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Das plastische Tragverhalten von Hohlprofilträgern ist durch den Produktionsprozeß, also die Kalt- oder Warmfertigung, stark beeinflußt, da dieser das Materialverhalten entlang dem Umfang der Hohlprofile kontrolliert. Anhand von Bauteilversuchen von kalt- und warmgefertigten Hohlprofilen konnte gezeigt werden, daß das Tragverhalten von warmgefertigten Hohlprofilen aufgrund der bestehenden Definition der Rotationsfähigkeit, die für jeden Träger verlangt wird, eigentlich keine plastische Bemessung dieser Träger zuläßt und zur Aktivierung dieser Reserven entweder andere Bezugniveaus oder andere Verfahren erforderlich sind. Im folgenden wird anhand von experimentellen Biegeversuchen und numerischen Untersuchungen gezeigt, daß der Einfluß des unterschiedlichen Materialverhaltens von warm- und kaltgefertigten Hohlprofilen bei der plastischen Bemessung von Hohlprofilträgern berücksichtigt werden muß. Weiterhin wird ein Ingenieurmodell entwickelt, mit dessen Hilfe die Rotationsfähigkeit von Hohlprofilträgern berechnet werden kann. Dieses Modell basiert auf der Auswirkung der Fließliniengeometrie im Beulmuster.

Der vorliegende Beitrag gibt einen historischen Rückblick auf die Entwicklung des Aufschweißbiegeversuchs nach SEP 1390:1996-07, der seit den 40er Jahren des letzten Jahrhunderts als empirischer Versuch zur Gewährleistung ausreichender Duktilität der verwendeten Stahlgüte bei auf Zug oder Biegezug beanspruchten geschweißten Stahlblechen mit Dicken größer 30 mm angewendet wird. Der Aufschweißbiegeversuch wurde nach den Schadensfällen 1936 an der Zoo-Brücke in Berlin und 1938 an der Reichsautobahnbrücke Rüdersdorf als Versuch zur Beurteilung der Dehnfähigkeit eines geschweißten Blechs von Otto Kommerell entwickelt und zunächst als best geeignetes Hilfsmittel angesehen. Korrelationsuntersuchungen zum Kerbschlagbiegeversuch wurden seinerzeit und heutzutage mit dem Ergebnis durchgeführt, dass es keine gute Korrelation gibt. Im Zuge der europäischen Harmonisierung wurde der Aufschweißbiegeversuch durch ein Äquivalenzkriterium ersetzt, so dass seine Funktion - die Erzielung einer bestimmten Lieferqualität - erhalten bleibt.
The AUBI-test or: nothing is more constant than a provisionary solution?
The present contribution is a review on the development of the German AUBI-test (Aufschweißbiegeversuch) according to SEP 1390:1996-07. In the forties of the last century the AUBI-test was developed by Otto Kommerell after brittle fractures occurred 1936 at the Zoo-bridge in Berlin and at the highway bridge at Rüdersorf 1938. The AUBI-test should provide a possibility for testing and ensuring sufficient ductility of welded steel plates loaded in tension with a thickness greater than 30 mm. Initially the AUBI-test was treated just as an auxiliary possibility. Investigations regarding a possible correlation between impact bending tests and AUBI-tests at that time and nowadays showed that a good correlation is not available. In the frame of the European harmonisation the AUBI-test was replaced by an equivalent criterion, which still obtains the function of the test: achieving a special quality of delivery.

Schwimmende Bauten sind “in“. Sie dienen nicht nur zunehmend der architektonischen Aufwertung von stillgelegten Stadt- und Industriehäfen sowie Tagebaufolgelandschaften, sondern bilden eine Alternative zum klassischen Bauen auf festem Grund. Historisch betrachtet sind schwimmende Häuser nichts Neues. Sie gewinnen aber infolge klimabedingt ansteigender Meeresspiegel existenzielle Bedeutung und erschließen der Bauphysik neue Aufgabengebiete.

Floating settlement structures - Strategy for adaptation to climate change.
Floating buildings are a topical affair. Besides an architectural gain in context with old city- and industrial harbors such as post mining landcapes, they are an alternative for the traditional construction on fixed ground. In a historical consideration floating homes are no new appearance. But owing to the rise of sea-level by the climate change it is becoming momentous and it is a new topic for the building physics

Schwimmende Bauten sind “in“. Sie dienen nicht nur zunehmend der architektonischen Aufwertung von stillgelegten Stadt- und Industriehäfen sowie Tagebaufolgelandschaften, sondern bilden eine Alternative zum klassischen Bauen auf festem Grund. Historisch betrachtet sind schwimmende Häuser nichts Neues. Sie gewinnen aber infolge klimabedingt ansteigender Meeresspiegel existenzielle Bedeutung und erschließen der Bauphysik neue Aufgabengebiete.

Floating settlement structures - Strategy for adaptation to climate change.
Floating buildings are a topical affair. Besides an architectural gain in context with old city- and industrial harbors such as post mining landcapes, they are an alternative for the traditional construction on fixed ground. In a historical consideration floating homes are no new appearance. But owing to the rise of sea-level by the climate change it is becoming momentous and it is a new topic for the building physics

Hochfeste Stähle bis zu 960 MPa Mindeststreckgrenze sowie wetterfeste Stähle werden insbesondere als Bleche und kreisförmige Hohlprofile seit Jahrzehnten gefertigt und finden im Maschinenbau bereits verbreitet Anwendung. Nun ist erstmals eine umfassende Definition solcher Stähle für kreisförmige und eckige Hohlprofile in einem separaten Normteil verfügbar. Dieser Bericht fasst wesentliche Erweiterungen und Definitionen zusammen und gibt einen Gesamtüberblick über solche Werkstoffe und deren typische Verfügbarkeit.

Structural hollow sections - high strength or weather resistant per EN 10210-3/EN 10219-3
High strength steels up to 960 MPa min. yield strength as well as weather resistant steels, in particular as sheets and circular hollow sections have been produced for decades and are already widely in use for machinery applications. For the first time a comprehensive definition of such steels for circular and angled hollow sections is now available in a separate part of the standard. This report summarizes substantial extensions and definitions and provides a general overview about such steels and its typical availability.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Markus Held zur Vollendung des 60. Lebensjahrs gewidmet
Im Zusammenhang mit der fortschreitenden Einführung von Building Information Modeling (BIM) in Deutschland werden im vorliegenden Beitrag die Auswirkungen auf die Arbeitsprozesse in der Tragwerksplanung untersucht. Die Planungsschritte, wie aus der HOAI bekannt, können den Abläufen bei BIM-Projekten zugeordnet und durch zusätzliche Leistungen ergänzt werden. Es zeigt sich aber eine Verschiebung des Aufwands in die frühen Leistungsphasen. Inwieweit sich für den Tragwerksplaner durch die BIM-Methode ein Mehraufwand oder ein Mehrwert ergibt, hängt im Wesentlichen vom Beauftragungsumfang, von der eingesetzten Software und von der Kompatibilität der Schnittstellen ab. Des Weiteren wird untersucht, welchen Einfluss BIM auf die statische Berechnung selbst hat. Das Vorhandensein eines 3D-Fachmodells der Tragwerksplanung führt häufig zu der Erwartung, dass die statische Berechnung auf Basis dieses Modells ebenfalls als 3D-Statik durchgeführt wird. Dies ist aber im Zusammenhang mit BIM nicht zwingend erforderlich. Eine 2D-Positionsstatik lässt sich gleichermaßen gut in den BIM-Prozess integrieren. Ob eine 2D- oder eine 3D-Statik gewählt wird, muss der Tragwerksplaner unabhängig von BIM vielmehr in Abhängigkeit vom individuellen Projekt und von der damit verbundenen Bemessungsaufgabe entscheiden.

The BIM-method applied to the engineering structure process
In the context of the progressive implementation of Building Information Modeling (BIM) in Germany, the present contribution analyses the effects on the processes in the engineering structure planning. The planning steps according to HOAI can be assigned to the processes in BIM projects and supplemented by additional services. However, it shows a shift of effort in the early stages of work. The extent to which the BIM method adds extra work or added value to the structural engineer depends largely on the scope of the assignment, the software used and the compatibility of the interfaces. Furthermore, it is examined which influence BIM has on the static calculation itself. The presence of a 3D model of the structural design often leads to the expectation that the structural analyses based on this model will also be performed as 3D-analyses. However, this is not absolutely necessary in connection with BIM. A 2D calculation can be integrated equally well into the BIM process. The choice between 2D and 3D structural analyses depends on project features and the associated design task, but not on using of the BIM method.

Konstruktions-Leichtbeton weist im Vergleich zu Normalbeton ein deutlich günstigeres Verhältnis von Eigengewicht zu Festigkeit auf. Es werden die hieraus resultierenden Möglichkeiten zur Optimierung von Flachdecken gerade im Hinblick auf größere Spannweiten aufgezeigt. Unter Berücksichtigung der baustoffspezifischen Eigenschaften des Leichtbetons und deren Auswirkungen auf das Tragsystem einer Flachdecke wird die Lösung einer Hohlkörperdecke entwickelt, bei der Leicht- und Normalbeton kombiniert eingesetzt werden. Damit können deutlich größere Spannweiten erreicht werden als mit herkömmlichen, nicht vorgespannten Normalbetondecken.

Für die Biegebemessung von Querschnitten aus Stahlfaserbeton und stahlfaserverstärktem Stahlbeton werden verschiedene Verfahrensweisen hergeleitet und für Rechteckquerschnitte als Bemessungshilfsmittel in Form von Diagrammen und Tabellen dargestellt. Grundlage der Herleitungen und Hilfsmittel sind die im DBV-Merkblatt "Stahlfaserbeton" formulierten Ansätze und Regelungen.

Für den Bauherren ist die frühzeitige Kostenermittlung eine der wichtigsten Entscheidungsgrundlagen für oder gegen die Projektidee und deren Verwirklichung. Für den Planer wiederum ist es schwierig, bereits in diesem Stadium genaue Kostenangaben zu machen, da erst wenige Informationen zum Projekt vorliegen. Aus diesem Grund ist eine frühzeitige Kostenermittlung oft das "Dilemma der erstgenannten Zahl". Eine geeignete Möglichkeit, diese "erste Zahl" mit hoher Genauigkeit zu ermitteln, sind die Bauelement-Verfahren, z. B. auf der Ebene der Grobelemente. Die dabei verwendeten Grundlagen bilden die Bezugseinheiten (z. B. Mengen nach DIN 277) und die Kostenkennwerte. Die Besonderheit des vorgestellten Verfahrens ist das Arbeiten mit Planungskennwerten zur Mengenermittlung. Dies ermöglicht eine Kostenaussage auf der Grobelementebene oder detaillierteren Ermittlungsstufen. Durch die Anwendung dieses Verfahrens ist es nicht nur möglich, Kosten effizient zu ermitteln, sondern auch Vorgaben für die weitere Planung zu liefern. Diese Vorgaben/Ziele wiederum können genutzt werden, um eine Kostenkontrolle und ggf. -steuerung effektiv zu etablieren. Das Ergebnis ist die Kostenplanung, beginnend mit der Ermittlung der "ersten Zahl" bis zur Kostenfeststellung und darüber hinaus ggf. bis zur Betrachtung der Nutzungskosten.

Da die Grundflächen und Rauminhalte von Bauwerken als Grundlage für die verschiedensten Planungsleistungen dienen, stellt deren Ermittlung einen wesentlichen Teil der Arbeit des Ingenieurs und Architekten dar. Die relevante Norm für derartige Mengenermittlungen ist die DIN 277, die z. B. als eine Grundlage der Kostenplanung angesehen werden muß. Im folgenden Beitrag soll aufgrund dieser Relevanz und der leider in der Praxis oftmals bemerkten Probleme bei diesen Ermittlungen, eine Erläuterung der bedeutenden Meßregeln für Grundflächen und Rauminhalte folgen. Dazu werden im ersten Textteil anhand knapper Auflistungen der Meßregeln die Problemfälle und Überschneidungen mit anderen Normen und Verordnungen erläutert. Im zweiten Abschnitt folgt dann die Darstellung der Ermittlung der Grobelementmengen nach DIN 277-3:1998-07, die eine Grundlage der Kostenplanung bilden. Darüber hinaus werden in diesem Zusammenhang insbesondere die Probleme bei der "überkonsequenten" Auslegung des Normenwerkes aufgezeigt und einige Lösungsansätze angeboten.

The urgent need to speed up the process of reducing CO2 emissions, as well as to stimulate the production and use of renewable energy demands sophisticated technologies to reach these goals. By developing an advanced drilling technology, the EU H2020 project ThermoDrill set itself the target to make the utilization of geothermal energy more economical. The new drilling technology is based on the combination of rotary drilling and high-pressure fluid jetting. Rock mechanics largely contributes to the achievement of the common purpose of the project. Especially the investigation of the rock destruction process due to the combined hydraulic and mechanical impact plays a major role. The results are based on extensive experimental research concerning rock fracture under varying conditions. Additionally, various methods of crack detection are applied to identify the underlying mechanisms of the drilling technology. As a result, the specifications of the developed prototypes are to a considerable amount based on the rock mechanical findings. The huge potential of the advanced drilling technology is supported by the results of laboratory tests and field tests.
Die Notwendigkeit, Emissionen von Treibhausgasen rasch zu reduzieren sowie erneuerbare Energieformen stärker zu nutzen, führt verstärkt zur Nachfrage nach revolutionären Technologien. Das EU H2020 Projekt ThermoDrill hat sich daher die wirtschaftliche Nutzbarmachung geothermischer Energie durch die Entwicklung einer fortschrittlichen Bohrtechnologie zur Aufgabe gemacht. Diese basiert auf einer Kombination des bewährten Drehbohrverfahrens mit Hochdruckwasserstrahlschneiden. Bei der erfolgreichen Umsetzung des Projekts spielten felsmechanische Aspekte eine wichtige Rolle, im Besonderen die detaillierte Untersuchung des Gesteinslösemechanismus zufolge kombinierter hydraulischer und mechanischer Einwirkungen. Umfangreiche experimentelle Untersuchungen zum Bruchverhalten von Gestein unter verschiedenen Einwirkungen und Umgebungsbedingungen bilden die wissenschaftliche Grundlage. In Kombination mit verschiedenen Methoden zur Rissdetektion konnten maßgebliche Erkenntnisse hinsichtlich der Wirkungsweise der Bohrtechnologie erzielt werden. Diese Erkenntnisse flossen direkt in die Entwicklung der Prototypen ein und haben maßgeblich deren Spezifikationen beeinflusst. Laborversuche in verschiedenen Maßstäben und erste Feldversuche zeigen das große Potenzial dieser Bohrtechnologie.

Die Berechnung dynamischer Versagensprozesse in Tragstrukturen ist eine ingenieurtechnische Herausforderung und Triebkraft der methodischen Entwicklung. Im Beitrag werden numerische Modelle für spröden Materialbruch und die partielle Ablösung der Bewehrung bei impulsartiger Bauteilbeanspruchung behandelt. Für das Versagen in Grenzschichten werden Methoden zur Reduktion des Rechenaufwands gezeigt. Grundlegend neue Ansätze sind aus der Forschung zur Rissberechnung hervorgegangen und werden mit einigen Beispielen vorgestellt. Der vorliegende Beitrag wurde am 15. Okt. 2021 im Rahmen des 25. Dresdner Baustatik-Seminars präsentiert.

Loadcase impact - modeling of highly dynamic deformation behavior of reinforced concrete structures
The challenging calculation of dynamic fracture processes is driving the development of novel computational methods. In this contribution, models for brittle fracture and partial delamination of reinforcements at impact loading are discussed. Methods for the reduction of computational effort in describing interface failure are shown. The recent developments in modeling of fracture mechanics have yield novel approaches for crack nucleation and propagation, which are discussed by several examples.

Verkehrsbauwerke sind oft besonders widrigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Dies gilt besonders für Parkhäuser und -garagen. Zu einer hohen Chloridbelastung, mechanischer Beanspruchung und Frost-Tauwechsel Beanspruchung kommen gerade bei Bauwerken aus den 1970er und 1980er Jahren baulich bedingte Schwachstellen wie zu geringe Betondeckung, unzureichende Entwässerungsvorrichtungen, fehlende Abdichtungen und schlecht nachbehandelter Beton an der Oberfläche. Erschwerend kommt hinzu, dass nicht alle Schäden visuell von außen erkennbar sind. Für solche Bauwerke muss der sachkundige Planer zusammen mit dem Bauherren wichtige Entscheidungen treffen. Lohnt eine Instandsetzung? Wenn ja, wie umfangreich muss sie sein, damit sie auch dauerhaft ist? Wie stark ist die Konstruktion geschädigt? Die Fragen müssen zuverlässig beantwortet werden, um eine bedarfsgerechte Instandsetzung sicherzustellen. Dazu hat sich die Kombination verschiedener zerstörungsfreier Verfahren als sinnvoll erwiesen. So werden an jedem Messpunkt eines umfangreichen Messrasters am Bauwerk Messwerte verschiedener Verfahren im Sinne ergänzender Untersuchungen aufgezeichnet. Zur Beantwortung der Frage, ob an einer Stelle tatsächlich mit Korrosion zu rechnen ist, werden z. B. die Messwerte der Potentialfeldmessung mit Betondeckungsmessungen und Feuchtemessungen kombiniert. Um die Kombination solcher Verfahren in einem ausreichend dichtem Messraster und dennoch schnell durchführen zu können wird in dem Beitrag über ein selbstnavigierendes Robotersystem berichtet, das modular mit bis zu sechs Verfahren bestückt ist und um weitere Verfahren erweitert werden kann. Bei der Darstellung der Ergebnisse wurde besonders darauf geachtet, diese für großflächige Bereiche so darzustellen, dass eine vergleichende Betrachtung möglich ist.

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Ein ureigenes Ziel der Bauphysik besteht im Errichten von Gebäuden, deren Raumklima auch ohne zusätzliche Gerätetechnik weitgehend heutigen Behaglichkeitsmaßstäben für Wohnungen und Anforderungen öffentlich genutzter Gebäude entspricht. Einen Beitrag hierzu liefern u. a. hygroskopisch wirksame Raumbegrenzungsflächen mit gezielt modifizierten hygrischen Kennwerten.

Passive measures for hygric indoor climate regulation.
One of the primary objectives in building physics is to construct buildings with indoor air conditions that meet current standards of comfort for residential and public buildings, wherever possible without any additional air conditioning technology. Using ‘hygroscopic’ surfaces with specifically modified hygric values as room boundaries can help achieve this objective.

Ein ureigenes Ziel der Bauphysik besteht im Errichten von Gebäuden, deren Raumklima auch ohne zusätzliche Gerätetechnik weitgehend heutigen Behaglichkeitsmaßstäben für Wohnungen und Anforderungen öffentlich genutzter Gebäude entspricht. Einen Beitrag hierzu liefern u. a. hygroskopisch wirksame Raumbegrenzungsflächen mit gezielt modifizierten hygrischen Kennwerten.

Passive measures for hygric indoor climate regulation.
One of the primary objectives in building physics is to construct buildings with indoor air conditions that meet current standards of comfort for residential and public buildings, wherever possible without any additional air conditioning technology. Using ‘hygroscopic’ surfaces with specifically modified hygric values as room boundaries can help achieve this objective.

Erstaunlich lange bestehen Unsicherheiten in der Beurteilung der bauphysikalischen Situation von Holzbalkenköpfen in Außenwänden mit Innendämmung. Im vorliegenden Beitrag werden die gegenwärtige Situation sowie laufende Messungen in Verbindung mit verschiedenen Lösungsansätzen in mehreren Objekten einschließlich erster neuer Messergebnisse dargelegt. Mittels laufender und zukünftiger Projekte sollen messtechnisch und rechnerisch belegte Grundlagen sowie Bemessungshilfen für die Praxis erarbeitet werden.

Measurement results and building physics solutions for dealing with the problem of joist ends in external walls with internal insulation. Uncertainty regarding the assessment of the building physics situation of joist ends in external walls with internal insulation has existed for a surprisingly long time. This article takes a look at the current situation and presents current test scenarios set up for different solutions in several properties, including the first new measurement results. On the basis of ongoing and future projects, it is intended to establish tested and calculated principles and design aids for practical applications.

Während bislang der Schutz einer Baukonstruktion vor Außen- und Innenklimabelastungen im Vordergrund bauphysikalischer Überlegungen stand, werden heute zunehmend passiv und aktiv wirksame Prozesse der Bauwerkshülle und deren Einflüsse auf das äußere und innere Umfeld für Bauherren und Nutzer interessant. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit den hygrothermischen Vorgängen auf Außen- und Innenoberflächen von Gebäuden, insbesondere von Wänden und ihren Wirkungen auf den Transmissionswärmeverlust und die relative Raumluftfeuchte in Abhängigkeit der außen- und innenklimatischen Randbedingungen sowie ggf. vorhandener Wärmequellen zur Vermeidung mikrobiologischen Bewuchses. Untersuchungsmethoden und -ergebnisse zur Beurteilung der langwelligen Abstrahlung von Bauteiloberflächen sowie Ergebnisse zum Einfluss sorptiv wirksamer Raumoberflächen auf das Raumklima von Archivräumen werden mitgeteilt.

Die Sanierung ostdeutscher sowie osteuropäischer Städte und Dörfer ist eine Last und Chance von volkswirtschaftlicher Größenordnung. Daneben enthält die wärmeschutztechnische Aufbesserung denkmalgeschützter Fassaden mit ihrem sozialen wie technischen Bezug für die Entscheidungsträger ein nicht zu unterschätzendes Konfliktpotential. Auf und in der baulichen Hülle mit ihren oft kapillaraktiven Strukturen herrscht ein ausgeprägt komplexes Geschehen gekoppelter Wärme- und Feuchtetransportvorgänge. Am Beispiel des Flächendenkmals Eisenhüttenstadt wird die hygrothermische Wirksamkeit von Innendämmsystemen auch unter Hinzunahme infrarotverspiegelnder Außenanstriche demonstriert und diskutiert. Als Wärmedämmstoffe für die Innendämmung kommen Calciumsilikat und ein hochwärmedämmender Porenbeton zum Einsatz. Die Reduzierung des Wärmedurchganges während der Heizperiode kann in mitteleuropäischen Breiten durch infrarotreflektierende Beschichtungen bei Vertikalflächen bis zu etwa 10 % betragen. Derzeit bleibt dies aber durch eine permanente Verschmutzung und zeitweise Feuchtefilmbildung eher eine theoretische Größe. Messungen belegen zudem, daß nicht alle auf dem Markt befindlichen Anstriche ihren Aussagen hinsichtlich einer Energieeffizienz gerecht werden.

Schwimmende Architektur, ein nicht eindeutiger Fachbegriff, wird zunehmend auch in Deutschland thematisiert. Punktuell entstehen exklusive Wohnbauten wie auch einfache schwimmende Ferienhäuser. Infolge spezifischer Randbedingungen auf dem Wasser sowohl für die Schwimmkörper als auch für deren Aufbauten ergeben sich zusätzliche Chancen und Risiken. Der Beitrag behandelt beispielhaft bauphysikalische Bezüge. Entwicklungstendenzen der Weltbevölkerung hinsichtlich Wachstum und Verteilung bei gleichzeitig steigendem Meeresspiegel erfordern künftig ein verstärktes wissenschaftliches Interesse und Engagement der Bauphysik auch für schwimmende Bauten.

Floating architecture and the responsibility of building physics for floating buildings.
Floating architecture, a new and still unambiguous technical term is increasingly being addressed as subject in Germany. Point by popint exclusive buildings are constructed such as simple floating houses for holidays. As a result of specific boundary conditions of the water area for the pontoons as well as for their construction additional chances and risks are given. The paper represents examples with regard to the building physics. Development trends of the world population concerning growth and distribution coupled with rising sea levels call for an increased scientific interest and engagement of the building physics for floating architecture in future too.