Blätter für Winkel- und Kreuzverbindungen sind wesentliche Bestandteile vieler zimmermannsmäßig errichteter Holztragwerke in Mitteleuropa. Die Anwendung dieser Verbindungen als statisch tragende Anschlüsse nach EN 1995-1-1 bedarf der Kenntnis ihrer Tragfähigkeit und ihres Verformungsverhaltens. In der Normung und Literatur fehlen hierzu Angaben.
Im vorliegenden Beitrag werden daher die Tragfähigkeit und das Verformungsverhalten von druckbeanspruchten Blättern (Winkelverbindungen, hier: Weißschwänze und Überblattungen) behandelt. Die Auswertung der Ergebnisse von 92 zerstörenden Prüfungen werden vorgestellt. Sowohl für die Bemessung dieser Verbindungen als auch für die Ermittlung der Federsteifigkeiten werden Berechnungsvorschläge angeführt.

Load-bearing capacity and load-bearing behaviour of lap joints loaded in compression
Angle and cross joints using laps are important members of a lot of roof structures erected by carpenters in central europe. The structural usage of these joints demands the knowledge of their load-bearing capacity and behaviour according to EN 1995-1-1. Therefore codes and literature lack information.
This contribution deals with the load-bearing capacity and behaviour of lap joints (as angle joints, here: dovetail lap joints and halved joints) loaded in compression. 92 tests were performed and analysed. Both proposals for the design and for the determination of the stiffnesses of these joints are given here.

Während es für die Bemessung von Horizontalverbänden bekannte Ansätze für die Stabilisierungslasten gibt, wird das infolge Kippen im Trägerquerschnitt an der Gabellagerung entstehende Torsionsmoment, wenn überhaupt, nur sehr grob abgeschätzt. Zu dieser Thematik wurden umfangreiche numerische Untersuchungen an parallelgurtigen geraden Trägern, an parallelgurtigen Trägern mit angehobenem Untergurt und an Satteldach- und Fischbauchträgern mit und ohne seitliche Stützung des Druckgurts durch Horizontalverbände durchgeführt. Auf der Grundlage der durchgeführten Untersuchungen konnte ein Näherungsansatz für die Bestimmung des Torsionsmoments aus Kippstabilisierung erarbeitet werden. Der Schubspannungsnachweis kippgefährdeter Träger kann damit unter Berücksichtigung des Torsionsmoments aus Kippstabilisierung geführt werden, ohne dass die Schnittgrößen nach Biegetorsionstheorie II. Ordnung dafür bestimmt werden müssen.

A simplified design method for the torsional moment caused by stability effects of glued laminated timber beams
In contrast to stabilizing forces on horizontal bracing for the torsional moment caused by lateral torsional buckling of glued laminated timber beams in the cross section next to the support only a very rough estimation exists. Therefore a considerable number of numerical calculations have been realized for straight single span girders with parallel chords, for single span girders with raised lower chords and for saddle roof and fish-bellied girders with or without considering horizontal bracings supporting the upper chords of the girders. On the basis of the results of these studies a simplified design method for the torsional moment could be derived. Thereby the verification of shear considering the torsional moment caused by stability effects may be realized without using a calculation according to second order theory.

Das Nachhaltigkeitsverständnis der deutschen Bau- und Immobilienwirtschaft konzentriert sich insbesondere auf das Gebäude und dessen Lebenszyklus. Als Entscheidungskriterium für die Auftragsvergabe von Bauleistungen sowie in den Geschäftsprozessen von Bauunternehmen ist Nachhaltigkeit bisher nicht von Bedeutung. Für die gesamtgesellschaftliche Nachhaltigkeitsentwicklung ist jedoch das Nachhaltigkeitsverständnis auch auf die Unternehmensebene auszuweiten. Unternehmerische Nachhaltigkeit beinhaltet die gleichrangige Berücksichtigung ökologischer, ökonomischer und soziokultureller Aspekte in den Geschäftsprozessen.
Wesentliche Ergebnisse der Studie sind, dass Nachhaltigkeit als Bestandteil der Unternehmensphilosophie und des strategischen Managements in Bauunternehmen gesehen, jedoch unterschiedlich umgesetzt wird. Bei der Umsetzung stehen soziokulturelle und ökologische Maßnahmen im Vordergrund; die ökonomische Bedeutung von Nachhaltigkeit als Wettbewerbsfaktor ist dagegen weniger ausgeprägt. Unternehmerischen und idealistischen Motiven für die Umsetzung der Nachhaltigkeit in Bauunternehmen stehen insbesondere hohe Kosten und ein hoher Personalaufwand sowie fehlende Kenntnisse über die Umsetzung und den Nutzen als wesentliche Hemmnisse gegenüber. Zur Steigerung des unternehmerischen Nachhaltigkeitsbewusstseins sollten daher sowohl die Verbesserung von Transparenz und Wissensvermittlung als auch die Entwicklung von geeigneten Instrumenten und Handlungsanweisungen angestrebt werden.

Survey of sustainability in construction companies
Sustainability in German construction mainly focuses on the building and its lifecycle. For a holistic sustainability approach corporate sustainability has to be considered in addition. This means implementation of environmental, social and economic aspects in business processes. Currently sustainability mainly remains unconsidered in construction companies in general as well as a decision criterion in construction tendering in specific.
The study reveals that corporate sustainability is gaining more and more importance in German construction industry but is operated in different ways. However, operational implementation mainly focuses on environmental and social aspects. Economic aspects as a competitive advantage remain unattended. Idealistic and corporate drivers for implementing sustainability in construction companies are opposed to barriers as limited capital and personal capacities as well as missing understanding. In order to improve a holistic sustainability approach increasing transparency, further understanding of corporate sustainability and appropriate measures for implementing and assessing corporate sustainability are of prime importance.

Dieser Beitrag ist dem im März 2015 verstorbenen Frei Otto gewidmet. Der Artikel ist Teil einer dreigliedrigen Reihe, die das Wirken von Frei Otto im historischen Kontext verankert und die seine Bedeutung für aktuelle und zukünftige Forschungen und Entwicklungen aufzeigt.

Aus den Hochschulen:
Begeisternde Betonboote auf dem Beetzsee in Brandenburg

Firmen und Verbände: DBV-Heft 32 “Qualitätssicherung beim Planen und Bauen - Anforderungen und Empfehlungen” / DBV-Heft 35 “Korrosion der Bewehrung im Bereich von Trennrissen nach kurzzeitiger Chlorideinwirkung”

Auslobungen: Quarry Life Award 2015/2016 - Internationaler Forschungswettbewerb geht in die dritte Runde

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Bezüglich des konstruktiven Brandschutznachweises von Stahl- und Spannbetonbauteilen ist die Betondeckung der Bewehrung eine der entscheidensten Einflussgrößen. Seit Längerem steht immer wieder die Frage im Raum, wie hinsichtlich dieses relevanten Parameters eine Gleichstellung zwischen Neu- und Bestandsbauten beim Nachweis der Feuerwiderstandsdauer erzielt werden kann. Während für Neubauten die Verwendung des Nennmaßes normativ eindeutig zugelassen ist, besteht im Bestand nicht selten die Notwendigkeit, den rechnerisch ansetzbaren Wert auf Basis von Betondeckungsmessungen zu definieren.
Mit dem Ziel, künftig ein vergleichbares Sicherheitsniveau zwischen neuen und bestehenden Bauwerken im Brandfall erreichen zu können, werden in diesem Beitrag sowohl Überlegungen zur Durchführung als auch zur statistischen Auswertung von Betondeckungsmessungen angestellt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die bauseitig unvermeidbaren Streuungen der Betondeckung und deren Auswirkungen auf die Feuerwiderstandsdauer verschiedener Bauteilarten gelegt. Beispiele aus der Praxis verdeutlichen die behandelte Thematik. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wird abschließend eine neue Vorgehensweise zur Festlegung der rechnerisch ansetzbaren Betondeckung für den Nachweis der Feuerwiderstandsdauer im Massivbau formuliert.

Concrete cover tolerances and allowance with regard to the fire resistance design of concrete structures
Regarding the fire resistance design of reinforced and prestressed concrete members the cover of reinforcement is one of the most important parameters. With reference to the chargeable concrete cover, the problem of how to ensure the same standards for new and existing buildings hasn't been solved so far. In contrast to historical buildings the use of the nominal dimension is undoubtedly normatively admitted for new constructions. However, the first-mentioned often require the interpretation of concrete cover measurements.
To guarantee a comparable safety level in future in case of fire between new and existing structures, this article deals with the realization and probabilistic assessment of the named measurements. Specific attention is given to the unavoidable statistical scattering and its effects on the fire safety of various structural member types. Practical examples visualize the treated subject. Based on the results gained from these investigations, a new approach is established to define the chargeable cover of reinforcement for the fire resistance design.

Bauteile des üblichen Hochbaus sind in der Regel als feuerwiderstandsfähig auszulegen. Die Bemessung im Brandfall erfolgt für Stahlbetonbauteile nach aktuellen Vorschriften, für stahlfaserverstärkte Stahlbetonbauteile existiert hingegen derzeit kein allgemeingültiges Bemessungskonzept. In der DAfStb-Richtlinie “Stahlfaserbeton” wird lediglich allgemein auf die Regelungen von DIN EN 1992-1-2 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-2/NA verwiesen. Im Beitrag werden die Ergebnisse von Brandversuchen an sechs Platten mit Betonstahlbewehrung, Stahlfasern oder Kombinationsbewehrung vorgestellt. Basierend auf experimentellen Daten werden der Einfluss variabler Stahlfasergehalte auf den Wärmetransport in Stahlbetonquerschnitten und das temperaturabhängige Trag- und Verformungsverhalten bei einseitiger Brandbeanspruchung untersucht. Die Aufbereitung der gewonnenen Erkenntnisse erfolgt im Rahmen eines Bemessungshilfsmittels, welches eine Beurteilung der Restbiegetragfähigkeit von stahlfaserverstärkten Stahlbetonquerschnitten nach 90-minütiger Brandbeanspruchung (R90) erlaubt. Ein Beispiel zeigt die praktische Anwendung.

Fibres on Fire - Design Charts for Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs subjected to elevated temperatures
In general, common structural design has to consider elevated temperatures due to fire. Thereby, cross-sectional design of reinforced concrete takes place w.r.t. valid standards whereas in presence of steel fibres no standardized approach is available so far. In this case the DAfStb-Guideline “Stahlfaserbeton” only refers generally to DIN EN 1992-1-2 in conjunction with DIN EN 1992-1-2/NA. Based on experimental data of reinforced concrete slabs containing variable amounts of steel fibres the influence of fibres on both, the heat transmission of concrete and the temperature dependent load-deformation behaviour are investigated here. Results of experimental and theoretical analysis are used to provide a design chart allowing for the assessment of load bearing capacities of steel fibre reinforced concrete cross sections subjected to elevated temperatures (R90). An example shows the practical application.

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Die Gradierung von Betonbauteilen durch eine kontinuierliche Veränderung von Materialeigenschaften wie Porosität, Festigkeit oder Steifigkeit in bis zu drei Raumrichtungen ermöglicht eine Anpassung des Bauteilinneren an das vorherrschende statische oder bauphysikalische Anforderungsprofil. Diese Anpassung kann zur Massenminimierung und zur Erzielung multifunktionaler Eigenschaften eingesetzt werden. Numerische Entwurfsmethoden liefern das Gradientenlayout, welches als digitaler Bauplan für diese Bauteile dient.
Im vorliegenden Artikel werden Versuche an gradierten Balken im Originalmaßstab beschrieben. Sie erlauben eine Aussage über das Tragverhalten sowie das Masseneinsparpotenzial gradierter Betonbauteile im Vergleich zu Bauteilen aus Normalbeton. Anschließend werden die Versuchsergebnisse mithilfe numerischer Simulationen nachvollzogen. Die so kalibrierten Modelle bilden die Ausgangsbasis für die Entwicklung numerischer Entwurfsmethoden, die auf einem Topologieoptimierungsansatz basieren.

Functionally Graded Concrete - Numerical Design Methods and experimental studies on mass minimized components
Functional gradation of precast elements makes it possible to align the internal composition of structural components with the specified structural and thermal performance requirements by continuously altering the characteristics of the material, including its porosity, strength or rigidity, in up to three spatial dimensions. This principle can be applied to minimise the mass of the element and to create multi-functional properties. Numerical design methods are used to develop the gradation layout that serves as a digital blueprint for such components.
This paper describes true-to-scale tests performed on functionally graded beams. These tests make it possible to derive conclusions with respect to the elements' structural behaviour as well as weight savings that can potentially be achieved compared to structural components made from normal concrete. Test results are subsequently replicated by numerical simulations. The models calibrated in this step establish the basis to develop numerical design methods that rely on the principle of topology optimization.

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Hochfeste und ultrahochfeste Betone werden häufig in modularen Konstruktionen eingesetzt. Durch eine trockene Fuge kann der Bauablauf beschleunigt und dadurch die Wirtschaftlichkeit eines Projekts gesteigert werden. Durch Ungenauigkeiten in solchen Stoßfugen erfährt die Konstruktion zusätzliche Beanspruchungen. Anhand der Beispiele von ebenen Wandscheiben und Kreisringelementen wird der Einfluss von imperfekten glatten trockenen Fugen auf die Spannungsverteilung und -entwicklung im Bauteil diskutiert. Als Belastung wird eine gleichmäßig verteilte Druckspannung quer zur Stoßfuge im Regelbereich der Bauteile berücksichtigt. In der Praxis ist dieser Lastfall bei modularen Konstruktionen meist durch Vorspannung gegeben. Um das Verhalten der Bauteile unter solchen Randbedingungen beschreiben zu können, wurden FEM-Berechnungen angestellt. Die Darstellung ausgewählter Ergebnisse zeigt, dass allgemeine Aussagen zum Verhalten solcher Fügungen nicht möglich sind. Für eine Beurteilung des Effekts von Unebenheiten in glatten trockenen Fugen muss der Sachverhalt auf eine konkrete Aufgabenstellung beschränkt werden.

Imperfect Plane Dry Joints under Pressure
High performance and ultra-high performance concrete are commonly used in modular constructions. By using dry joints the construction progress can be accelerated. Thus the project can be more efficient. Due to unevenness in plane dry joints additional stress occurs. On the example of wall panels and circular ring shaped elements the effect on stress distribution and stress development in the concrete member because of plane dry joints with undulations are discussed. The elements are loaded by a uniform distributed compressive stress in the undisturbed regions perpendicular to the joint. This is a common load case due to prestressing in modular constructions. To discuss the behavior of concrete members under such conditions a FEM simulation is used. On specific results it is shown that no general statement can be done for such uneven connections. The effect of imperfect plane dry joints can only be assessed on case studies.

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Die Betonermüdung gewinnt vor dem Hintergrund stetiger Weiterentwicklung im Betonbau neue Relevanz. Moderne Betone erreichen immer höhere Festigkeiten, wodurch die Betonbauweise an Attraktivität für neue Einsatzgebiete, wie Onshore- und Offshore-Windenergieanlagen, gewinnt. Die Betonermüdung hat für diese zyklisch belasteten Konstruktionen eine besondere Bedeutung. Die Kenntnis von Bruchlastwechselzahlen ist für die Auslegung solcher Konstruktionen nicht mehr ausreichend. Es ergeben sich weiterführende Fragestellungen zur Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und zu kombinierter Beanspruchung aus Ermüdungsbelastung und maritimen Umgebungsbedingungen, die mithilfe neuer Untersuchungsmethoden im Rahmen des Forschungsprojekts “ProBeton” an der Leibniz Universität Hannover erforscht werden. Hier wird über erste Forschungsergebnisse aus diesem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsprojekt berichtet.
Investigations on the fatigue behavior of normal-strength concrete
The fatigue behavior of concrete is gaining new relevance in context of continuous development in concrete constructions. Modern concretes achieve constantly higher strengths; hence concrete constructions become more and more attractive for new fields of applications like onshore and offshore wind turbines. The fatigue of concrete is of special significance for this type of cyclic loaded constructions. The knowledge of the load cycles to failure is no longer sufficient for the design. There are further questions related to strain and stiffness development and combination of fatigue loading and marine environmental conditions, which are investigated at Leibniz Universität Hannover within the research project “ProBeton”. First results of this research project, which is supported by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy, are presented here.

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Die Regenbrücke Stefling ist als Beton-Stabbogenbrücke ein neuer, moderner Brückentyp. Besonders hervorzuheben ist neben guten gestalterischen Elementen die Kombination verschiedener optimierter Bauweisen und Konstruktionsdetails, die zu einem Querschnitt führen, der eine äußerst geringe Bauhöhe aufweist. Hauptmerkmale sind hier der Werkstoff Beton anstelle von Stahl für den Stabbogen, der Einsatz verbundloser Vorspannung und die Ausbildung der Hänger als Netzwerk. Zusätzlich ist dieser Brückentyp in wirtschaftlicher Hinsicht äußerst konkurrenzfähig. Dies wurde an der Regenbrücke Stefling bestätigt.

Innovation concentrated - Regenbrücke Stefling: a tied arch bridge in concrete
The Regenbrücke Stefling is a new and modern bridge structure of tied arch bridges in concrete. Particularly there is to be emphasised beside good formative elements the combination of different optimised construction methods and construction details which induce a cross section which shows an extremely low construction height. Main characteristics are the material concrete in place of steel for the tied arch, the application of internal unbonded prestressing and the construction of the hangers as a network. In addition, this type of bridge is extremely competitive in economic regard. This was confirmed by the Regenbrücke Stefling.

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Nachrichten:
Kordes in FIDIC-Vorstand gewählt / Vorbereitungen für die führende Baufachmesse bautec 2016 im Norden und Osten Deutschlands laufen auf Hochtouren / Schüßler-Preis 2015 in Aachen verliehen / Wettbewerb Auf IT gebaut - teilnehmen und gewinnen

Zuschrift zu: Empelmann, M.; Krakowski, W.: “Erweitertes Modell zur Berechnung der Rissbreite”, Beton- und Stahlbetonbau 110 (2015), Heft 7, S. 458-467.
Zuschrift von Prof. Dr. Walter Kaufmann, Zürich, Prof. Dr. Viktor Sigrist, Luzern, Dr. Manuel Alvarez, Bern, Prof. Dr. Albin Kenel, Luzern, und Prof. em. Dr. Peter Marti, Winkel - Erwiderung von Martin Empelmann und Waldemar Krakowski

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An den beiden zwischen 1998 und 2000 bei Ladbergen errichteten Stabbogenbrücken im Zuge der BAB A1 über den Dortmund-Ems-Kanal (DEK) wurden schon kurz nach der Fertigstellung ein übermäßiger Verschleiß an den PTFE-Scheiben der Kalottenlager und deutliche, knarrende Geräusche an den Auflagerpunkten der Kalottenfestlager festgestellt. Da es bereits an Kalottenlagern vergleichbarer Stabbogenbrücken ähnliche Schäden gegeben hatte, wurden zur genaueren Ermittlung der Schadensursachen Verkehrszählungen sowie umfangreiche Messungen am Bauwerk und an den Lagern durchgeführt. Auf der Grundlage von Bauteilversuchen an der Bergischen Universität Wuppertal mit ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE) wurde ein modifiziertes Kalottenfestlager mit einer umlaufenden UHMWPE-Anschlagfläche entwickelt.

Bearing replacement at the bowstring bridges over the Dortmund-Ems canal in the lane of the highway A1 near Ladbergen.
The bowstring bridges over the Dortmund-Ems canal in the lane of the highway A1 near Ladbergen showed after a short period a frictional wear of the sliding material of the spherical PTFE bearings. In addition at the fixed bearings creaking noises occurred. In the past the bearings of comparable bridge showed a similar behaviour and comparable damages. Therefore the road administration decided to perform a detailed research program in combination with in situ measurements at the bridge in order clarify the cause of the damage and the short design life of the bearings. The paper gives an overview of the measurements and the research work. Based on the results of special tests, performed at the University of Wuppertal, and the new insides of the measurements a modified fixed spherical bearing was developed, where the contact area for the horizontal fixing is made of UHMWPE.