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Jahresinhaltsverzeichnis geotechnik 2014 geotechnik 1/2015 Jahresinhaltsverzeichnis

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Vrettos, Christos Konkurrenz durch Qualität geotechnik 1/2015 1 Editorial

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Nernheim, Axel; Vasquez, Alejandro; Wilke, Fabian; Kahle, Hans Geotechnisches Site Specific Assessment für Jack-Up-Schiffe von Offshore-Windparks geotechnik 1/2015 3-16 Fachthemen

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Bei der Errichtung der Fundamente und Turbinen von Offshore-Windparks kommen überwiegend Jack-Up-Schiffe zum Einsatz, die sich mit mechanisch oder hydraulisch bewegten Beinsystemen aus dem Wasser heben können und dadurch eine feste Arbeitsplattform bieten. Im Gegensatz zu schwimmenden Installationsschiffen erhöht die Bein-Boden-Interaktion die Komplexität der Operation. Dieses Risiko kann jedoch mit einer Untergrundanalyse und der Erstellung eines sogenannten “Site Specific Assessments” standortspezifisch analysiert und damit minimiert werden.
Nach der Beschreibung der einzelnen Phasen eines typischen Jacking-Vorgangs werden im Rahmen des Artikels die wesentlichen Aspekte der geotechnischen Komponente eines Site Specific Assessments dargestellt. Darauf aufbauend werden maßgebende Lastfälle zur Ermittlung der Beinkräfte benannt sowie die erforderlichen Baugrunduntersuchungen mit anschließender Parameterableitung erläutert. Die Ermittlung der Bodentragfähigkeit und die darauf basierende Prognose der Beineindringung nach unterschiedlichen Verfahren werden ausführlich beschrieben. Dabei wird auch der häufig bei komplexen Bodenverhältnissen auftretende Effekt des sogenannten “Punch-Through”, des möglichen Durchstanzens der Schiffsbeine, und dessen Auswirkung auf das Nachweisverfahren vorgestellt.
Am Beispiel realer Nordseestandorte werden alle erforderlichen Bemessungsschritte dargestellt. Dabei wird insbesondere auf die Ermittlung von Bemessungsbodenprofilen und die Berechnung der Last-Setzungs-Kurven für die Schiffsbeine eingegangen. Auf dieser Basis werden die während des obligatorischen Vorbelastungsprozesses erwarteten Beineindringungen prognostiziert und mit Messdaten verglichen. Am Vergleich von Vorhersage und Messung der Eindringung werden maßgebliche Einflussparameter sowie eine CPT-basierte Korrekturmethode aufgezeigt.

Geotechnical Site Specific Assessment for offshore-wind jack-up vessels.
Jack-up vessels are widely used for installation of foundations and turbines during the construction of offshore-windfarms. Equipped with moveable legs, these vessels are able to elevate their hull out of the water and provide a stable work platform. At the same time the leg-soil-interaction increases the complexity of the operation which is reflected in the requirement to perform site specific assessments at any jacking location. Subsequent to the description of the phases of a typical jacking operation the article outlines the main components of the geotechnical part of a site specific assessment. The governing load cases are introduced and an overview of the required soil investigations is given. In the following the focus is set on the determination of the bearing capacity and the derivation of related leg penetrations for the jack-up vessel. Phenomena like the “punch-through” and their effect on the process are explained. For a typical North Sea windfarm with non-cohesive soils the accuracy of the leg prediction is shown by comparison to measured data and the major influencing parameters are discussed. Finally, a CPT-based correction method for the capacity of the upper soil layers is introduced.

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Stergiou, Themistoklis; Terzis, Dimitrios; Georgiadis, Konstantinos Undrained bearing capacity of tripod skirted foundations under eccentric loading geotechnik 1/2015 17-27 Fachthemen

Kurzfassung

The undrained bearing capacity of a group of three rigidly connected skirted foundations (tripod) under vertical, moment or combined vertical-moment loading is investigated. Three-dimensional displacement finite element analyses of a single footing are first presented in order to validate the numerical modelling procedure. Various loading paths are considered and comparisons with known solutions are made. Subsequently, a series of analyses of undrained loading on a three-footing group is presented. Different footing spacings and loading directions are considered. The predominant failure mechanisms for characteristic load combinations are determined and the calculated failure loads are presented in dimensionless and normalized form. Based on the numerical results, a unique normalized failure load surface is proposed which applies to all loading directions and footing spacings for a given skirt length to footing diameter ratio.

Undränierte Grenztragfähigkeit von Tripod-Gründungen mit Schürze unter außermittiger Belastung.
Die undränierte Grenztragfähigkeit einer Gruppe von drei starr miteinander verbundenen Gründungselementen (Tripods) unter Vertikallast, Momentenbelastung oder unter einer kombinierten Vertikal- und Momentenbelastung wird untersucht. Zunächst werden dreidimensionale Finite-Elemente-Berechnungen von einem einzelnen Gründungskörper präsentiert, um die numerische Modellierung zu validieren. Unterschiedliche Belastungspfade werden untersucht und mit bekannten Lösungen verglichen. Anschließend wird eine Reihe von undränierten Analysen mit allen drei Gründungskörpern eines Tripods vorgestellt. Variiert werden die Fundamentabstände und die Lastrichtung. Die vorherrschenden Versagensmechanismen werden für charakteristische Lastkombinationen bestimmt und die berechneten Grenztraglasten in dimensionsloser und normierter Form dargestellt. Basierend auf den numerischen Ergebnissen wird eine einzige normierte Grenzzustandskurve vorgeschlagen, welche auf alle Lastrichtungen und Fundamentabstände für ein gegebenes Verhältnis von Schürzenlänge zu Durchmesser der Gründungskörper anwendbar ist.

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Milatz, Marius; Grabe, Jürgen Zum Einfluss der Teilsättigung auf den Plattendruckversuch geotechnik 1/2015 28-35 Fachthemen

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Im Erdbau werden zur Verdichtungsprüfung verschiedene Versuche eingesetzt, die dazu dienen, den anstehenden Untergrund oder das bereits vorbereitete Planum hinsichtlich der Verdichtung und der Steifigkeit zu beurteilen. Als Beispiel sei der statische Lastplattendruckversuch genannt, mit dem schnell und einfach durch punktuelle Messungen in situ auf die Steifigkeit des Unterbaus geschlossen werden kann. Die aus dem Versuch abgeleiteten Verformungsmoduln für Erst- und Wiederbelastung des Bodens gehen in die Bemessung von Fahrbahnen oder Rollfeldern von Flughäfen ein. Ein großer Einfluss auf die Versuchsergebnisse, der in der Praxis und auch im bestehenden Normenwerk kaum beachtet wird, ergibt sich aus einer Teilsättigung des Bodens, die in situ oft dem Regelfall entspricht. Aufgrund von Kapillareffekten können die Versuchsergebnisse des Plattendruckversuchs stark beeinflusst sein, was zur Fehleinschätzung der Verformungsmoduln Ev1 und Ev2 führen kann. Im Rahmen dieses Beitrags wird der Einfluss von Sättigungsgrad und Saugspannung auf die Verdichtungsprüfung des Bodens mit dem Plattendruckversuch diskutiert. Dafür werden die Ergebnisse von Lastplattenversuchen im Modellmaßstab an einem teilgesättigten Sand vorgestellt.

On the influence of partial saturation on the plate load test.
Different soil tests for compaction control are used in earthworks in order to assess the compaction degree and the loading stiffness of the subsoil or the prepared planum. An example is the static plate load test, which allows to derive quickly and easily the subsoil stiffness from punctual measurements. The obtained stiffness modules for first loading and reloading of the subsoil are used for the design of pavements of roads and air fields. A large influence, widely disregarded in practice and also by design codes, appears with unsaturated soils, which represent the regular case in the field. Due to capillary effects the results of the plate load test can be strongly influenced, which may lead to misinterpretation of the stiffness modules Ev1 and Ev2. In this contribution the impact of degree of saturation and soil suction on compaction control with the plate load test will be discussed. For this purpose, results of model plate load tests on an unsaturated sand at a model scale will be presented.

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Grabe, Jürgen; Qiu, Gang; Wu, Lingyue Numerical simulation of the penetration process of ship anchors in sand geotechnik 1/2015 36-45 Fachthemen

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In order to study the burial depth of submarine power cables in the German North Sea, the penetration process of ships' anchors in seabed soil was simulated by using the coupled Eulerian-Lagrangian method in Abaqus/Explicit. In the 3D finite element model the sandy seabed was simulated with different densities under both drained and undrained conditions. The resulting penetration mechanism of a ship anchor in sand was verified by field test data. It showed that under specific conditions the penetration depth of a ship's anchor could be more than 1.5 m, which is suggested in “Bundesfachplan Offshore für die deutsche ausschließliche Wirtschaftszone der Nordsee 2012 und Umweltbericht” [8] as the standard burial depth of submarine power cables in the German North Sea by Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH).

Numerische Simulation des Penetrationsprozesses eines Schiffsankers in Sand.
Um die Verlegetiefe von Offshore-Seekabeln in der Nordsee zu untersuchen, wurde der Penetrationsprozess eines Schiffsankers in den Meeresboden mittels der gekoppelten Euler-Lagrangeschen Methode im Abaqus/Explicit modelliert. Im 3D-FE-Modell wird der sandige Meeresboden mit unterschiedlichen Lagerungsdichten unter dränierten sowie undränierten Bedingungen angesetzt. Der berechnete Eindringmechanismus des Schiffsankers im Sand wird durch Feldmessungen in der Nordsee bestätigt. Es zeigt sich, dass die Penetrationstiefe des Ankers unter Umständen größer ist als die im “Bundesfachplan Offshore für die deutsche ausschließliche Wirtschaftszone der Nordsee 2012 und Umweltbericht” [8] vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) vorgegebene Verlegetiefe von 1,5 m.

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Perau, Eugen; Meteling, Nils Modellgröße und Randbedingungen bei der geohydraulischen Berechnung einer Restwasserhaltung mit der FEM geotechnik 1/2015 46-55 Fachthemen

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Bei der Erstellung von Baugruben im Grundwasser ist es sinnvoll, die Verbauwände in eine schwächer durchlässige Bodenschicht einzubinden und eine Restwasserhaltung zu betreiben. Mit der Finiten-Elemente-Methode (FEM) lassen sich dazu sowohl eindringende Wassermengen als auch Potenziale und Porenwasserdrücke bestimmen, die für verschiedene Nachweise der Standsicherheit benötigt werden.
Derartige numerische Berechnungen erfordern jedoch die Wahl eines Modellgebiets sowie den Ansatz von Randbedingungen, deren Einflüsse auf die Berechnungsergebnisse im vorliegenden Beitrag untersucht werden. Eine Optimierung der durchgeführten Parameterstudie für ebene und rotationssymmetrische Zustände mit isotropem und anisotropem Baugrund war möglich, indem das Strömungsproblem zunächst als parametrisiertes Randwertproblem definiert wurde. Eine Auswertung der mathematischen Eigenschaften des Randwertproblems sowie der Dimensionsanalyse ermöglichte die Reduzierung der Anzahl der Parameter. Abschließend werden auf Basis der Parameterstudie Schlussfolgerungen zu erforderlicher Modellgröße und Randbedingungen gezogen und dem Anwender Empfehlungen hierzu gegeben.

Model size and boundary conditions for geohydraulic calculation of a residual-water drainage system using the FEM.
It is rational, in excavations in the subsoil beneath the groundwater table, to embed the pit wall in a less permeable soil stratum and operate a residual-water drainage system. The Finite Element Method (FEM) can be used to determine both the influx of groundwater and the potentials and pore-water pressures relevant for various analyses of stability. Such numerical calculations require the selection of a model size and the assumption of certain boundary conditions, however. The influence of these on the results of the calculation are examined in this paper. A study has been performed for the cases of plane and axis-symmetrical states with isotropic and anisotropic subsoil, and is firstly optimised by formulating the task as a parameterised boundary value problem. Evaluation of the mathematical characteristics of the boundary value problem and dimensional analysis are then used to reduce the number of parameters. Finally, conclusions concerning the necessary model size and boundary conditions are drawn on the basis of the parameter study, and recommendations then provided for the user.

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Krentz, Martin Zur guten fachlichen Praxis des Düsenstrahlverfahrens geotechnik 1/2015 56-64 Bericht

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Etwa 35 Jahre nach der ersten Anwendung auf einer Baustelle in Deutschland ist das Düsenstrahlverfahren heute im Spezialtiefbau etabliert und gehört zum Portfolio vieler Unternehmen. Für dessen Anwendung gelten DIN EN 12716 als zentrales technisches Regelwerk sowie DIN 18321 für die Regelung technisch/vertraglicher Belange. Erfahrungen aus Streit- und Schadensfällen machen die Fortschreibung und Ergänzung der Regelwerke erforderlich. Der vorliegende Bericht zeigt anhand wesentlicher verfahrensbedingter Zusammenhänge in Beispielen, dass bei der Befolgung der vorliegenden und zukünftigen Regelwerke auch verfahrensspezifische handwerkliche Gesichtspunkte zu beachten sind.

On the skilled application of jet grouting.
Some 35 years ago jet grouting was introduced on a construction site in Germany for the first time. Ever since then it has become an approved method in special ground engineering and is now being offered and applied by many companies. As to its application DIN EN 12716 refers to the central technical guidelines whereas DIN 18321 deals with the technical and/or contractual issues. Experiences with events of damage and disputes show that the regulations need further updates and supplements. This report explains in examples which process-specific craft aspects have to be observed when applying present and future rules.

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DGGT-Mitteilungen 1/2015 geotechnik 1/2015 65-68 DGGT-Mitteilungen,

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34. Baugrundtagung 2016 in Bielefeld
35. Baugrundtagung 2018 in Stuttgart
Fachsektion Kunststoffe in der Geotechnik
Fachsektion Umweltgeotechnik
DGGT-Vorsitzender zum Mitglied der Geotechnischen Gesellschaft von Singapur berufen
ISSMGE International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
ISRM International Society for Rock Mechanics
IGS International Geosynthetics Society (Dr. Kirsten Laackmann)
Aus der DGGT-Nachwuchsförderung (Dipl.-Ing. Isabel M. Wagner, Regionalbeauftragte Süd; Dipl.-Wirtsch.-Ing. Philipp Stein, Regionalbeauftragter Nord)

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Persönliches: geotechnik 1/2015 geotechnik 1/2015 68-70 Persönliches

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Rudolf Floss - 80 Jahre (Hans-Georg Kempfert, Peter Schwarz)
Dr.-Ing. Klaus-Jürgen Melzer - 80 Jahre (Tilman Westhaus)

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CBTR-Nachrichten 1/2015 geotechnik 1/2015 70-72 CBTR-Nachrichten

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CBTR lädt im Juni zur Baugrunddiskussion nach Wien (Dr. jur. Günther Schalk)
Das aktuelle Urteil: Nachtrag verweigert - darf die Baufirma doch die Leistung verweigern? / Baugrund ist anders als beschrieben: Baufirma bekommt Mehrvergütung! (Dr. jur. Günther Schalk)

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Tagungsberichte: geotechnik 1/2015 geotechnik 1/2015 70 Tagungsbericht

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14. Altbergbau-Kolloquium in Gelsenkirchen (Günter Meier)

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Dissertationen: geotechnik 1/2015 geotechnik 1/2015 72-79 Dissertationen

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geotechnik aktuell 1/2015 geotechnik 1/2015 79-80 geotechnik aktuell

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Berufliche Weiterbildung am BSZ “Julius Weisbach”
Ausgezeichnet: Baugruben zur Erweiterung des Rheinkraftwerks Iffezheim

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Zuschrift zum Bericht "Kritische Anmerkungen zu DIN 18321-ATV Düsenstrahlarbeiten" von Bertram Schulze und Holger Jud geotechnik 1/2015 80-81 Zuschrift

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Zuschrift zum Bericht “Kritische Anmerkungen zu DIN 18321-ATV Düsenstrahlarbeiten” von Bertram Schulze und Holger Jud (geotechnik 3/2014, S. 198-203, DOI: ). (Von Jan Gramer, Geschäftsführer Hauptausschuss Tiefbau im Deutschen Vergabe- und Vertragsausschuss für Bauleistungen e.V., Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, Referat StB 14, Robert-Schuman-Platz 1, 53175 Bonn, und Prof. Dr.-Ing. Kurt-Michael Borchert, GuD Geotechnik und Dynamik Consult GmbH, Darwinstr. 13, 10589 Berlin)
Stellungnahme der Autoren (Dr.-Ing. Bertram Schulze und Dipl.-Ing. Holger Jud, Smoltczyk & Partner GmbH, Untere Waldplätze 14, 70569 Stuttgart)

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Termine: geotechnik 1/2015 geotechnik 1/2015 82 Termine

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Inhalt: Mauerwerk 1/2015 Mauerwerk 1/2015 Inhalt

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Inhaltsverzeichnis 2014 Mauerwerk 1/2015 1-8 Inhaltsverzeichnis

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Brameshuber, Wolfgang The Masonry journal is becoming international / Die Zeitschrift Mauerwerk wird international Mauerwerk 1/2015 1-2 Editorial

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Brameshuber, Wolfgang; Graubohm, Markus Prefabricated masonry panel system with two-component polyurethane adhesive / Vorgefertigte Mauertafeln mit Zweikomponenten-Polyurethanklebstoff Mauerwerk 1/2015 3-26 Fachthemen

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Building with factory-prefabricated masonry panels made of clay units meanwhile has become a long-established, field-proven construction method. The advantages are shorter construction time for shell constructions, lower construction costs and uniform level of quality as well as high dimensional accuracy of the masonry panels and a production that is independent of weather influences. An innovation in the field of prefabricated masonry is the dry bonding method for prefabricated masonry panels made of clay units whereby, instead of a conventional thin layer mortar, a two-component polyurethane adhesive (2C-PUR) is applied by machine to the flat ground surface of the clay unit.
In mid 2013, the Institute of Building Materials Research (ibac) in Aachen was commissioned by Redbloc Deutschland GmbH to carry out tests on masonry prefabricated with 2C-PUR adhesive, to establish the necessary basis for obtaining a general technical approval (abZ) for masonry panels built according to the Redbloc system and thereby lay the foundations for using this new construction method in Germany.
This article shall firstly give a survey of the test programme for the approval procedure agreed with the German building authority , Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt), and present the key results obtained from the tests carried out in Aachen. Furthermore the individual steps from planning via production in the prefabrication plant right through to transport and assembling of the masonry panels at the building site will be presented, taking the example of the first prefabrication factory of Redbloc Elemente GmbH opened at Plattling in Germany in the meantime.

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Schmidt, Ulf; Bakeer, Tammam; Jäger, Wolfram; Brameshuber, Wolfgang The bending strength of masonry / Biegezugfestigkeit von Mauerwerk Mauerwerk 1/2015 27-39 Fachthemen

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Bending strength of masonry becomes an important design aspect especially when the walls subjected to lateral loads like, cellar walls which are subject to earth pressure, and façades/ infill walls which are exposed to the wind actions. Bending strength is required wherever the applied load is perpendicular to the wall. It is also required in non-load-bearing partition walls, where the load applied in both the normal and perpendicular directions. Besides, the tensile properties of the brick/block and lengthwise parameters related to geometry and materials technology also influence the bending strength of masonry. These include the thickness of the wall, the extent of overlap, and both the shear and the tensile strength of the bond. Consideration must also be given to the possible presence of mortar in the head joints, which can significantly increase bending strength, especially where joints fail. In addition to these materials technology factors, it is very important to observe the realistic influence of the boundary conditions. The degree of fixity is among the factors to be considered in calculation models. In this contribution, two aspects are going to be observed and analysed, namely: the principles of bearing capacity under lateral loading alongside the models derived from these for cellar walls and areas of infill; and the influence of materials technology/geometric parameters on the bending strength of masonry.

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Papanicolaou, Catherine (Corina); Triantafillou, Thanasis C.; Fabregat, Pere Roca Increase of load-carrying capacity of masonry with textile reinforced rendering / Erhöhung der Tragfähigkeit von Mauerwerk mit textilbewehrtem Putz Mauerwerk 1/2015 40-51 Fachthemen

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Contemporary externally bonded structural upgrading schemes for masonry structures employ Fiber Reinforced Polymer (FRP) systems (a technique that was extended from concrete to masonry structures) and technical textiles (structural fiber grids) embedded in inorganic matrices. The latter account for a multitude of systems depending on the type of grid - fiber material, bundle treatment (dry, coated or even impregnated), grid geometry, manufacturing method etc. - and matrix - binder (e.g. cement or lime), rheology etc. - resulting in the derivation of many different acronyms (FRCM, TRM, CMG, IMG or other - see for definitions below). The mechanical behavior of such systems and their interaction with different substrates may vary significantly (e.g. dry vs. impregnated fiber grids embedded in mortars). This paper aims to summarize all reported efforts to increase the load-carrying and/or deformation capacity of unreinforced masonry walls against in-plane loading and second-order phenomena (eccentric compressive loading).

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Brameshuber, Wolfgang A proposal for the restructuring of the Eurocode EN 1996-1-1 / Ein Vorschlag zur Neustrukturierung des Eurocode EN 1996-1-1 Mauerwerk 1/2015 52-63 Fachthemen

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In this article an attempt is made to simplify the application of EC 6 by a strict and clear division of the EC 6 into calculation, execution and materials. The calculation engineer does not, therefore, need to get involved with building materials specific parameters, which make it much more difficult to get a view over the variety of possible combinations. The introduction of classes in the characteristics that are relevant for building materials means that the structural engineer specifies suitable quantities necessary for his task, the builder/product manufacturer by suitable methods and choice of unit/mortar combinations achieves the required classes and, the product manufacturer, in particular, should be entitled to have the possibility of the individual specification, e. g. as part of general appraisal certificates.

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Alterman, Dariusz; Page, Adrian; Moghtaderi, Behdad; Zhang, Congcong Contribution of thermal resistance and thermal mass to the energy demand of walling systems / Beitrag des Wärmedurchlasswiderstandes und der thermischen Masse zum Energiebedarf von Wandsystemen Mauerwerk 1/2015 64-73 Fachthemen

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This paper describes an experimental investigation of the thermal performance of four common walling systems for Australian housing having a range of thermal resistance (R-values) and varying degrees of external and internal thermal mass (i. e. inherent property of masonry constructions). The comparison is based on the energy demand under controlled conditions to maintain internal thermal comfort. The R-values of each wall were first determined using a Guarded Hot Box Apparatus. The walls were then incorporated into four housing test modules built on the University of Newcastle campus and the detailed thermal performance of each system was observed under a range of seasonal conditions. The interior of each module was controlled within a comfort range by a heating/cooling system with the energy consumption being measured. Comparison of the energy requirements clearly show that internal comfort levels and energy demands are influenced by both the thermal resistance of the walls as well as the extent and location of the thermal mass, with neither being the sole predictor. The best thermal performance is therefore obtained by an appropriate combination of thermal mass and resistance, rather than focussing on the wall thermal resistance (R-value) alone.

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Approvals adapted in line with Eurocode 6 / Zulassungen auf Eurocode 6 angepasst Mauerwerk 1/2015 73 Firmen und Verbände

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