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Planerkonjunktur bleibt ungetrübt Bautechnik 4/2016 213 Nachrichten

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Schwarz, Jochen; Maiwald, Holger; Kaufmann, Christian Unsicherheiten bei der Quantifizierung von Hochwasser-Schadenspotenzialen Bautechnik 4/2016 214-229 Aufsätze

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Die Ermittlung von Hochwasser-Schadenspotenzialen bei Nutzen-Kosten-Analysen erfolgt in den einzelnen Bundesländern meist mit herkömmlichen nutzungsorientierten Schadensmodellen. Dabei geben Schadensfunktionen einen Erwartungswert (Mittelwert) für den zu erwartenden Schaden in Abhängigkeit von der Nutzung und den hochwasserspezifischen Einwirkungsparametern an. Die große Streubreite der real auftretenden Schäden wird dabei vernachlässigt.
Im Beitrag werden die Auswirkungen der in diesen Modellen nicht berücksichtigten verletzbarkeitsbestimmenden Bauwerksparameter und verschiedener möglicher (flächennutzungskonformer) Bauwerksbestände durch Monte-Carlo-Simulationen untersucht.
Für diese Simulationen werden mit dem verletzbarkeitsorientierten, mikroskaligen EDAC-Hochwasserschadensmodell für reale Überflutungsszenarien die Streubreiten der potenziellen Verluste ermittelt.
Die Ergebnisse veranschaulichen, dass diese Streubreiten in den Verlusten im Rahmen von Nutzen-Kosten-Analysen mit berücksichtigt werden sollten.

Uncertainties in the quantification of flood damage potential
The determination of flood damage potential in cost-benefit analyses is carried out in the individual federal states mostly with conventional use-oriented damage models. This type of damage functions provides expected values (average values) for the losses depending on the use and flood-specific impact parameters. The large scatter of reported losses is neglected.
The paper considers the impact of vulnerability determining building parameter and different possible (use compliant) building stocks on these models.
On the basis of Monte Carlo simulations, the scatter of the potential losses is calculated applying the vulnerability based, microscale EDAC-flood damage model for real flooding scenarios.
The results illustrate that these uncertainties of the prognosis should be considered in the loss assessment and in particular for the scope of cost-benefit decisions.

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Sichtbeton und Sichtbetonkosmetik für die Praxis Bautechnik 4/2016 229 Firmen und Verbände

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Schwarz, Jochen; Beinersdorf, Silke; Kaufmann, Christian; Langhammer, Tobias SHAKEMaps - effiziente Tools für die Reinterpretation und Prognose von Erdbebenschäden Bautechnik 4/2016 230-242 Aufsätze

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Die zeitnahe Bereitstellung internetbasierter Schütterkarten nach einem Erdbeben gewinnt für behördliche Entscheidungsträger, Betreiber sicherheitstechnisch relevanter Anlagen, Versorger im Rahmen der Lebenslinien (Energie, Wasser, Nahrung, Verkehr, Kommunikation) und Planer an Bedeutung, nicht zuletzt, um auch die Öffentlichkeit mit einem hohen Maß an Informationsqualität und Transparenz als Akteure interaktiv einzubinden. In Verbindung mit den rapide wachsenden Möglichkeiten der Geo- und Informationstechnologien sind Entwicklungen einzuordnen, Schüttergebietskarten automatisch zu generieren und zugleich mit Prognosen über die Betroffenheit von Bauwerken, Infrastruktur bzw. die sozioökonomischen Verluste zu verbinden.
Die unter der Bezeichnung SHAKEMaps etablierten Technologien zielen auf webbasierte Intensitätszuweisungen ab, die direkt an die seismischen Messnetze anbinden und die registrierte Bodenbewegungen mit den gemeldeten Beobachtungen modellseitig in Prognosen zu den Erdbebenwirkungen und Konsequenzen zusammenführen. Da für deutsche Erdbebengebiete die dazu erforderliche flächendeckende seismische Instrumentierung nicht zur Verfügung steht und schadensrelevante Registrierungen fehlen, kann weiterhin auf Erfahrungswerte historischer Erdbeben und somit auf die Intensität als primäre Kenngröße zurückgegriffen werden.
Der Beitrag gibt eine Übersicht zu Vorgehensweisen, um makroseismische Schüttergebietskarten in-time vorzulegen. Am Beispiel deutscher Erdbebengebiete wird gezeigt, wie auf Grundlage der makroseismischen Beobachtungen und ihrer systematischen Auswertung Schütterkarten generiert werden können, die zudem lokale bzw. regionale Besonderheiten des Untergrunds berücksichtigen. Eine Auswertung der verfügbaren Angaben zum Gebäudebestand und zu den Bauwerkskategorien bildet die Grundlage, um die “Betroffenheit” im Erdbebenfall in verschiedenen Anwendungsebenen zu prognostizieren. Maßgebliche Instrumentarien sind Datenbanken und Schadensmodelle auf Basis der European Macroseismic Scale EMS-98.

SHAKEMaps - Efficient tools for the reinterpretation and prognosis of earthquake damage
The real-time availability of internet-based SHAKEMaps after an earthquake gains increasing importance for official decision-makers, operators of safety-relevant systems, and life lines (energy, water, food, transport, and communication) as well as planners. Not least to engage the public with a high level of information quality and transparency as well as to interact with internet platforms being offered to generate SHAKEMaps according to the implied procedures. Advances in the availability of geodata and the extended options of geo-information technologies enable the link between automatically generated SHAKEMaps with different levels of prognosis concerning the probable effects on buildings and infrastructure as well as a primary assessment of the socio-economic consequences.
SHAKEMaps refer to concepts of web-based intensity assignments and the use of recorded ground motions (in case of the existence of a refined seismic network) to correlate the instrumental data with the reported observations and to derive initial estimates of the consequences. As for German earthquake regions the required comprehensive seismic instrumentation is not available and damage-related registrations are missing, the experience of historical earthquakes and the macroseismic observations (in terms of intensities) could be still taken as primary input.The paper gives an overview of approaches to generate macroseismic shaking maps (SHAKEMaps) in-time. For the case study of German earthquake regions it will be shown how the SHAKEMaps can be elaborated on the basis of macroseismic observations and their systematic evaluation and how local or regional particularities of site amplification (anomalies) could be inserted. An evaluation of available information on the existing building stock, the construction types, and building categories provides the basis to describe the grade of “impact” in different fields of interest. The relevant tools are using databases and damage models which are related to the European Macroseismic Scale EMS-98 and the empirical intensity concept.

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Gebbeken, Norbert; Krauthammer, Theodor Natural Threat - Tornadoes Bautechnik 4/2016 243-253 Aufsätze

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Counting only the month of May 2015 about 20 tornadoes developed in Germany. At least three of them reached tornado category F3 destroying villages, e.g. [15]. About 50 people were injured and the insurance companies recorded about 100 Mio. Euros insured loss. Press media headlined: Tornadoes in Germany - the underestimated threat? The forecasting of extreme weather conditions in Germany due to climate change is still very uncertain. The design codes in Germany do not consider tornado actions. Thus, they are still considered catastrophic events. But owners ask experts whether their home can actually be protected. In the USA tornado actions are defined in codes for critical infrastructure. Because of the frequency and intensity of tornadoes, people in the USA have experiences with such events. This article introduces the phenomena of extreme winds, defines actions generated by extreme winds, explains building vulnerabilities, and gives some guidelines on how to protect buildings. Because of lack of research in Germany concerning protection of structures against tornado actions, we benefit from the expertise in the USA. This article is aimed at sensitize for the tornado threat from an engineering point of view, showing related problems, and hopefully initiate research in the future.

Naturgefahr Tornados
Allein im Mai 2015 ereigneten sich fast 20 Tornados in Deutschland, von denen zumindest drei die Tornado-Kategorie F3 erreichten und ganze Ortschaften verwüsteten, z.B. [15]. Etwa 50 Menschen wurden verletzt, der Sachschaden ging in die 100 Mio. Euro. Die Medien titelten: Tornados in Deutschland - eine unterschätzte Gefahr? Tatsächlich sind die Vorhersagen der Experten vor dem Hintergrund der Klimaänderung derzeit noch sehr unklar. Hauseigentümer fragen Architekten und Bauingenieure, ob man sich vor Tornados schützen kann. Die die Einwirkungen regelnden Normen (DIN 1055, EC 1 (DIN EN 1991-1-1)) in Deutschland behandeln den Lastfall Tornado bisher nicht. Insofern sind die Einwirkungen aus Tornado als Katastrophenlastfall einzustufen. In den USA sind Tornado-Einwirkungen für kritische Infrastrukturen geregelt. Sie behandeln die Winddrücke und die Einwirkungen aus herum fliegenden Objekten. Als Folge von Tornados fällt häufig der Strom aus mit all den spezifischen weiteren Folgen. Der Beitrag führt in die Problematik des Naturphänomens “Tornado” ein, beschreibt anhand der amerikanischen Vorschriften die zu erwartenden Einwirkungen und behandelt Schwachstellen-Analysen sowie bauliche Lösungen für unterschiedliche Tornado-Kategorien. Eine Risiko-Betrachtung dient als Grundlage zur Erweiterung der Normen um den Lastfall “Tornado”. Gerade technische Anlagen und bauliche Anlagen der kritischen Infrastruktur bedürfen einer Risiko-Bewertung zu Sicherung der Resilienz. Da es in Deutschland bisher keine Forschungen zum baulichen Schutz vor Tornado-Einwirkungen gibt, ist es zweckmäßig, sich in Ländern Rat zu holen, in denen Tornados ständig auftreten. Dieser Beitrag soll vom Ingenieurstandpunkt aus sensibilisieren, Probleme aufzeigen und zu Forschungen anregen.

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Maiwald, Holger; Schwarz, Jochen Der Tornado von Bützow in Mecklenburg-Vorpommern - Ingenieuranalyse der Gebäudeschäden Bautechnik 4/2016 254-264 Berichte

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Am Abend des 5. Mai 2015 entwickelten sich in Mecklenburg-Vorpommern mehrere Tornados. Durch einen dieser Tornados, der die Intensität F3 auf der Fujita-Skala bzw. T6 auf der TORRO-Skala erreicht hat, wurde fast jedes Gebäude in der historischen Altstadt von Bützow geschädigt.
Der Beitrag stellt die komplexe Einwirkungscharakteristik von Tornados auf Bauwerke sowie die gebräuchlichen Tornadoskalen vor und gibt einen Überblick über die vorgefundenen Bauwerksschäden im betroffenen Gebiet.
Die gewonnenen Erfahrungen lassen aus Ingenieursicht einen Forschungsbedarf hinsichtlich eines Bewertungssystems für die Schäden und die Verletzbarkeit der lokalen Bebauung gegenüber einer Tornadoeinwirkung erkennen.

The tornado of Bützow in Mecklenburg-Vorpommern - engineering analysis of the building damage
Several tornadoes developed in Mecklenburg-Vorpommern during the evening time of May 05, 2015. One of these tornadoes reached the intensity F3 on the Fujita-scale or T6 on the TORRO-scale and damaged nearly all buildings in the historic center of the town Bützow.
The paper presents the complex load characteristics of tornadoes to buildings as well as the common tornado scales and gives an overview of the structural damage in the affected area.
From an engineering point of view the gained experience shows a need for further research into an evaluation system for the damage and the vulnerability of the local building stock due to a tornado action.

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Abrahamczyk, Lars; Schwarz, Jochen; Leipold, Mathias Normenbezogene Schadenserwartung von Stahlbetonrahmensystemen in Schwach- und Starkbebengebieten Bautechnik 4/2016 265-277 Berichte

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Auf der Grundlage empirisch abgeleiteter Schadensgrade wird das Gebäudeverhalten von bestandsrepräsentativen Stahlbetonrahmentragwerken in gering-, mittel- und hochseismischen Gebieten beurteilt und der Einfluss der untergrundspezifischen Bodenbewegung auf den prognostizierten Schadensgrad bestimmt. Die Schadensbeschreibung erfolgt elementbezogen und wird aus dem Verformungszustand (Damage State) des Querschnitts abgeleitet. In Anlehnung an die EMS-98 werden diese Schäden als lokale Schadensgrade (LDG) definiert und nach der Konsequenz für die Tragstruktur in primäre (strukturelle) und sekundäre (nichtstrukturelle) unterschieden.
Unter Vorgabe der Schadensgrade wird eine Vorgehensweise entwickelt, um Kennfunktionen mit direktem Bezug zu Entscheidungen über die Notwendigkeit einer Bauwerksertüchtigung abzuleiten. Anhand der durchgeführten Untersuchungen können normungsrelevante Beschleunigungsniveaus und zugehörige Schadensgrade bzw. Entwurfskonzepte überprüft werden. In den gering seismischen Gebieten Deutschlands ist am Maßstab der aktuellen Einwirkungsvorgaben und auch im Falle stärkerer Einwirkungen ein Versagen von Stahlbetonrahmensystemen auszuschließen und das Auftreten eines kritischen, ertüchtigungsrelevanten Schadensgrads nicht zu erwarten. Diese werden jedoch erreicht, wenn für die Standorte in deutschen Erdbebengebieten intensitätsbezogene Spitzenbodenbeschleunigungen aus aktuellen Korrelationen bzw. Ergebnisse von europäischen Forschungsprojekten (z. B. SHARE) zugrunde gelegt werden.

Code based damage prognosis for R. C. frame structures in low and high seismicity region
Clearly defined and empirically derived damage grades are applied to assess the building behavior of building stock representative R. C. frame structures under low, medium and high seismic action. Additionally the influence of the specific subsoil related ground acceleration on the damage prognosis is determined. The damage description is related to the individual structural element and will be derived from the damage state of the cross section based on the material behavior. With respect to the EMS-98 different local damage grades are defined and differentiated according to the relevance for the primary (structural) and secondary (non-structural) structural system. Thus, a method on the basis of clearly defined damage grades will be presented for the derivation of fragility functions with a direct link to decisions upon the necessity for strengthening measures. On the basis of the presented investigations code relevant results can be derived. There are no failure as well as no critical damage grade (relevant for strengthening) expected for R. C. frame structures in the low seismicity region Germany under the consideration of current code consistent seismic action. However, such damage grades might be expectable in case of intensity based peak ground accelerations according to current correlations as well as research projects (e. g. SHARE) for German earthquake regions.

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Faszination Bauen - Eine Ausstellung Bautechnik 4/2016 277 Aktuell

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Raupach, Michael; Wolff, Lars Korrosion der Bewehrung durch Auslaugung des Betons im Bereich wasserführender Risse Bautechnik 4/2016 278-283 Berichte

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Als Hauptursachen für Korrosion der Bewehrung werden allgemein die beiden folgenden Vorgänge im Beton angesehen: Karbonatisierung des Betons bis zur Oberfläche der Bewehrung, bei der der pH-Wert des Betons deutlich abfällt, so dass sich keine stabile Passivschicht mehr ausbildet oder Überschreiten eines kritischen Chloridgehaltes an der Stahloberfläche, der zu einer örtlichen Zerstörung der Passivschicht führt. Nach der Depassivierung ist der Stahl korrosionsbereit, d.h. er rostet, abhängig vom Angebot von Sauerstoff und Wasser im Beton. Für die Korrosionsgeschwindigkeit spielen zahlreiche weitere Einflussgrößen eine erhebliche Rolle, wie z. B. bei lokaler Depassivierung das Flächenverhältnis von Kathode zu Anode, was bei Korrosion im Bereich von Rissen i.d.R. besonders ungünstig ist (s. z.B. /1,2/).
Insbesondere bei Bauwerken, bei denen im Bereich von Trennrissen häufig oder dauerhaft Wasser ansteht, kann durch Auslaugung des Betons, d.h. ohne Karbonatisierung oder Chlorideinwirkung, Korrosion der Bewehrung ausgelöst werden. Eine solche Auslaugung wird auch bei Betonbauteilen beobachtet, die langzeitig wasserberührt sind, wie z.B. im Trinkwasser- oder Abwasserbereich, siehe z.B. /5/. Dort tritt bei ausreichender Qualität der Betondeckung jedoch innerhalb der Nutzungsdauer i.d.R. keine Depassivierung auf, sondern nur z.B. bei älteren Bauwerken mit unzureichender Betondeckung. Speziell zur Auslaugung von trinkwasserberührten Betonflächen liegen verschiedene wissenschaftliche Untersuchungen vor, die einen recht komplexen Auslaugmechanismus (Hydrolyse) zeigen, da sich hier bei begrenzter Bewegung des Wassers schützende Deckschichten (Carbonatschichten) auf der Betonoberfläche ausbilden können (s. z.B. [3, 4, 6]).
Bei wasserführenden Trennrissen können die Rissflanken jedoch offenbar bereits nach vergleichsweise kurzer Zeit auslaugen. Durch die Durchströmung des Risses findet an den unmittelbaren Rissflanken eine Auslaugung von Calciumhydroxid sowie Alkalien statt, sodass der Korrosionsschutz der Bewehrung im unmittelbaren Rissbereich verloren geht. Systematische Untersuchungen zur Auslaugung im Bereich wasserführender Trennrisse ohne Chlorideinwirkung fehlen jedoch.
Im Folgenden wird die Korrosion durch Auslaugung des Betons im Bereich von Trennrissen oder Fugen anhand mehrerer Beispiele aus der Baupraxis näher gezeigt.

Reinforcement corrosion caused by carbonation of concrete in separating cracks with inflowing water
Main causes for reinforcement corrosion are carbonation of concrete or reaching the critical chloride content at the reinforcement. After depassivation of the reinforcement corrosion is induced depending on availability of oxygen and humidity.
Especially at constructions with separating cracks running through the concrete and water running through the cracks depassivation of the reinforcement may also occur without influence of carbonation or chlorides.
Leaching of the concrete can lead to a reduction of the ph-value so that the passive layer on the surface of the reinforcement is destroyed.
However, systematic investigation on this process is actually not available.
In this article examples are given for the type of reinforcement corrosion by means of leaching of the concrete.

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Bastert, Heinrich Die Tücken der Selbstheilung bei Weißen Wannen - Die Planung von WU-Konstruktionen unter Ansatz der Selbstheilung von Rissen Bautechnik 4/2016 284-287 Berichte

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Planung und Ausführung wasserundurchlässiger Betonkonstruktionen (WU-Konstruktionen) sind in Deutschland seit 2003 in der WU-Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton e. V. (DAfStb) geregelt. Zu den Grundlagen der Bemessung von WU-Konstruktionen nach WU-Richtlinie gehört die Wahl eines Entwurfsgrundsatzes. Aus wirtschaftlichen Gründen wird oft der Entwurfsgrundsatz der Selbstheilung von Rissen bevorzugt. In diesem Beitrag werden Grundlagen des Selbstheilungsprozesses genannt und ihre Auswirkungen auf die Gebrauchstauglichkeit der WU-Konstruktion aufgezeigt.

Design of watertight concrete structures using autogenous healing of cracks
The design and execution of watertight concrete structures in Germany is regulated by the DAfStb guideline on watertight concrete structures from 2003 (WU-Richtlinie). Fundamentals of the design of watertight concrete structures according to the WU-Richtlinie refer to several options to solve the problem of possible cracks in concrete. Most practitioners prefer autogenous healing of cracks because it is an efficient and economical way to solve these problems. This paper provides some basic information on the autogenous healing process and the effects on the usability of watertight structures.

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Bautechnik aktuell 4/2016 Bautechnik 4/2016 289-292 Bautechnik aktuell

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Persönliches:
Bernd Möller 75 Jahre

Nachrichten: Verdienstorden der Bundesrepublik Deutschland an Prof. W. Krätzig verliehen / Teilnehmerrekord bei den 60. BetonTagen / Rezension: Geschichte der Baustatik

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Geschichte der Baustatik. Auf der Suche nach dem Gleichgewicht Bautechnik 4/2016 292-293 Bautechnik aktuell

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 4/2016 294 Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 Inhalt

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Gehlen, Christoph Inter National Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 187 Editorial

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Weber, Michael; Schwabach, Enrico; Schnell, Jürgen Bestimmung der charakteristischen Betondruckfestigkeit im Bestand bei kleinem Stichprobenumfang - Hintergründe und Erläuterungen zur Neuregelung nach E DIN EN 13791/A20:2016 Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 188-199 Fachthemen

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Zur Nachrechnung bestehender Bauwerke, welche grundsätzlich auf Basis der aktuellen, bauaufsichtlich eingeführten technischen Baubestimmungen zu führen sind, werden charakteristische Materialkennwerte der verwendeten Baustoffe benötigt.
Diese können zumindest im Rahmen einer Vordimensionierung durch Umrechnung von aus der Herstellzeit dokumentierten mechanischen Materialkennwerten auf Größen, wie sie zur Anwendung der aktuellen, bauaufsichtlich eingeführten technischen Baubestimmungen benötigt werden, ermittelt werden [1].
Für eine abgesicherte Nachrechnung hingegen müssen charakteristische Materialkennwerte durch eine qualifizierte Bestandsaufnahme am Bauwerk ermittelt werden. Speziell zur Bestimmung charakteristischer Betondruckfestigkeiten führen die bisher anzuwendenden Verfahren nach DIN EN 1990 [2] und DIN EN 13791:2008 [3] bei kleinem Stichprobenumfang n zu ingenieurmäßig fragwürdigen Ergebnissen, welche die tatsächliche Betondruckfestigkeit z. T. erheblich über- oder unterschätzen.
Das neue in E DIN EN 13791/A20:2016 [4] enthaltene Verfahren mit den vom Stichprobenumfang n abhängigen modifizierten Ansätzen A und B ermöglicht in gewissen Anwendungsgrenzen die Bestimmung charakteristischer Betondruckfestigkeiten mit unabhängig vom Stichprobenumfang n geringer Abweichung zur tatsächlichen Betondruckfestigkeit.
Nachfolgend werden die Schwächen der bisherigen Verfahren nach DIN EN 1990 [2] und DIN EN 13791:2008 [3] basierend auf der Auswertung realer Datensätze aufgezeigt und Hintergründe zum neuen Verfahren nach E DIN EN 13791/A20:2016 [4] erläutert.

Determination of the characteristic in-situ concrete compressive strength in conjunction with a small sample size - Technical background and further explanations concerning the new approach in accordance to E DIN EN 13791/A20:2016
In case of an assessment of an existing structure, based on current standards, characteristic properties of materials used for construction are required.
Those material properties can be gained for pre-dimensioning at least from documents from the construction period by conversion.
Whereas, for an ensured recalculation, characteristic material properties have to be determined by a qualified structural investigation. The currently used methods according to DIN EN 1990 [2] and DIN EN 13791:2008 [3] lead, especially for a small sample size, to doubtful results and a high rate of over- or underestimation.
By application of the new approach according to E DIN EN 13791/A20:2016 [4] with the modified methods A and B, the characteristic concrete compressive strength can be determined with only slight deviation to the real value of the concrete compressive strength of the population within the boundaries of application.
Subsequent, weaknesses of the currently used methods according to DIN EN 1990 [2] and DIN EN 13791:2008 [3] are demonstrated. Furthermore, background information on the new approach according to E DIN EN 13791/A20:2016 [4] is given.

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Harling, Andreas; Noakowski, Piotr; Maurer, Reinhard Maste und Türme aus hochfestem Beton - Wirklichkeitsnahe Erfassung der Rissbildung zylindrischer Baukörper Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 200-209 Fachthemen

Kurzfassung

Vertikalrisse beeinflussen erheblich das Verhalten der turmartigen Bauwerke. Dies geschieht bei mäßigen Rissbreiten durch Regenwassereindrang und ggf. Stahlkorrosion und bei breiten Trennrissen durch gefährliche Aufspaltung des Ringquerschnitts. Aus diesem Grund kommt der sicheren und wirtschaftlichen Dimensionierung der Horizontalbewehrung für Maste und Türme aus Stahlbeton eine besondere Bedeutung zu, insbesondere hinsichtlich der Wettbewerbssituation mit der optionalen Stahlbauweise. Diesen Bedarf befriedigt nicht die derzeitige Normung, in der keine Angaben zu Temperatur- bzw. Feuchteeinwirkungen und keine Berechnungsverfahren für die daraus resultierende Zwangbeanspruchung zu finden sind. Der vorliegende Beitrag bietet wirklichkeitsnahe Ansätze zur Erfassung der Einwirkungen und zur Ermittlung der Rissanzahl und Rissbreite an. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die Unterschiede im Verhalten kleiner Schleuderbetonmaste und großer Ortbetontürme gelegt. Abschließend wird die erforderliche Horizontalbewehrung für verschiedene Mast- und Turmquerschnitte ermittelt und mit den Normvorgaben verglichen.

Masts and towers of high strength concrete
Vertical cracks in windshields affect the structural behavior of tower-like structures in two ways: in the long term for small crack widths by water intrusion and reinforcement corrosion, and acutely for wide apertures by splitting the ring cross-section. For this reason, the safe as well as economic dimensioning of the horizontal reinforcement for masts and towers of reinforced concrete is of particular importance - especially in competition with the steel grid construction. However, the current standardization does not meet these requirements: There are no specifications for the size of the exposure temperature and moisture difference, and no guidelines for the computational procedure of the resulting constraining forces. Therefore, the following article explains the impact on the cylindrical structures and their reaction with respect to the number of cracks and the crack width by comparing the horizontal load-bearing behavior of small masts made of spun concrete and big towers made of in-situ concrete. Finally, the necessary horizontal reinforcement is determined for various mast and tower sections and compared with the standard specifications.

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Schlicke, Dirk; Tue, Nguyen Viet Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite unter Berücksichtigung des tatsächlichen Bauteilverhaltens - Teil 2: Anwendung für Wände auf Fundamenten und Abgrenzung zum Risskraftnachweis nach EC2 Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 210-220 Fachthemen

Kurzfassung

In der Praxis wird für die Ermittlung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite oftmals der zentrische Zwang im frühen Betonalter zugrunde gelegt. Aus mechanischer Sicht kann diese Vorgehensweise nur als eine pragmatische Lösung angesehen werden, da hierbei die maßgebenden Faktoren, wie die zeitliche Entwicklung der Materialeigenschaften und die damit einhergehenden bauteiltypischen Verformungseinwirkungen sowie deren Behinderungssituation, nicht berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann gezeigt werden, dass die Mindestbewehrung für den zentrischen Zwang im frühen Betonalter nicht immer auf der sicheren Seite liegt. Schäden, insbesondere in der Form von wasserführenden Rissen bei WU-Konstruktionen, sind deshalb keine Seltenheit.
Die Schwächen des empirisch modifizierten Nachweises auf Grundlage der Rissschnittgröße wurden detailliert in [1] aufgezeigt und in [2] wurde bereits ein Konzept für die Festlegung der Mindestbewehrung auf Grundlage der Verformungskompatibilität vorgestellt. In einem dem vorliegenden Beitrag vorangegangenen ersten Teil [3] wurde bereits ein allgemeines Modell zur verformungsbasierten Ermittlung der Mindestbewehrung und dessen Anwendung für Bodenplatten präsentiert. Im vorliegenden zweiten Teil wird die Anwendung für den klassischen Fall “Wand auf Fundament” gezeigt und die Leistungsfähigkeit des vorgeschlagenen Modells durch einen direkten Vergleich mit Ergebnissen einer risskraftbasierten Bemessung gemäß heutiger Bemessungsstandards demonstriert.
Insgesamt lässt sich die Empirie bei der Bestimmung der Mindestbewehrung mit der verformungsbasierten Methode deutlich abschwächen, da hierbei stets Verträglichkeit entlang des gesamten Bauteils nachgewiesen wird. Im Gegensatz dazu wird bei der risskraftbasierten Bemessung gemäß EC2 [4] nur das Kräftegleichgewicht im Querschnitt betrachtet.

Minimum reinforcement for crack width control considering the real member behaviour
It is standard practice to determine the minimum reinforcement for crack width control on base of centric restraint due to concrete hardening. Although this concept gives straightforward results, it can only be seen as a pragmatic solution which is generally not on the safe side. In detail, this simplification neglects the deformation compatibility and considers therefore not the real member behaviour. As a result of this, structural damage - especially in form of leakage in watertight constructions - often occurs.
A detailed presentation of the weakness of this empirically modified cracking force approach can be found in [1]. However, the mechanically consistent determination of the minimum reinforcement for crack width control can be achieved by considering the deformation compatibility of the restrained member, see [2].
The previous first part of this contribution [3] presented the general application of the deformation-based design concept and its particular application in case of “ground slabs”. The following second part presents the particular application in case of “walls on foundations” as well as a direct comparison with results from a cracking force-based minimum reinforcement design according to current design standards.
Altogether, the introduced approach reduces the empiricism of minimum reinforcement design significantly. The main reason is the verification of deformation compatibility along the member length. In contrast, however, the cracking force-based minimum reinforcement design according to EC2 [4] solely verifies the equilibrium in a cross section.

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DBV/LGA-Arbeitstagung "Aktuelle Normänderungen im Betonbau - Hintergründe und Erläuterungen" Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 220 Aktuell

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Heek, Peter; Mark, Peter Zur Ermüdung von Beton und Stahlfaserbeton - WÖHLERlinien unter Berücksichtigung spannungs- und materialabhängiger Duktilität Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 221-232 Fachthemen

Kurzfassung

Zur Beurteilung des Ermüdungsverhaltens von Werkstoffen wie Beton und Stahlfaserbeton unter zyklischer Beanspruchung konstanter Amplitude haben sich WÖHLERlinien etabliert. Im Einstufen-Schwingversuch wird dabei eine Materialprobe einer zyklischen Beanspruchung bis zum Bruch ausgesetzt und die Anzahl aufnehmbarer Lastspiele logarithmiert als Funktion der Ermüdungslast aufgetragen. In der Literatur existiert eine Vielzahl empirischer WÖHLERlinien für z. B. normal- und hochfeste Betone ohne und mit Faserzusatz unter Schwell- oder Wechselbeanspruchung. Ein universell gültiger Ansatz fehlt hingegen bisher. Im Beitrag wird das Ermüdungsverhalten von Beton und Stahlfaserbeton verglichen und ein energetisches Duktilitätsmaß vorgestellt, das zur Klassifizierung der Betone geeignet ist und eine einheitliche Beschreibung des funktionalen Zusammenhanges von Bruchlastspielzahl und Ermüdungslast ermöglicht. Die mechanische Basis des Duktilitätsmaßes erlaubt zudem insbesondere für zyklisch biegezugbeanspruchte Stahlfaserbetone die gezielte Optimierung ermüdungsrelevanter Parameter wie Fasertyp und -menge. Anhand von Versuchsergebnissen aus der Literatur werden Genauigkeit und Allgemeingültigkeit des neuen Ansatzes verifiziert und an Beispielen vorgestellt.

Fatigue of plain and steel fibre reinforced concrete
To assess fatigue-life of plain and steel fibre reinforced concrete Wöhler- or rather SN-curves are well established. Those curves providing information about logarithmised numbers of cycles until failure as a function of constant amplitude loading can easily be derived via testing. In literature, a huge number of empirical SN approaches are available, valid either for normal or high-performance concrete containing variable amounts of fibres for instance. However, a more general approach is still missing. Subsequently, fatigue life of plain and steel fibre reinforced concrete at constant amplitude loading is contrasted yielding to modified but universally valid SN-curves containing a new toughness index. The mechanically based toughness index is suitable to distinguish between plain and fibre reinforced concrete and allows for the optimization of fibre characteristics like type and dosage to ensure maximum fatigue life. Finally, the presented SN approach is verified using test data from literature. The results are in good accordance on average.

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Leichtbeton-Bemessungstabellen zum Eurocode 6 Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 232 Aktuell

Kurzfassung

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Elsmeier, Kerstin; Hümme, Julian; Oneschkow, Nadja; Lohaus, Ludger Prüftechnische Einflüsse auf das Ermüdungsverhalten hochfester feinkörniger Vergussbetone Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 233-240 Fachthemen

Kurzfassung

Hochfeste Vergussbetone finden häufig Einsatz im Bereich der Windenergieindustrie, wo sie hochzyklischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Bislang sind zum Ermüdungsverhalten solcher Betone jedoch vergleichsweise wenige Untersuchungsergebnisse vorhanden. Daher existieren bei der Beurteilung des Ermüdungsverhaltens hochfester Vergussbetone noch erhebliche Unsicherheiten. Am Institut für Baustoffe der Leibniz Universität Hannover konnte in ersten Untersuchungen ein abweichendes Ermüdungsverhalten von hochfesten Vergussbetonen gegenüber hochfesten Normalbetonen festgestellt werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen deuten darauf hin, dass die auftretenden Unterschiede verschiedenen prüftechnischen Störeinflüssen geschuldet sind, die bei hochfesten Vergussbetonen einen stärkeren Einfluss auf das Ermüdungsverhalten ausüben als bei Normalbetonen. Die prüftechnischen Störeinflüsse werden insbesondere durch die Prüffrequenz hervorgerufen. Mit der Prüffrequenz einhergehend wirkt sich auch die Probekörpererwärmung infolge der zyklischen Beanspruchung auf die Ergebnisse der Ermüdungsversuche aus. In diesem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse hinsichtlich des Ermüdungsverhaltens hochfester Vergussbetone vorgestellt und prüftechnische Einflüsse und deren Auswirkungen auf das Ermüdungsverhalten aufgezeigt.

Technical testing influences on the fatigue behaviour of high-strength grouting mortar
High-strength grouting concretes are commonly used in the wind energy industry, where they are exposed to high cyclic stresses. However, so far, concerning the fatigue behaviour of these concretes is hardly any research available. Therefore, there are still considerable uncertainties regarding the fatigue behaviour of high-strength grouting concretes. At the Institute of Building Materials Science, Leibniz Universität Hannover, deviating fatigue behaviour of high-strength grouting concretes compared to a common high-strength concrete could be determined in first investigations. The results of the investigations indicate that the differences in the fatigue behaviour are occurring due to various technical test influences, which exercise a stronger influence on the fatigue behaviour for high-strength grouting concrete than common concrete. In particular, the testing frequency has a strong influence on the results of the fatigue investigations. Along with the testing frequency, the specimen heating due to the cyclic loading influences the results of the fatigue investigations. In this paper first results of the investigations concerning the fatigue behaviour of high-strength grouting mortar and technical testing influences and their impact on the fatigue behaviour are presented.

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Welsch, Torsten; Reißen, Karin; Schnellenbach-Held, Martina; Hegger, Josef; von Weschpfennig, Dieter; Haardt, Peter Praxiserfahrungen zum Verstärken von Betonbrücken Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 241-252 Berichte

Kurzfassung

Steigende Beanspruchungen insbesondere durch Schwerlastverkehr und altersbedingte Tragfähigkeitsdefizite älterer Brückenbauwerke führen dazu, dass zahlreiche Betonbrücken instand gesetzt oder verstärkt werden müssen. Um einen Beitrag zur konstruktiv und wirtschaftlich erfolgreichen Durchführung zukünftiger Verstärkungsmaßnahmen zu leisten, wurde im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) eine Erfahrungssammlung zu “Verstärkungen älterer Beton- und Spannbetonbrücken” erstellt [1]. In der Dokumentation wird ein Überblick über den Stand der Technik der im Massivbrückenbau eingesetzten Verstärkungstechniken gegeben, und insgesamt 76 durchgeführte Verstärkungsmaßnahmen werden ausgewertet. Repräsentative Verstärkungsmaßnahmen werden in anonymisierter Form detailliert vorgestellt. Der vorliegende Bericht gibt einen Überblick über die in Kürze erscheinende Erfahrungssammlung [1], wobei die wesentlichen Erfahrungen der ausgewerteten Anwendungsfälle vorgestellt werden.

Experiences on the Strengthening of Concrete Bridges
Increasing loads, in particular by heavy-duty traffic, and age-related load-bearing deficits of older bridges result in the need of repairing and strengthening numerous concrete bridges. In order to contribute to a successful realization of future strengthening measures, a collection of experiences focusing on economical and constructive perspectives was provided on behalf of the German Federal Highway Research Institute (BASt). In this documentation [1], an overview is given on the state of the art of strengthening technologies for reinforced and prestressed concrete bridges, and the experiences of 76 strengthening measures are summarized. Representative strengthening measures are presented in anonymized form. This report describes the new documentation [1], and essential experiences of the evaluated cases of application are introduced.

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Bau des Wasserkraftwerks Lauca am Kwanza in Angola Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 252 Aktuell

Kurzfassung

Keine Kurzfassung verfügbar.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 4/2016 Beton- und Stahlbetonbau 4/2016 253-259 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Kurzfassung


Persönliches:
Verdienstorden der Bundesrepublik Deutschland an Prof. W. KRÄTZIG verliehen

Nachrichten: Teilnehmerrekord bei den 60. BetonTagen / solidian gewinnt “Innovationspreis der Zuliefererindustrie Betonbauteile” / Planerkonjunktur bleibt ungetrübt / Verleihung Schöck Bau-Innovationspreis / Kochertalbrücke und Donausteg Deggendorf gewinnen Deutschen Brückenbaupreis 2016

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