Die Ertüchtigung von ungeschützten Stahlkonstruktionen bezüglich der Feuerwiderstandsdauer erfordert oft sehr hohe Aufwendungen, da ungeschützte Stahlkonstruktionen nur einen sehr geringen Feuerwiderstand aufgrund der thermischen Eigenschaften aufweisen. Durch den Einbau von Rauch- und Wärmeabzugsanlagen wird eine thermische Entlastung von Stahlkonstruktionen erreicht, so daß neben dem Effekt der Entrauchung auch der Feuerwiderstand der Konstruktion durch rasche Abführung von Wärme erheblich erhöht wird. Durch den Einbau von automatischen Löschanlagen wird ein Brand auf einer Entstehungsfläche eingegrenzt, so daß hohe Temperaturen für Stahlkonstruktionen erst gar nicht entstehen. Somit kann für realistische Brandverläufe eine ausreichend lange Feuerwiderstandsdauer für Stahlkonstruktionen erreicht werden.

Dem auf ein Bauteil aufgesetzter Fußwird ein zeitabhäniger Wärmestrom entzogen. Eine spezielle Lösung der räumlichen Wärmediffusionsgleichung ermöglicht gleichzeitig die Berechnung der Änderung von Fußpunkt-Temperatur und Wärmestrom durch die Kontaktfläche. Die berechneten Werte zeigen eine gute Übereinstimmung mit Labormessungen an Beton und gestatten außerdem den Kurvenverlauf der Wärmestromdichte in DIN 52614 wiederzugeben. Das Modell eignet sich für eine Erweiterung auf mehrschichtige Bauteile.

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2.1 Künstliche Steine für Wände, Decken und Schornsteine
2.2 Bindemittel und Zuschlag für Mauermörtel
2.3 Werkmauermörtel und Drahtanker
2.4 Vorgefertigte Bauteile aus Mauersteinen

2.1 Künstliche Steine für Wände, Decken und Schornsteine
2.2 Bindemittel und Zuschlag für Mauermörtel
2.3 Werkmauermörtel und Drahtanker
2.4 Vorgefertigte Bauteile aus Mauersteinen

2.1 Künstliche Steine für Wände, Decken und Schornsteine
2.2 Bindemittel und Zuschlag für Mauermörtel
2.3 Werkmauermörtel und Drahtanker
2.4 Vorgefertigte Bauteile aus Mauersteinen

Der Tragwerksentwickler FREI OTTO hat die Multihalle für die Bundesgartenschau 1975 in Mannheim gemeinsam mit den Ingenieuren von Ove Arup und den Architekten CARLFRIED MUTSCHLER und JOACHIM LANGNER entworfen, entwickelt und verwirklicht. Der Bau gilt als Meilenstein des überwiegend druckbeanspruchten Leichtbaus. Das filigrane Flächentragwerk war damals und ist heute noch die größte freitragende Holzgitterschalenkonstruktion weltweit mit Spannweiten von bis zu 80 m. Der kreative Planungsprozess war kaum weniger interessant und ist bis heute vorbildlich. Der Prüfingenieur FRITZ WENZEL hat diesen Prozess begleitet und überwacht. Heute, fast 44 Jahre später, benötigt man in ähnlichem Maß Forschergeist, Kreativität, Innovationsfreude und Mut, um das großartige Denkmal als weiterhin beispielhaftes Leichtbau-Experiment zu retten.

Innovation via inspiration and creativity - saving the multihall as a further exemplary lightweight construction experiment
The structural designer FREI OTTO developed and realized the multihall for the Federal Garden Show in Mannheim in 1975 together with the engineers of Ove Arup and the architects CARLFRIED MUTSCHLER and JOACHIM LANGNER. The structure is regarded as a milestone of lightweight constructions predominantly under compression. The lightweight structure was then and is still today the largest self-supporting wooden lattice shell construction worldwide with spans up to 80 m. The creative planning process was hardly less interesting and remains exemplary to this day. Test engineer FRITZ WENZEL accompanied and supervised this process. Today, nearly 44 years later, we need a similar degree of exploratory spirit, creativity, innovation and courage to save the magnificent monument as a further exemplary lightweight experiment.

Architekten und Ingenieure sind zunehmend daran interessiert, eine moderne Formensprache auch für Holzkonstruktionen umzusetzen. Dabei erweisen sich die bewährten Maßnahmen zum konstruktiven Holzschutz, wie z. B. Dachüberstände, Verkleidungen und Verblechungen, häufig als hinderlich und bremsen so eine größere Verbreitung der Holzbauweise. In der Praxis wurde deshalb vereinzelt ein neues Holzschutzkonzept angewandt, das auf einer hochelastischen, 2 bis 3 mm dicken Sprühbeschichtung aus Polyurethan basiert. Dieses Schutzsystem wird seit 25 Jahren erfolgreich für Betonkonstruktionen eingesetzt. Die hervorragende Risseüberbrückungsfähigkeit der Polyurethan-Dickfilmbeschichtung, zusammen mit einer Dampfdurchlässigkeit von sd ≈ 1,8 m bei 2 bis 3 mm Dicke, prädestiniert sie auch zum Schutz moderner Holzbauteile. In einem Forschungsprojekt an der TU-Berlin wurde dieses Holzschutzkonzept nun erstmals wissenschaftlich an drei unterschiedlichen PUR-Beschichtungen auf verschiedenen Holzgründen wie Brettschichtholz, Brettsperrholz, OSB-Platte, mitteldichte Faserplatte und Furnierschichtholz untersucht. Dazu wurden an gealterten und ungealterten beschichteten Holzproben Zug- und Haftzugtests, Ermüdungstests und Auslagerungsversuche durchgeführt und anschließend die Wasserdichtigkeit geprüft. Des Weiteren wurden ein Fassadenelement im ETAG-Fassadenprüfstand sowie ein Wand-Traufe-Bauteil im Schlagregenversuchsstand getestet.

Highly elastic polyurethane coating with 2 to 3 mm thickness for constructive wood protection
Architects and engineers develop an increasing interest in sustainable timber structures with a contemporary and modern design. This aim is hampered by the established detailing of timber structures, which for example requires roof overhangs and steel sheet cladding to prevent the timber from weathering. In recent projects architects and engineers tried a new method of constructive wood protection to realize their modern design concepts: A 2 to 3 mm thick, highly elastic polyurethane coating is sprayed onto the wood. This coating is capable of bridging opening gaps, in the tests up to 5 mm in width, while remaining watertight. This type of water proofing is successfully employed on concrete for about 25 years. Its permeability for water vapour with an sd-value of about 1.8 m makes it well suited for timber structures. In a research project the Technische Universität Berlin investigated this new type of wood protection. Polyurethane coatings of three different manufacturers were tested on multiple substrates like gluelam, cross laminated timber, oriented strand board, medium density fibre board and laminated veneer lumber. Half of the test specimens were exposed to artificial weathering before the tests, the other half remained unweathered. Tests of the resistance to delamination were carried out as well as tensile and fatigue tests which were followed by tests assessing the water tightness. Some specimens were exposed to outside climate for two years and a full size facade element was tested in the EOTA facade testing stand.

Traditionelle Holzverbindungen mit abgestirnten Zapfen finden sich häufig bei historischen Holztragwerken zur Verbindung zweier schräg aufeinandertreffender Stäbe, wenn Druckkräfte zu übertragen sind. Bei einer Umnutzung oder bei Schäden wird ein Tragsicherheitsnachweis für diese Verbindungen erforderlich. Um das Tragverhalten dieser Verbindungen besser abschätzen zu können, wurden experimentelle Untersuchungen an Verbindungen mit abgestirnten Zapfen durchgeführt. Ausgehend von diesen Untersuchungen wurde ein Modell entwickelt, mit dem die Tragfähigkeit dieser Verbindungen berechnet werden kann. Dabei werden verschiedene Bruchmechanismen - Abscheren der Lamellen (Rollschubversagen), Versagen der Stirn- und Grundfläche - betrachtet, wobei der Einfluss der Reibung in den Kontaktflächen berücksichtigt wurde. Aufgrund der guten Übereinstimmung der Versuchsergebnisse mit den mithilfe des Modells ermittelten Tragfähigkeiten kann das Modell für die Bemessung von Verbindungen mit abgestirnten Zapfen vorgeschlagen werden. Die relevanten Bemessungsschritte werden dargestellt und an einem Beispiel erläutert.

Investigation on traditional carpentry joints - The tapered tenon.
Traditional carpentry joints with tapered tenons had been used widely in traditional timber structures in middle Europe to connect two structural parts under compression loads, that concur in a somehow diagonal angle. When a change of use is required or when damages are obviously, then an analytical model is needed to prove the structural safety. Experimental investigations were accomplished and an analytical model was developed for this type of joinery. Three types of failure were considered - rolling shear failure, failure of the front side and failure of the bottom face. The influence of friction was observed and determined. Because of the good accordance of the experimental and the analytical results it can be recommended to use the model for structural calculations on tapered tenon joints. The design-steps are documented and explained. A practical example for the calculation is given.

Erdgedeckte Lagertanks sind zylindrische Behälter, die auf einem Sandbett liegen und ein- oder doppelwandig ausgebildet sind. Sie dienen zur unter- oder oberirdischen Lagerung von Flüssigkeiten und weisen eine volle oder teilweise Erddeckung auf. Die unterirdische Lagerung erfolgt üblicherweise als “Grabenlagerung” im gewachsenen Boden, und die oberirdische Lagerung mit einer hügelförmigen Überschüttung wird als “Hünengrablagerung” bezeichnet. Bei beiden Lagerungsarten ist sowohl die Einzellagerung als auch eine Batterielagerung möglich.

Eine realitätsnahe Berechnung der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von historischen Mauerwerksstrukturen ist eine notwendige Voraussetzung zur sinnvollen Planung erforderlicher Sanierungsmaßnahmen. Dementsprechend erfordert die Bewertung gemauerter Brückenbauwerke ein Berechnungsmodell, welches in der Lage ist, den dreidimensionalen Mauerwerksverband mit allen wichtigen Eigenschaften hinsichtlich der Steifigkeit, Festigkeit und möglicher Versagensszenarien zu beschreiben. Der folgende Beitrag stellt die erstmalige Nachrechnung der 78 m hohen und 574 m langen Göltzschtalbrücke als dreidimensionales Tragwerk unter Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens vor. Die 1846 bis 1851 erbaute Eisenbahnbrücke wurde durchgängig in der dem römischen Aquädukt ähnlichen Form aus Natur- und Ziegelstein gemauert. Hierfür wurde in ANSYS® ein detailliertes 3D-Geometriemodell, welches den Einbauort verschiedener Mauerwerkssteine und die Lage des Verbandes der unterschiedlichen Mauerwerksarten beinhaltet, erstellt. Das nichtlineare Materialverhalten wurde mit einem in ANSYS® implementierten elastoplastischen 3D-Materialmodell für Mauerwerk erfaßt. Damit wurde es möglich, den Spannungs- und Verformungszustand der Struktur sehr realistisch abzubilden und die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit des Gesamtbauwerks unter Einbeziehung der Lastgeschichte plausibel nachzuweisen.

Die neueren Entwicklungen in den hypoplastischen Stoffgesetzen bieten die Möglichkeit, auf einfache Weise Maßstabseffekte aus dem Druckniveau zu untersuchen. Der vorliegende Beitrag behandelt die Erddruckproblematik bei starren Wänden in Sand für unterschiedliche Wandbewegungen, Wandhöhen und Dichten. Erfaßt wird sowohl der aktive als auch der passive Zustand. Zur Beschreibung des Druckniveaueinflusses werden einfache Korrekturfaktoren entwickelt. Die Berechnungsergebnisse werden ausführlich mit dem Kenntnisstand in der Literatur und in den Normen verglichen.

Aufgrund spezifischer Anforderungen für zukünftige Projekte sollte eine neue Methode zum Herstellen geneigter bzw. horizontal zementierter Erdröhren entwickelt werden. Die Anwendungsgebiete liegen im innerstädtischen Tunnelbau für Bereiche, die durch Bebauung von oben nach herkömmlicher Methode nicht zugänglich sind. Dort, wo es gilt, Setzungen des Erdreichs zu verhindern, bietet die hier dargelegte Methode Sicherheit mittels der Herstellung von runden Schutzschirmen um die zukünftige Tunnelausbruchröhre. Ferner können solche Abdichtungsschirme unter bestehenden Industrieanlagen notwendig werden, um ein Ausbreiten von versickernden umweltgefärdenden Stoffen wirkungsvoll zu verhindern. Vorgestellt werden das Konzept dieser Methode und die dazugehörigen Werkzeuge.

Die Carolabrücke über die Elbe in Dresden wurde 1968 bis 1971 als Spannbetonbrücke mit neuartigen Stahlgußgerbergelenken gebaut. Die Gelenkteile sind mit Koppelbolzen unmittelbar an die Stegspannglieder angeschlossen. Die für die Standsicherheit wichtigen Koppelbolzenkräfte wurden bzw. werden während der Herstellung und Nutzung der Brücke gemessen. Dazu sind 121 der 504 Koppelbolzen als Meßkoppelbolzen ausgebildet worden. Über die Meßergebnisse der bisher vergangenen rd. 23 Jahre wird berichtet. 1983 wurde ein Gradientenknick (Durchbiegung des Gelenkes II) festgestellt. Durch verschiedene, unabhängige und umfangreiche Messungen wurde das Kurz- und Langzeitverhalten der Brücke eindeutig ermittelt und Aussagen und Schlußfolgerungen für die Zukunft getroffen. Die bisher eingetretenen Durchbiegungen des Gelenks II von rd. 30 cm sind reine Kriechverformungen ohne Auswirkung auf die Standsicherheit. Der derzeitige Wert stellt 80 % der Durchbiegung am Ende der Nutzungsdauer dar. Zusätzlich treten große tägliche und jahreszeitliche Schwankungen infolge Temperatur zwischen 2 cm Hebung und 8 cm Senkung auf. Die Verkehrslastverformungen sind dagegen gering.

Für dünnwandige, polygonale offene und geschlossene Querschnitte gibt es auf den Voraussetzungen der Faltwerkstheorie basierende analytische Formulierungen. Durch Berechnungen mit einem Platten-Scheibenelement, dem genauere Ansätze als den analytischen Formulierungen zugrunde liegen, wird untersucht, ob die Ergebnisse der analytischen Formulierung befriedigende Übereinstimmung liefern. Für Träger mit üblichen Abmessungen ist dies der Fall.

Die Ermittlung des Temperaturverlaufs und der Wärmespannungen in Sandwichplatten, hauptsächliche Anwendung für Wärmedämmverbund-Systeme von Aussenbauteilen.

Grundsätzliches zur Methode der finiten Elemente und Ausblick auf die Anwendung zur Berechnung von Massivplatten im Hochbau.

Die Herstellung von Betonbauteilen muss zum Schutze des Klimas nachhaltiger werden. Ein Ansatz ist die grundlegende Veränderung der Betonrezepturen in ihren Ausgangsstoffen und Massenanteilen. Diese sind so zu verändern, dass der Einsatz primärer Rohstoffe signifikant reduziert wird, ohne die physikalischen Eigenschaften des Betons nachteilig zu verändern respektive zu verbessern. Dieser Aufsatz befasst sich mit aktuellen internationalen Forschungsergebnissen zu nachhaltigen, kreislaufoptimierten Betonmischungsrezepturen und deren erzielten 28-Tage-Druckfestigkeitswerten. Diese wurden mithilfe eines Analysemodells über die empirischen Druckfestigkeitswerte der Rezepturen und deren mögliche CO2-Einsparung im Herstellungsprozess bewertet. Die Veränderung des Treibhauspotenzials basiert auf einer reduzierten Sachbilanzstudie der Stoffströme. Die Auswertung der verfügbaren Daten ergab, dass insbesondere durch den Einsatz industrieller Abfall- und Nebenprodukte in Beton, wie Kupferschlacke, keramische oder Gießereiabfälle sowie Steinschlammpulver, ein nachhaltiges Ergebnis erzielt werden kann. Bei Verwendung dieser Produkte konnte sowohl eine rechnerische Einsparung des Kohlenstoffdioxidausstoßes als auch eine Zunahme der 28-Tage-Druckfestigkeit gegenüber der Vergleichsprobe erzielt werden.

Evaluation of new concrete regarding the load-bearing behavior and the greenhouse gas reduction in the manufacturing process
The production of concrete components has to become more sustainable to protect the climate. One approach is the fundamental change in the concrete recipes in terms of their materials and mass proportions. Change has to be done so that the use of primary raw materials is significantly reduced without adversely changing or improving the physical properties of the concrete. This essay deals with current international research results on sustainable, circulation-optimized concrete mix formulations and their achieved 28-day compressive strength values. The results were evaluated with an analysis model using the empirical compressive strength values of the formulations and their possible CO2 savings in the manufacturing process. The difference in the greenhouse potential is based on a reduced life cycle inventory study of the material flows. The evaluation of the available data shows that a sustainable result can be achieved using industrial waste and by-products in concrete, such as copper slag, ceramic or foundry waste and stone sludge powder. By using these products, carbon dioxide emissions are reduced and an increase in the 28-day compressive strength compared to the reference sample could be achieved. The examined studies with recycled aggregates from mixed and broken concrete waste mostly led to a negative analysis value due to reduced strength values.

Der Eurocode 2 (EN 1992-1-1) beschäftigt sich mit der Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Eine eingehende Betrachtung und der Vergleich der nationalen Anhänge sind notwendig, um die Unterschiede der national festgelegten Berechnungsparameter zu verifizieren. Dieser Aufsatz gibt einen Überblick über die gegenwärtige Situation und zeigt die wesentlichen Unterschiede der nationalen Anhänge der EN 1992-1-1 zu den Themen Querkraft und Durchstanzen auf.

Shear and Punching Shear verifications in comparison to the national annexes of the Eurocode 2
In order to get the Eurocodes accepted, it was necessary to allow national choices with regard to parameters where no agreement between the countries involved could be reached. For the part EN 1992-1-1 “Design of concrete structures - Part I: General rules and rules for buildings” altogether 121 parameters have been defined which are subject to national choices. A comparison of the national choices can show where in future easily agreement can be reached. On the other hand parameters can be identified for which significant disagreement exist, which invites to further discussions and even research. In this paper, as an experiment, the nationally defined parameters of 18 countries are compared for the chapters on shear and punching, which subjects are now, for several reasons, again in the centre of interest.

Die Sicherheit von Bauwerken gegen hochdynamische Beanspruchungen gewinnt seit einigen Jahren zunehmend an Bedeutung. Ob durch Fahrzeuganprall oder Steinschlag hervorgerufen ist ein Impaktereignis immer eine außergewöhnliche Belastung für ein Bauwerk. Durch die bei diesen hochdynamischen Vorgängen wirkenden Belastungsgeschwindigkeiten verändert sich das Materialverhalten von Beton signifikant gegenüber dem statischen Fall. Für eine realitätsnahe Bauwerksbemessung gegenüber Impakt muss das verzerrungsratenabhängige Materialverhalten verschiedener Betone noch besser erforscht werden. Durch die hier vorgestellten Versuche an Leichtbetonen soll ein Beitrag auf diesem Gebiet geleistet werden.
Nach der Beschreibung der verwendeten Hochleistungsleichtbetone und einer Erläuterung des Versuchsaufbaus des Split-Hopkinson-Bars (SHB) sowie der Messtechnik werden die durchgeführten Experimente für Dehnraten von 50 bis 150 1/s vorgestellt und die gewonnen Ergebnisse erläutert. Die Untersuchungen zeigen, dass Leichtbeton im Bereich hoher Belastungsgeschwindigkeiten ein ähnliches Verhalten wie hochfeste Normalbetone aufweist.

High Performance Lightweight Aggregate Concrete under Impact Loading
The resistance of civil engineering constructive works to high dynamic loadings has become increasingly important in recent years. Whether caused by a vehicle collision or falling rocks, an impact event is always an extraordinary load on a building. Due to the high dynamic processes acting at these loading rates, the material properties of concrete are changing significantly compared to the static case. To improve the building design to impact, it is important to know more about the strain rate dependent material behaviour of different types of concrete. The presented experiments on lightweight concrete should make a contribution in this field.
After the description of the high performance lightweight aggregate concrete, an explanation of the experimental setup of the Split-Hopkinson-Bar (SHB) and the measurement technique, the experiments carried out for strain rates of 50 to 150 1/s are presented and the results obtained are discussed. The investigations show that lightweight concrete has a similar behaviour as normal high performance concrete at high loading rates.

Der Beitrag beschreibt die Entwicklung von Bemessungshilfen, die die Anwendung des Verfahrens der begrenzten Momentenumlagerung nach DIN 1045-1 erleichtern. Die zulässige Umlagerung war bisher für das aktuelle Bemessungsproblem nur iterativ bestimmbar. In Anlehnung an herkömmliche Bemessungstafeln werden Tabellen angegeben, aus denen der zulässige Umlagerungsfaktor unter Verwendung des nach der Elastizitätstheorie bestimmten Bemessungsmomentes direkt abgelesen werden kann. Dadurch wird für die Anwendung in der Praxis eine benutzerfreundliche Alternative zu den herkömmlichen Verfahren geschaffen.

Dieser Beitrag beschreibt die Grundlagen für ein allgemeingültiges Konzept zur Bemessung von chemischen Befestigungen. Zuerst werden die üblichen Systeme sowie deren Trag- und Versagensverhalten aufgezeigt. Dabei wird Umgebungseinflüssen wie Temperatur, Feuchtigkeit und Reinigung besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Dann werden Bemessungskonzepte aus der Literatur vorgestellt. Diese werden anhand einer Datenbank mit den Ergebnissen von etwa 900 Versuchen bewertet. Weiterhin werden daraus eine Grundbeziehung für ein neues, allgemeines Bemessungskonzept hergeleitet und Bemessungshinweise für zug-, quer- und schrägbelastete Befestigungen gegeben.

Bericht über die Verwendung von 16 m langen und 1.8 m breiten Listenmatten für eine 2 m dicke wasserundurchlässige Bodenplatte unter einem Hochhaus.

Es wird über Schubversuche an in der Druckzone ergänzten, nicht schubbewehrten Plattenstreifen und Balken berichtet. Die Versuche zeigen, daß ein hartkornverzahnter Epoxidbelag als Ersatz für die Verbundbewehrung in der Kontaktfläche ausreichend hohe Druckfestigkeiten erzielen lässt.

Es werden drei in der Fachliteratur beschriebene Grossversuche mit der FE-Methode nachgerechnet. Die verwendeten Materialgesetze für die nicht-lineare Berechnung werden beschrieben. Es zeigt sich gute Übereinstimmung zwischen Versuch und Berechnung