and yields the optimum structural design within seconds.

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Ungermann, Dieter; Patschin, Alena; Pätzold, Anja; Preckwinkel, Eva; Floerke, Paul; Weiß, Sonja; Gralla, Mike; Brandt, Tim; Ummenhofer, Thomas; Hermann, Manfred; Zinke, Tim; Herrmann, Christoph; Dettmer, Tina; Tichelmann, Karsten Ulrich; Ziegler, Bastian Integrale Analyse von Bestandsbaumaßnahmen und vergleichende Nachhaltigkeitsbewertung - Exemplarische Betrachtung des Physikgebäudes der TU Dortmund Stahlbau 7/2014 441-451 Fachthemen

Kurzfassung

Bauen im Bestand beschreibt im Allgemeinen die Verdichtung, Modernisierung und Sanierung von bestehenden Gebäuden. Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit liegt der Schwerpunkt des Bauens der nächsten Jahrzehnte im Bestand. Hierbei ergeben sich große Chancen für den Stahl(leicht)bau, die im Rahmen der vorgestellten Forschungsergebnisse aufgezeigt werden. Die interdisziplinäre Planung von Gebäudeerweiterungen in Form von Aufstockungen aus Stahl erfolgt für ausgewählte, repräsentative Referenzgebäude und liefert eine Basis für weitere, allgemeine Erkenntnisse zum Bauen im Bestand unter Berücksichtigung von stadtplanerischen und architektonischen sowie bauphysikalischen Aspekten, statisch-konstruktiven Anforderungen, des Baubetriebs, der Immobilienbewertung und lebenszyklusübergreifenden Nachhaltigkeitsbewertungen. Im Ergebnis liegen erstmalig detaillierte Ökobilanzergebnisse für spezifische Bestandsbaumaßnahmen vor, die eine Vorteilhaftigkeit gegenüber Abriss und Neubau ausweisen.

Integral analysis of building projects dealing with existing structures including comparative assessments of sustainability - Exemplified through investigations of the building for the physics institute at the TU Dortmund, Germany.
Building in existing contexts and structures considers urban densification, modernization and redevelopment of the existing building stock in general. Aspects of sustainability will primarily be focusing on refurbishment and restoration of existing buildings; they will be the challenge of future. These future developments unfold many opportunities for the application for steel and steel-lightweight structures, which are highlighted through this presented research project. The interdisciplinary planning approach of roof top extensions for existing buildings with steel structures is simulated for selected, representative reference buildings and can be used to facilitate a basis for further insights in respect to building with existing structures. This approach considers city planning and architectural requirements, aspects of building physics, structural solutions, building process concerns, real estate assessment, sustainability and life cycle assessments. As a result, for the first time detailed outcomes regarding the life cycle assessments for specific projects dealing with the composition of existing structures in contrast to the process of demolition and new development are available. An advantage of building in existing context can be determined.

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Hegger, Josef; Claßen, Martin; Gallwoszus, Joerg; Schaumann, Peter; Weisheim, Waldemar; Sothmann, Jörg; Feldmann, Markus; Pyschny, Dominik; Bohne, Dirk; Hargus, Steen Multifunktionale Verbunddecke mit integrierter Gebäudetechnik - Untersuchungen zum Trag- und Erwärmungsverhalten, zur thermischen Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit eines neuartigen Verbunddeckensystems Stahlbau 7/2014 452-460 Fachthemen

Kurzfassung

Der moderne Hoch- und Geschossbau benötigt ganzheitlich auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Gebäudekonzepte, die ein hohes Maß an Nutzungsflexibilität und Multifunktionalität bieten und hierdurch die Bauwerkslebensdauer und -wirtschaftlichkeit erhöhen [1]. Hierbei weisen Deckenkonstruktionen ein besonderes Verbesserungspotential auf. Multifunktionale und integrierte Deckensysteme können einen entscheidenden Beitrag zur Schaffung nachhaltiger Gebäudestrukturen leisten.
Im vorliegenden Artikel wird ein neuartiges, multifunktionales Deckensystem in Stahl-Beton-Verbundbauweise (InaDeck) vorgestellt, welches die vollständige Unterbringung aller gebäudetechnischen Bestandteile innerhalb eines Deckenzwischenraumes ermöglicht. Die Deckenelemente bestehen aus Verbundträgern mit Einzelflansch und vorgespanntem Betongurt sowie einer Verbunddübelleiste als Verbundmittel (filigrane Verbundträger). Zur flexiblen Leitungsführung sind große Stegöffnungen im Verbundträger angeordnet. Durch den vorgespannten Betongurt an der Querschnittsunterseite der Deckenelemente kombiniert das Deckensystem gute bauphysikalische Eigenschaften und Brandschutzmerkmale mit großen Spannweiten für eine hohe Flexibilität und eine variable Grundrissgestaltung. Der Artikel verdeutlicht die vielschichtigen Wechselwirkungen zwischen den Fachdisziplinen Gebäudetechnik, Bauphysik, Brandschutz sowie Tragwerksplanung.

Multifunctional composite slab system with integrated building services - Studies on the load bearing and fire behavior, thermal efficiency and sustainability of a novel composite floor system.
Modern multi-story buildings require holistic and sustainable building conceptions that provide a high flexibility of use and multi-functionality and thereby increase the building’s service life and economy [1]. Special potential for improvement in this case provides the research area of floor-slab structures. Multifunctional and integrated floor-slab-systems can make a significant contribution to the creation of sustainable building structures.
In this paper, a novel multi-functional composite floor system (InaDeck) is presented which incorporates all building services and installations into the structural element by means of an integrated installation floor. The floor-slab elements are made of prestressed composite beams with single flange and continuous shear connectors (filigree composite beams) which have large web openings for the routing of integrated building services. Due to a pre-stressed concrete chord at the bottom side of the cross section, the slab system features improved physical and fire protection characteristics and provides wide spans for increased flexibility at the same time. The article highlights the complex interactions between the disciplines of building services, building physics, structural engineering and fire protection.

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1. Forum Architekturwissenschaft Stahlbau 7/2014 460 Aktuell

Kurzfassung

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Feldmann, Markus; Kuhnhenne, Markus; Brieden, Matthias; Pyschny, Dominik; Rexroth, Susanne; Deininger, Florian; Hachul, Helmut; Bach, Janine; Rößling, Heike; Ummenhofer, Thomas; Fauth, Christian Energieoptimierte Gebäudehüllen in Stahlleichtbauweise für den Industrie- und Gewerbebau Stahlbau 7/2014 461-475 Fachthemen

Kurzfassung

Gebäudehüllen für den Industrie- und Gewerbebau bergen ein großes, bisher relativ unbeachtetes Potential der Energieeinsparung auf dem Bausektor. Da hier der Großteil von Dach und Wand aus Bauelementen aus Stahlfeinblech hergestellt wird, liegt es nahe, Forschung und Entwicklung dieser Elemente weiter zu treiben, und zwar auf der energetisch passiven wie auch auf der aktiven Seite. Auf der passiven Seite sind die Energie- und Wärmeverluste zu minimieren. Hier werden die bauphysikalischen Eigenschaften der Konstruktionen im Hinblick auf Verbesserungsmöglichkeiten von Wärmeschutz, Feuchteschutz und Luftdichtheit hin untersucht. Dabei liegt ein besonderer Schwerpunkt auf der integralen Betrachtung der wechselseitigen bauphysikalischen Abhängigkeiten. Demgegenüber werden auf der aktiven Seite die Möglichkeiten der gewinnbringenden Nutzung der auf die Gebäudehülle auftreffenden solaren Einstrahlung untersucht. Im Vordergrund steht in diesem Zusammenhang die Integration von solarthermischer und photovoltaischer Technologie in Bauteilsysteme des Stahlleichtbaus. Die sich ergebenden Eingriffe in die bestehenden Konstruktionen sind wiederum Gegenstand weiterer bauphysikalischer Untersuchungen. Abschließend wird die Bewertung der erzielten Qualität der Gebäudehülle anhand von Nachhaltigkeitskriterien durchgeführt.

Energy-optimized building envelopes in steel for industrial and commercial buildings.
Envelopes for industrial buildings provide a considerable potential of energy saving on the construction sector. A large amount of roofing and walling is being produced of elements of thin steel sheeting. The need for research and development is apparent, the topics of which can be ordered to a passive and an active side. On the passive side the energy and heat losses are to be reduced. In order to improve the thermal insulation, moisture protection and air tightness performance the building physical properties of the constructions are investigated. A particular focus is on the integral consideration of the mutual dependencies of building physics. Researches on the active side deal with the options of profitable use of the solar irradiation that hit the building envelope. In this context, the integration of solar thermal and photovoltaic technology in building systems in steel is the main aspect. Against this background, the resulting interventions in the existing structures again are the subject to further investigations. Finally, an evaluation of the achieved quality of the building envelope is carried out with respect to sustainability criteria.

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Kuhlmann, Ulrike; Maier, Philippa; Zinke, Tim; Ummenhofer, Thomas; Pfaffinger, Marjolaine; Mensinger, Martin; Schneider, Sarah; Lenz, Katrin; Beck, Tabea; Friedrich, Heinz Nachhaltigkeitsanalysen von Stahlverbundbrücken - Ganzheitliche Bewertung von Autobahnbrücken mit Hilfe von quantitativen Methoden Stahlbau 7/2014 476-486 Fachthemen

Kurzfassung

Brückenbauwerke werden für eine sehr lange Lebensdauer geplant und errichtet. Vor allem für Straßenbrücken ist bei der Beurteilung eine Abkehr von den reinen Herstellungskosten in Richtung einer lebenszyklusorientierten, ganzheitlichen Bewertung voranzutreiben. Durch die Bottom-Up-Analysen an Realbauwerken, die typische Autobahnbrücken mittlerer Spannweite repräsentieren, wurden detaillierte Untersuchungen durchgeführt. Die Resultate von Lebenszykluskostenrechnungen, Ökobilanzierung und Berechnungen von externen Effekten werden hier für drei Varianten von Autobahnbrücken dargestellt und analysiert.

Analyses of steel-composite bridges according to sustainability - holistic assessment of motorway crossings with quantitative methods.
Bridges are designed and built for a long life-cycle. For motorway bridges concerning the assessment in view of sustainability no longer construction costs should be decisive. By using a bottom-up approach representative bridges are analyzed representing typical solutions of medium span highway bridges. Results of life-cycle cost analyses, life-cycle environmental analyses and calculations of external effects are shown and analyzed for three variants of motorway crossings.

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Schaumann, Peter; Bechtel, Anne; Eichstädt, Rasmus; Stranghöner, Natalie; Berg , Jörn; Gorbachov, Anna; Wagner, Hermann-Josef; Röder, Julian Nachhaltige Stahlkonstruktionen für Erneuerbare Energien Stahlbau 7/2014 487-494 Fachthemen

Kurzfassung

Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit sind die primären Anforderungen, die an Stahlkonstruktionen regenerativer Technologien gestellt werden, so dass die Auslegung und Errichtung dieser Konstruktionen vorwiegend durch monetäre und technische Gesichtspunkte beeinflusst wird. Zur Berücksichtigung von Nachhaltigkeitsaspekten aufseiten der Planung, Herstellung und Fertigung von Stahlkonstruktionen fehlen derzeit geeignete Instrumente, um die Nachhaltigkeit ganzheitlich zu dimensionieren. Auf Basis bestehender Bewertungssysteme aus dem Hochbau wurde im Rahmen des Forschungsprojektes “NaStafEE“ eine Methode zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung stählerner Tragstrukturen für regenerative Technologien entwickelt. Mit Hilfe der entwickelten Methodik können unterschiedliche Bauweisen und Ausführungsvarianten unter Berücksichtigung von Anforderungen an eine nachhaltige Bauweise verglichen werden. Der Beitrag beschäftigt sich mit der Methodenentwicklung sowie der beispielhaften Anwendung auf stählerne Gründungsstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen sowie Stahlfermenter von Biogasanlagen.

Sustainability of steel constructions of renewables.
Mechanical resistance, serviceability and durability are the primary requirements for steel structures of renewable energies. During design and execution, these structures are mainly influenced by economic and technical aspects. Currently, there is a lack of appropriate instruments for a holistic sustainability approach in order to consider sustainability aspects during the stages of design, manufacturing and erection of steel constructions. Based on existing rating systems originating from the building sector, a method for a holistic sustainability assessment of steel structures for renewables has been developed within the research project “NaStafEE”. With the help of the sustainability rating system, different types of construction and variants of execution can be compared under consideration of requirements for sustainability aspects. This article deals with the development of the rating system and the exemplary application to steel support structures of offshore wind energy turbines and to steel digesters of biogas power plants.

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Seminar für Erschütterungsschutz Stahlbau 7/2014 494 Aktuell

Kurzfassung

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Eckstein, Klaus Wirtschaftlichkeit von Stahlkonstruktionen für große Hallen Stahlbau 7/2014 495-497 Berichte

Kurzfassung

Die Planung von Tragwerken hat sich weitgehend von einer programm-unterstützten Planung zu einer programm-dominierten Planung entwickelt. Durch die programm-gesteuerte Bemessung entfällt eine bewusste Profilwahl. Das Know-how für das Konstruieren bildet sich beim Planer nicht aus oder es verkümmert. An drei Stahlhallen wird beispielhaft gezeigt, dass es durch Mangel an Konstruktions-Know-how zu Tragwerken mit unwirtschaftlich hohem Materialeinsatz kommen kann.

Economy of steel structures for large halls.
Planning of structures has been developed largely by a computer program-assisted planning into a computer program-dominated planning. Through the computer program-generated design eliminates a conscious choice of profile. The know-how of designing cannot be formed or it stunted. At three steel buildings it is shown by way of example that the shortage of know-how could lead to structures with uneconomical high use of materials.

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Fuhrmann, Roland Ernst Meier - Schöpfer der windschnittigen Luftschiffhalle Stahlbau 7/2014 498-502 Berichte

Kurzfassung

Bis zum Ausbruch des Ersten Weltkrieges gab es kaum eine deutsche Großstadt, die nicht bereits über eine Luftschiffhalle verfügte oder über deren Errichtung nachdachte - wollte sie nicht den Anschluss an das prophezeite Luftschiff-Verkehrsnetz verpassen. Die starren Gerüstluftschiffe des Zeppelin-Typs setzten sich zunehmend durch, stellten aber besondere Anforderungen. Das Eigengewicht ihrer Konstruktion verlangte ein viel größeres Gasvolumen und erforderte Luftschiffhallen mit immensen Ausmaßen. Nach jedem Fahrtende war ihre Verbringung in Bergehallen unbedingt erforderlich. Das Ein- und Aushallen der Luftschiffe, vor allem das Passieren der Tore bei Seitenwind, blieb immer ein kritischer Moment. Zur Lösung dieses Problems wurden elektrisch in den Wind drehbare Luftschiffhallen favorisiert [1]. Solche Drehhallen waren ungleich teurer. Als Kompromiss wurden Luftschiffhallen fest in Hauptwindrichtung gebaut und deren Tore zumeist als Windschutzwände ausgebildet. Bis Kriegsende wurde nicht von glattwandigen, abstehenden Toren abgewichen, obwohl dies mehrfach für Unfälle sorgte. Da viele Luftschiffhäfen gleichzeitig Flugplätze waren, machte sich der störende Einfluss der kantigen Luftschiffhallen-Baukörper auf die laminare Strömung besonders bemerkbar und erzeugte Wirbel, die den leichten Flugapparaten wie auch den Luftschiffen bei Bodenmanövern gleichermaßen gefährlich wurden.
Die Ausnahme bildete ein allseits abgerundeter Luftschiffhallentyp, der 1913 in Dresden, Liegnitz und Posen errichtet wurde - Konstruktionen eines heute unbekannten Ingenieurs: Ernst Meier (Bild 1). Seine Erfindung des Kuppeldrehtores ermöglichte erstmals auch die sphärische Wölbung der beiden Hallengiebelseiten. Geöffnet schmiegten sich die Torhälften zudem so an den Hallenkörper an, dass im Torbereich kaum Strömungsbehinderung stattfand und die kritischen Luftwirbel ausblieben.
Erst nach dem Ersten Weltkrieg und durch den kriegsbedingt gewachsenen Wissensstand in der Strömungsmechanik wurde dieser Vorteil allgemein anerkannt und weltweit auf eine Vielzahl Luftschiffhallen und -hallenentwürfe angewandt [2].

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BMBF-Forschungsprojekt "Karriereentscheidungen und -verläufe des wissenschaftlichen Nachwuchses" Stahlbau 7/2014 502 Aktuell

Kurzfassung

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