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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 5/2015 Geomechanics and Tunnelling 5/2015 457-458 Diary of Events

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Inhalt: Mauerwerk 5/2015 Mauerwerk 5/2015 Inhalt

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Meyer, Udo Versatile masonry research in Europe / Vielfältige Mauerwerkforschung in Europa Mauerwerk 5/2015 333 Editorial

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da Porto, Francesca; Guidi, Giovanni; Verlato, Nicolò; Modena, Claudio Effectiveness of plasters and textile reinforced mortars for strengthening clay masonry infill walls subjected to combined in-plane/out-of-plane actions / Wirksamkeit von Putz und textilbewehrtem Mörtel bei der Verstärkung von Ausfachungswänden aus Ziegelmauerwerk, die kombinierter Scheiben- und Plattenbeanspruchung ausgesetzt sind Mauerwerk 5/2015 334-354 Fachthemen

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This work presents the results of experimental tests on full-scale one-bay, one-storey reinforced concrete (RC) frames, filled with non-load-bearing clay masonry walls. The infill walls were made with clay masonry units characterized by a high percentage of voids and low strength. Such ‘light’ infill walls have shown fragile behaviour during recent earthquakes, due to the combined effects of damage produced by out-of-plane seismic action, together with in-plane deformation of the RC frame.
In this context, various solutions to the problems involved in external reinforcement of ‘light’ infill walls, typically found in existing RC buildings but still used in common construction practice, have recently been developed. These solutions are: i) special lime-based plaster with geo-polymer binder; ii) bidirectional composite meshes applied with inorganic matrices, i.e., Textile Reinforced Mortars (TRM); iii) TRM improved by anchorage of the mesh to the RC frame.
For these construction elements, a special set-up for combined in-plane/out-of-plane cyclic testing, already used for other infill wall types at the University of Padova, was used. In particular, this work describes: a) materials and systems for strengthening infill walls; b) experimental results of infill walls under in-plane loads; c) effects of out-of-plane loads on previously in-plane damaged infill walls. The final aim was to achieve complete mechanical characterization of infill walls in both original and strengthened conditions, and to validate the effectiveness of the proposed strengthening systems.

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Fehling, Ekkehard; Ismail, Mohammed; Samaan, Samer; Meyer, Udo Flexural tensile tests with vertically perforated clay unit masonry with thin layer mortar / Biegezugversuche an Planziegelmauerwerk Mauerwerk 5/2015 355-362 Fachthemen

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As part of the EU project, INSYSME - INnovative SYStems for earthquake resistant Masonry Enclosures in reinforced concrete buildings - to optimise infill masonry the German project partners carried out an initial part of the project on flexural strength testing of high-tech clay block masonry in accordance with DIN EN 1052-2. In this a wide range of modern products was considered which at present is regulated in Germany by means of general building authority approvals. The test results show that the specifications for flexural tensile strength of high-tech clay block masonry in DIN EN 1996 are very conservative in most cases.

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Termine: Mauerwerk 5/2015 Mauerwerk 5/2015 362 Veranstaltungen

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Kubalski, Thomas; Butenweg, Christoph Modelling strategies for horizontally loaded infill masonry / Modellierungsansätze für horizontal beanspruchtes Ausfachungsmauerwerk Mauerwerk 5/2015 363-369 Fachthemen

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The realistic modelling of seismically loaded infill masonry is a complicated task due to the complex interaction of the infill with the surrounding frame. Practical approaches, that take into consideration the non-linear behaviour of the infill and the frame, are especially lacking at the moment. Within the framework of the European project INSYSME (Innovative Systems for Earthquake Resistant Masonry Enclosures in R.C. Buildings [1]), the behaviour of infill masonry in reinforced concrete frames is being investigated experimentally to derive different strategies for the modelling of infill masonry. In addition, systems for the improvement of the seismic behaviour will be developed. In the following, some initial results of the different modelling strategies are presented.

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Schlegel, Thomas; Shtiza, Aurela Environmental footprint study of mortar, render and plaster formulation / Studie über die Umweltauswirkungen von Mörtel - Mauermörtel, Außenputzmörtel und Innenputzmörtel Mauerwerk 5/2015 370-382 Fachthemen

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A comparative environmental assessment study focusing on the stages of mortar production and carbonation through hardening has been conducted by the European Lime Association in collaboration with mortar producers from various EU countries on 17 formulations of mortars, renders and plasters. The results of the “cradle-to-gate” for mortar and renders indicated that: There are no significant differences between products with low and high lime contents and depending on the lime content in the products, the contribution of the hydrated lime to the different environmental indicators can range between 0 % and about 20 %. However, there are clear differences in the environmental footprints of gypsum or lime based plasters. Based on the plaster composition investigated in this study, it appears that lime based plasters have the lowest environmental footprint for some of the impacts (primary energy consumption, abiotic depletion and water eutrophication), whereas for the remaining indicators the gypsum based plasters have the lowest environmental footprint. Depending on the lime content in the plasters, the contribution of the hydrated lime to the different environmental indicators can vary in a wide range, i. e. between 0 and 40 %.
The differences in the environmental impacts of mortars, renders and plasters produced in integrated or non-integrated mortar plants are generally rather small The lime carbonation process lowers the overall carbon footprint during the first period of the use phase of the mortars in buildings. This impact shall be taken into account in holistic LCA studies. If not, this leads to a wrong interpretation of the environmental impact of the mortars.

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Termine: Mauerwerk 5/2015 Mauerwerk 5/2015 382 Veranstaltungen

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Miccoli, Lorenzo; Fontana, Patrick; Paganoni, Sara; D'Ayala, Dina Pull-out strength of anchor pins for brickwork masonry and earth block masonry / Auszugsfestigkeit von Verpressankern für Ziegel- und Lehmsteinmauerwerk Mauerwerk 5/2015 383-393 Fachthemen

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In this paper results of the experimental testing performed on brick masonry and earth block masonry are presented. The paper outlines the development of the testing procedures for two different types of anchors. For this purpose, two experimental campaigns of pull-out tests on masonry corner connections strengthened by metallic rod grouted were carried out. Experimental results proved that the implemented testing procedures are suitable to determine the most recurring failure modes of the anchor pins. Moreover, a procedure is proposed to estimate the capacity of grouted anchor pins based on experimental studies.

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Aich, Markus Internal insulation - diffusive and with capillary action / Innendämmung - diffusionsoffen und kapillaraktiv Mauerwerk 5/2015 394-402 Berichte

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Riechers, Hans-Joachim New standard publication on plastering and rendering of masonry / Neues Standardwerk für das Verputzen von Mauerwerk Mauerwerk 5/2015 403-406 Berichte

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The work of plastering and rendering masonry and concrete is covered by a huge range of standards and guidelines. The new publication “Guidelines for plastering and rendering masonry and concrete” presents a standard work, which clarifies the issues for designers and contractors alike.

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Flassenberg, Georg Reliable fire safety in accordance with new EU standards / Zuverlässige Brandsicherheit nach neuen EU-Normen - Fire protection with autoclaved aerated concrete masonry / Brandschutz mit Porenbetonmauerwerk Mauerwerk 5/2015 407-410 Berichte

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Inspiration Stockholm / Inspiration Stockholm Mauerwerk 5/2015 411-413 Veranstaltungen

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Hamburg port warehouses - UNESCO World Heritage / Hamburger Speicherstadt - Weltkulturerbe der UNESCO Mauerwerk 5/2015 413-414 Aktuell

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Inhalt: Stahlbau 5/2015 Stahlbau 5/2015 Inhalt

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Möller, Eberhard Frei Otto - leichte Dächer für eine moderne Welt Stahlbau 5/2015 299-304 Fachthemen

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Mit seinen Vorschlägen und Bauten hat Frei Otto der Welt ein Universum an Ideen geschenkt, das seines gleichen sucht. Er ist der große Pionier des Leichtbaus im 20. Jahrhundert. Aufgrund seiner außergewöhnlichen Leistungen in Natur- und Grundlagenforschung, in Wissenschaft und Lehre, in Architektur und konstruktivem Ingenieurbau, in Kultur und Technik steht er in einer Reihe mit Persönlichkeiten wie Félix Candela, Pier Luigi Nervi, Antoni Gaudí oder Gustave Eiffel. Am 15. Mai 2015 wird ihm nun posthum in Miami Beach, USA, der Pritzker-Architektur-Preis verliehen, häufig als Nobel-Preis der Architektur bezeichnet.

Frei Otto - Lightweight roofs for a modern world.
With his suggestions and buildings Frei Otto presented the world a universe of ideas that has no equal. He is the great pioneer of lightweight structures in the 20th century. Due to its remarkable achievements in natural and fundamental research, in science and education, in architecture and structural engineering, in culture and technology, he joins the ranks of such internationally-renowned public characters as Félix Candela, Pier Luigi Nervi, Antoni Gaudí and Gustave Eiffel. On May 15th 2015 he posthumously is awarded the Pritzker Architecture Prize in Miami Beach, USA, often referred to as Nobel Prize of Architecture.

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Aus der Praxis für die Praxis: "Sales Academy" von ThyssenKrupp Steel Stahlbau 5/2015 304 Firmen und Verbände

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Malinowski, Maciej; Banas, Anna; Cywinski, Zbigniew; Wachalski, Krzysztof Die neue Straßenbrücke in Torun, Polen - Teil 2: Nachweise Stahlbau 5/2015 305-313 Fachthemen

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Als Fortsetzung von Teil 1 [1], der über den Entwurf und den Bau der neuen, die Weichsel querenden Straßenbrücke in Toru (deutsch: Thorn) berichtet, geht es im Folgenden um die theoretischen und experimentellen Nachweise zum Montageprozess und zu Probebelastungen. Somit ist eine umfassende Beurteilung der beschriebenen, herausragenden Ingenieursleistung gegeben.

The new road bridge in Toru, Poland - Part 2: structural design calculation.
As a continuation of part 1 [1], which represents the design and the construction of the road bridge crossing the river Vistula in Toru (Thorunium), now it will be turned over to the theoretical and experimental procedures that have been applied in the mentioned bridge mounting and load tests. Consequently, a full judgement of the mentioned outstanding engineer achievement is available.

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Schäfer, Markus Schubtragfähigkeit und M-V-Interaktion von Flachdecken mit integrierten hohlkastenförmigen Stahlprofilen - Ansatz eines hybriden Fachwerkmodells zur Querkraftbemessung Stahlbau 5/2015 314-323 Fachthemen

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Flachdecken mit integrierten Stahlprofilen in Verbundbauweise zeichnen sich vor allem durch die schlanke Bauweise mit geringen Deckenhöhen aus. In den letzten Jahren haben sich neben den typischen Querschnitten aus gewalzten Profilen mit untergeschweißter Gurtplatte immer mehr hohlkastenähnliche Profilformen durchgesetzt. Bei diesen Systemen kann zur Steigerung der Querkrafttragfähigkeit ein hybrides Fachwerkmodell abgeleitet werden, bei dem neben der Querkrafttragfähigkeit des Stahlprofils auch die Tragfähigkeit des Betons angerechnet wird. Aufgrund der daraus resultierenden zusätzlichen Spannungen im Stahlprofil muss die Momenten-Querkraft-Interaktionsbeziehung erweitert werden.

Shear resistance and M-V-Interaction of Slim-Floor-systems with integrated steel-box sections - Approach of a hybrid truss model for the shear design.
Shallow-floor slabs with integrated steel profiles in composite behavior are mainly characterized by the slim design. Parallel to the traditional sections consisting of rolled profiles with an additional bottom plate also floor-slabs with integrated steel-box sections have gained widespread adoption in practice in the recent years. Because of the sheathing of the concrete by the steel section a hybrid truss model with a compression strut in the concrete section is developed, increasing the shear resistance of these sections. Due to the additional steel stresses resulting by the truss model, the relationship for the interaction between moment and vertical shear forces is to expand.

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Aktuell: Stahlbau 5/2015 Stahlbau 5/2015 323 Aktuell

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DVS CONGRESS 2015
Strenx - die neue Marke für hochfeste und ultrahochfeste Stähle

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Gerasimidis, Simos; Baniotopoulos, Charalampos Progressive collapse mitigation of 2D steel moment frames - Assessing the effect of different strengthening schemes Stahlbau 5/2015 324-331 Fachthemen

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The problem of the progressive collapse of structures is today at the forefront of structural engineering because of multiple natural and man-made hazards, the aging of the infrastructure and the catastrophic consequences associated with that. This paper investigates the effects of different strengthening techniques for mitigating the phenomenon of progressive collapse for 2D steel moment frames. These techniques are applied to a series of moment frames of varying heights and designs using a finite element analysis involving both material and geometric non-linearities. The results of this work demonstrate that, when analysed as 2D assemblies, realistic, similar steel frame structures undergo different collapse mechanisms and that a general strengthening scheme cannot be applied to all collapse mechanisms.

Verhinderung des fortschreitenden Versagens von zweidimensionalen biegesteifen Stahlrahmen - Bewertung der Wirksamkeit unterschiedlicher Verstärkungsmaßnahmen.
Das Problem fortschreitenden Versagens von Konstruktionen steht heute im Mittelpunkt des Ingenieurhochbaus. Gründe dafür sind verschiedene durch Mensch und Natur verursachte Unfälle, die alternde Infrastruktur und die damit verbundenen katastrophalen Folgen. Im vorliegenden Beitrag wird die Wirksamkeit unterschiedlicher Verstärkungsmaßnahmen zur Verhinderung des fortschreitenden Versagens bei zweidimensionalen biegesteifen Stahlrahmen untersucht. Die Verstärkungsmaßnahmen werden für eine Reihe von biegesteifen Stahlrahmen unterschiedlicher Höhe und Ausführung betrachtet. Dazu wird die Finite-Elemente-Methode unter Berücksichtigung von materiellen und geometrischen Nichtlinearitäten verwendet. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass reale, vergleichbare Stahlrahmen-Konstruktionen, die als zweidimensionale Baugruppen analysiert wurden, unterschiedlichen Versagensmechanismen unterworfen sind und dass eine allgemeine Verstärkungsmaßnahme nicht für alle Versagensmechanismen angewendet werden kann.

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Häßler, Dustin; Hothan, Sascha Mechanische Hochtemperatureigenschaften von Stahlzuggliedern aus kaltverformtem Blankstahl der Festigkeitsklasse S355 Stahlbau 5/2015 332-340 Fachthemen

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Im Bauwesen werden für Zugglieder häufig Kreisvollprofile mit relativ kleinen Durchmessern eingesetzt. Diese Bauteile bestehen in der Regel aus gezogenem, kaltverformtem Blankstahl. Aufgrund des Herstellungsverfahrens kommt es zu einer Veränderung der Materialeigenschaften des Stahls. Für Blankstahl sind in der Norm [1] keine temperaturabhängigen Materialkennwerte angegeben. An der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens [2] die mechanischen Hochtemperatureigenschaften von Stahlzuggliedern aus kaltverformtem Blankstahl der Festigkeitsklasse S355 untersucht. Als Ausgangsmaterial wurde ein Kreisvollprofil mit einem Durchmesser von 20 mm verwendet. Für den Blankstahl wurden die chemische Zusammensetzung, der Elastizitätsmodul, die Spannungs-Dehnungs-Kennlinien sowie der Wärmeausdehnungskoeffizient bestimmt. Ziel der Untersuchungen war es herauszufinden, welche materialspezifischen Besonderheiten kaltverformter Blankstahl unter Brandeinwirkung gegenüber anderen Stählen besitzt und inwieweit sich die in der Norm [1] für warmgewalzten Baustahl angegebenen Werte auf Blankstahl übertragen lassen. Die Ergebnisse der Materialuntersuchungen werden zudem für die numerische Nachrechnung von Brandversuchen an Stahlzuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung verwendet.

Mechanical properties of cold drawn steel S355 at elevated temperatures used for tension rods.
In construction, circular solid steel rods with relatively small diameter are often used for tensile elements. These elements are usually made of cold drawn steel. As a result of the manufacturing process, the material properties of the steel are changed. In the standard [1], no information regarding the temperature-dependant material properties of cold drawn steel are given. At BAM Federal Institute for Materials Research and Testing, a research project [2] was conducted to investigate the mechanical properties at elevated temperatures of tension elements made of cold drawn steel type S355. In the experiments, the tensile specimens were produced from a circular solid profile with a diameter of 20 mm. Within the research project, the chemical composition, the modulus of elasticity, the stress-strain-relationships and the thermal expansion coefficient were determined. The aim of this investigation was to identify the specific material characteristics of cold drawn steel under fire exposure. Furthermore, a comparison between cold drawn steel and the commonly used in construction hot-rolled steel was done, in order to clarify whether the material properties of hot rolled steel that are given in the standard [1] can be also used for cold drawn steel. The results of the material tests are used as input values for a numerical simulation of fire tests on tension elements with reactive fire protection systems.

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Online-Anwendungen der BAM auf der Hannover Messe Stahlbau 5/2015 340 Aktuell

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Knothe, Klaus Kraftgrößenverfahren und Deformationsmethode im Licht der Habilitationsschrift von Georg Prange (1885-1941) Stahlbau 5/2015 341-346 Fachthemen

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Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts wurden für die Strukturberechnung von Rahmentragwerken Verfahren entwickelt, die heute als “Kraftgrößenverfahren“ und “Deformationsmethode“ bezeichnet werden. In Deutschland war die Entwicklung mit den Namen Heinrich Müller-Breslau und Otto Mohr verbunden. Zwischen beiden entwickelte sich eine heftige Kontroverse zu der Frage, ob die Grundlagen der beiden Verfahren gleichberechtigt waren. Erst durch Georg Prange wurde gezeigt, dass die Variationsprinzipien, die den beiden Verfahren zu Grunde lagen, durch eine Legendre-Transformation ineinander überführt werden konnten.
Heute lässt sich auf der Grundlage der Habilitationsschrift von Prange zeigen, wieso Finite-Elemente-Verfahren nahezu ausschließlich auf der Grundlage der “Deformationsmethode“ (d. h. mit Verschiebungsgrößen als Unbekannten) arbeiten.

Force Method and Deformation Method in the light of Georg Prange‘s (1885-1941) Habilitation Thesis.
At the end of the 19th and at the beginning of the 20th century different computing methods have been developed for the structural analysis of frames, which today are called ”force method” and “deformation method”. Heinrich Müller-Breslau was the pioneer of the force method whereas the deformation method was combined with the name of Otto Mohr. It was not clear for them, whether the bases for both methods were equivalent. Only Georg Prange was able to show, that the variational principles behind both methods could be transformed into each other by a Legendre transformation.
Today it can be shown by Prange‘s habilitation thesis why finite-element-methods almost exclusively are based on the deformation method, working with deformations as unknown variables.

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