Im Gegensatz zur einaxialen Betondruckfestigkeit, die sich relativ einfach an Zylindern oder Würfeln ermitteln lässt, ist die Erfassung der zentrischen Betonzugfestigkeit wesentlich aufwendiger, da die Lasteinleitung mit Schwierigkeiten verbunden ist. Daher bietet sich die indirekte Ermittlung der zentrischen Zugfestigkeit über einen Biegezugversuch an. In diesem Fall muss jedoch die im Biegezugversuch bestimmte Kraft-Verformungs-Kurve in eine Zugspannungs-Dehnungs-Linie umgerechnet werden. Um das Zugspannungs-Dehnungs-Verhalten von ultrahochfestem Faserbeton (UHPFRC) zu untersuchen, wurden am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig, 4-Punkt-Biegeversuche mit Standard-Biegebalken 15/15/70 cm aus ultrahochfestem Fein- oder Grobkornbeton mit unterschiedlichen Faserschlankheiten und -gehalten durchgeführt. Aufbauend auf den Versuchsergebnissen wurde, in Anlehnung an die DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton, eine Zugspannungs-Dehnungs-Beziehung für UHPFRC hergeleitet und mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) validiert.

Tensile Stress-Strain Relationship for UHPFRC on the basis of DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton
The concrete compressive strength can be easily determined by using cylinders or cubes, whilst determing the axial concrete tensile strength is much more complex due to its load instruction. Therefore, the axial tensile strength can be determined indirectly by bending test. In this case, however, the load-displacement curve determined of the bending test has to be converted into a tensile stress-strain curve. In order to analyse the tensile stress-strain behavior of ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC), the iBMB, Division of Concrete Construction of the TU Braunschweig, has conducted 4-point bending tests with standard bending beams 15/15/70 cm made of UHPFRC-mortar or UHPFRC-concrete which differed in fiber slenderness and fiber content. A tensile stress-strain relation for UHPFRC based on the DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton was derived from the experimental results and finally validated by applying the finite element method (FEM).

Aufgrund der hohen Druckfestigkeit von ultrahochfestem Faserbeton (UHPFRC) lassen sich sehr dünnwandige und innovative Bauelemente herstellen. Durch eine Vorfabrikation von transportgerechten und gewichtsoptimierten Segmenten, die später auf der Baustelle zu komplexen Bauteilen, wie z.B. Segmentbrücken, Fertigteiltürmen oder Fertigteilmasten zusammengespannt werden, könnten neue Anwendungsfelder für Betonbauteile erschlossen werden. Neben der Einwirkung aus Biegung und Querkraft treten in der späteren Nutzung auch Torsionsbeanspruchungen auf. Am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig, wurden experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Druckstrebentragfähigkeit von monolithischen und segmentären extern vorgespannten Balken mit Hohlkastenquerschnitten aus UHPFRC unter Torsion sowie unter kombinierter Biege-, Querkraft- und Torsionsbeanspruchung durchgeführt. Auf Basis der Versuchsergebnisse und unter Beachtung der Rechenansätze für normal- und hochfeste Betone wurden bestehende Bemessungsmodelle zur Beschreibung der Druckstrebentragfähigkeit für UHPFRC erweitert.

Bearing capacity of the compression strut of prestressed UHPFRC box girders under torsion and combined loading
Due to the high compressive strength of ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC) thin-walled and innovative components can be produced. In order to gain new fields of application for concrete elements it would be useful to prefabricate weight-optimized and transportable segments, which could be mounted to complex components such as segmental bridges, precast towers or precast poles directly on site. As such components are not only stressed by bending and shear, but also torsion, the iBMB, Department of Concrete Structures of the TU Braunschweig, has conducted experimental and theoretical research works on the bearing capacity of the concrete compression strut of monolithic and segmental externally prestressed UHPFRC box girders under torsion and combined loading of bending, shear and torsion. Based on the experimental results and the approaches of normal- and high-strength concrete the existing design models have been extended to describe the bearing capacity of UHPFRC compression struts.

Gegenüber der Ortbetonbauweise hat die Segmentbauweise mit Betonfertigteilen viele Vorzüge. Diese liegen zum einen in der qualitätsgesicherten und witterungsunabhängigen Vorfertigung im Fertigteilwerk, einer verkürzten Bauzeit sowie besseren Rückbaumöglichkeiten. Des Weiteren ist der Aufwand für Bauhilfsmaßnahmen und Rüstungen wesentlich geringer und lohnintensive Arbeiten auf der Baustelle können verringert werden. Kombiniert man die Vorteile dieser Bauweise mit den exzellenten Eigenschaften von ultrahochfestem Faserbeton (UHPFRC), lassen sich filigrane und modulare Segmentkonstruktionen herstellen. Bei solchen Konstruktionen ist die Ausbildung der Segmentfugen von maßgebender Bedeutung. Am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig, wurden experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Tragverhalten feinprofilierter UHPFRC-Trockenfugen durchgeführt sowie ein Bemessungsansatz aufgestellt, worüber im Beitrag berichtet wird.

Finely profiled UHPFRC dry joints for segmental components
The prefabricated segmental construction method has several advantages over the in-situ concrete construction. The segments can be precasted under controlled conditions at the precasting yard and are not subject to weather conditions. Furthermore the construction period as well as the costs of falsework and on site can be reduced. Combining this advantageous construction method with the excellent properties of ultra high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC), filigree and modular segmental constructions can be produced. The formation of the joints is fundamental for such constructions. Experimental and theoretical research works on finely profiled UHPFRC dry joints have been conducted at the iBMB, Department of Concrete Structures of the TU Braunschweig, and a design model has been formulated, which will be reported in the article.

Sowohl die zentrische Matrixzugfestigkeit als auch die zentrischen Nachrisszugfestigkeiten von faserbewehrten Betonen werden in der Regel indirekt über Biegezugversuche ermittelt. Dazu muss eine in Versuchen ermittelte Kraft-Verformungs-Kurve in eine Zugspannungs-Dehnungs-Beziehung überführt werden. Für ultrahochfesten Faserbeton (UHPFRC) gibt es in Deutschland zurzeit mangels gültiger Normen und Richtlinien kein geregeltes derartiges Umrechnungsverfahren. Zur Untersuchung des Zugspannungs-Dehnungs-Verhaltens von UHPFRC wurden am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig gekerbte 3-Punkt-Biegezugversuche nach DIN EN 14651 durchgeführt. Unter Berücksichtigung der Versuchsergebnisse und in Anlehnung an den Model Code 2010, der normal- und hochfesten Faserbeton regelt, wurde ein Umrechnungsverfahren für UHPFRC entwickelt. Zur Validierung des Verfahrens wurde die Finite-Elemente-Methode (FEM) hinzugezogen.

Tensile Stress-Strain Relationship for UHPFRC based on notched 3-point-bending tests
Both the tensile strength and the residual tensile strengths of fibre reinforced concrete are generally determined indirectly by flexural tests. For this purpose, a force-deformation curve has to be converted into a tensile stress-strain curve. For ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) there is currently no regulated conversion procedure due to the lack of valid standards and guidelines in Germany. To analyse the tensile stress-strain behaviour of UHPFRC, notched 3-point-bending tests according DIN EN 14651 were carried out at iBMB, Division of Concrete Construction of the TU Braunschweig. A conversion procedure for UHPFRC based on the Model Code 2010, which regulates normal- and high-strength fibre reinforced concrete, was developed taking into account the test results. The finite element method (FEM) was applied for validation.

Für den Neubau einer Fachhochschule wurde ein umfassendes ökologisches und energetisches Konzept erarbeitet mit der Zielsetzung, ein ökologisch verträgliches und energiesparendes Gebäude zu errichten. Durch ein Monitoringprogramm wurde die Effizienz einzelner Maßnahmen sowie der Gesamtenergieverbrauch untersucht. Detaillierte Meßergebnisse des Erdwärmetauschers und des adiabaten Kühlsystems werden vorgestellt. Die Ergebnisse zeigen das Energieeinsparpotential der Systeme und notwendige Veränderungen der Regelungstechnik

Die Eigenschaften von textilbewehrtem Beton werden maßgeblich durch die Menge, die Eigenschaften und die Anordnung der eingesetzten Fasermaterialien bestimmt. An den Faserstoff und seine Aufmachung bestehen daher vielfältige Anforderungen. Nicht zuletzt muß das Fasermaterial preiswert und seine textiltechnologische Verarbeitbarkeit gegeben sein. Die Auswahl der textilen Bewehrung hängt auch davon ab, ob das Bewehrungsmaterial dem alkalischen Milieu des Betons ohne wesentliche Eigenschaftsverluste widerstehen kann. Daneben gehören eine geringe Relaxation bei Dauerbelastung sowie ein günstiges und vor allem gleichbleibendes Verbundverhalten gegenüber der Betonmatrix zu den Anforderungen. Der Beitrag stellt die heute verfügbaren Materialien einschließlich Herstellungsprozeß und Eigenschaften vor.

Die Bemessung von Schubringen für die axiale Verankerung von Druckrohrleitungen ist in Normen nicht geregelt und wird derzeit mit unterschiedlichen Annahmen für die Kontaktpressung zwischen dem Schubring und dem Beton durchgeführt. Daraus resultieren unterschiedliche Bemessungsergebnisse. In der vorliegenden Veröffentlichung wird der Verlauf der Kontaktpressung anhand von FEM-Berechnungen untersucht. Auf Basis dieser FEM-Berechnungen wird ein Vorschlag für die Auslegung von Schubringen präsentiert.

Mikropfähle werden als Gründungs- oder Nachgründungselement eingesetzt. Diese Pfähle mit Durchmesser kleiner als 0,3 m sind in der EN 14199 geregelt. Aufgrund der hohen Schlankheit sind druckbeanspruchte Mikropfähle, bei einer nicht ausreichenden seitlichen Bettung durch den Boden, knickgefährdet. In bestehenden Normen werden Knicknachweise nur für Mikropfähle in Böden mit undränierten Scherfestigkeiten unter 10 bis 15 kN/m² gefordert. In einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung wurde ein Knicknachweis für Mikropfähle mit konstanter Normalkraft vorgestellt und gezeigt, dass auch bei höheren Scherfestigkeiten ein Knickversagen nicht ausgeschlossen werden kann. In der vorliegenden Veröffentlichung wird der Knicknachweis für Mikropfähle erweitert, die geschichtete Böden durchörtern und die Belastung über die Mantelreibung in den Boden einleiten.

Für die Auslegung von Rohrleitungen für Flüssigkeiten und Gase werden häufig die ASME B31 Codes verwendet (American Society of Mechanical Engineers). Eine Alternative zur ASME B31 ist die europäische Norm EN 13480. Die Spannungen in komplexen Rohrleitungssystemen werden üblicherweise mit Stabmodellen berechnet. Die Steifigkeit der Bögen und lokale Spannungen an Abzweigern werden mittels Flexibilitätsfaktoren und Spannungsintensitätsfaktoren (SIF) berücksichtigt. In diesem Beitrag wird das Bemessungskonzept für verzweigte Rohrleitungen am Beispiel eines Manifolds (Verteilrohrleitung) vorgestellt. Ein Teil der Rohrstatik ist der Spannungsnachweis der Abzweigstücke.

Stress analysis of branched piping systems using the example of a manifold.
For the design of pressure piping systems for liquids and gas the ASME B31 Codes are commonly used (American Society of Mechanical Engineers). An alternative to the ASME B31 is the European standard EN 13480. The stresses in complex piping systems are usually analyzed with beam models. The stiffness of bends and local stresses at pipe branches are considered by flexibility factors and stress intensification factors (SIF). In this paper the stress analysis concept of piping systems is presented using the example of a manifold. One part of the pipe stress analysis is the code compliance check of pipe branches.

Es werden Temperaturmessungen an einem Grossilo zur Lagerung von Schwebgas-Zementklinker beschrieben. In einem Berechnungsvorschlag werden Formeln zusammengefasst, aus denen sich die Siloinnenlufttemperatur und die Temperaturen der Silokonstruktion abhängig vom Füllungsgrad ergeben.

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Anwendung für das Verfahren von Cross

Es wird ein kombiniertes Finite-Element-Übertragungsmatrizenverfahren zur nichtelastischen Berechnung von Platten unter dynamischer Belastung angegeben. Die Übertragungsmatrix wird aus der Steifigkeitsmatrix des finite-Element-Verfahrens hergeleitet. Für die Zeitintegration wird die Newarksche ß-Methode verwandt. Die Materialnichtlinearität wird nach der "Initial Stress Method" berücksichtigt. Dabei wird die von-Mises-Fließbedingung in Verbindung mit dem Spannungs-Verzerzerrungsgesetz von Prandtl-Reuß verwandt. Die Lösungen werden für jede neue Zeitstufe mittels einer modifizierten Newton-Raphson-Iteration gefunden.

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