The featured research project was intended to develop and test a specially modified brick façade, which would convert solar radiation on the façade into thermal energy for heating purposes. The main objective was to measure the energy extraction potential but all other issues concerning technical feasibility also had to be taken into account.
To this end a masonry structure had to be developed, which allowed integration of the inserted pipe to dissipate the energy introduced, while allowing simple, practicable installation. Various tests were carried out on masonry walls and individual bricks.
On sunny winter days, an energy extraction potential of 1.9 kWh per square metre of façade and day was measured. During summer days, an extraction potential of up to 2.6 kWh/(m2·d) could be observed. The initial findings allow the assumption that this energy could be utilized with the use of a heat pump.

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This article is written against the backdrop of the work of the European standardisation committees on the amendment of EN 1996-1-1 [N 4] which will also exert an influence on the design of reinforced masonry in Germany.
This paper focusses on the design approaches of DIN EN 1996-1-1 for untensioned reinforced masonry beams under shear load in the ultimate limit state (ULS). Proposals are made to discuss their revision. The contents of E DIN 1053-3 [N 3] and of the final draft of the guideline ”Flat Lintels” [7] are taken into account.

Loadings on masonry for the earthquake case pose particular challenges for the material. In order to improve the load-bearing and deformation behaviour, masonry building elements can be strengthened with reinforcement. This article presents an analytical model for the calculation of the load-bearing capacity of vertically reinforced masonry panels. The masonry is modelled as a homogeneous and anisotropic material and failure conditions are based on the plastic theory. Using uniaxially loaded stress fields and considering the structural constraints, a lower load-bearing threshold can be given. In order to verify the model, three shear tests on reinforced sand-lime block masonry were recalculated regarding their load-bearing capacity. The test panels each contained vertical steel reinforcement in the blocks. The blocks were laid in thin bed mortar.

For the verification of framing shear walls of masonry, the decisive combination of actions derives from the interaction of vertical and horizontal actions. In this article, a method based on simple truss models is extended for the transfer of horizontal actions. It is demonstrated how the required verifications of load-bearing safety can be performed with the results of the structural calculation. As an example, the application of the method for a seven-storey building with calcium silicate blockwork or Poroton brick masonry is described.

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Digital planning aid for thermal and acoustic protection / Digitaler Planungshelfer zum Wärme- und Schallschutz
New strategic orientation of the Federal Association Aerated Concrete / Neue strategische Ausrichtung des Bundesverbandes Porenbeton

16th IB2MAC. 16th International Brick and Block Masonry Conference “Masonry in a world of challenges”

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In Waidhofen an der Ybbs, Österreich, wurde im Sommer 2015 eine Fuß- und Radwegbrücke mit 60 m Spannweite als Ersatzneubau für eine bestehende Stegkonstruktion errichtet. Neben dem Neubau musste die bestehende Stegkonstruktion abgetragen werden, was in Kombination mit den weiteren örtlichen Gegebenheiten zu einem nicht alltäglichen Montage- bzw. Demontagekonzept führte. Durch die konsequente Umsetzung einer ganzheitlichen Entwurfsstrategie konnte eine Stegkonstruktion geschaffen werden, die sich harmonisch in die Umgebung integriert und auch binnen kürzester Zeit umgesetzt werden konnte.

Schlosssteg 2.0 - A new reconstruction of a bridge for pedestrians and cyclists across the river Ybbs in Waidhofen, Austria.
In the summer of 2015, a pedestrian and cyclist bridge was built in Waidhofen across the river Ybbs. The bridge has a span width of 60 m. It replaces an existing structure, which had to be removed during construction - which, added to the local circumstances, resulted in an unordinary construction and dismantling concept. By consistently applying a holistic design strategy a bridge structure could be created that harmoniously blends with its environment and was put into practise within short time.

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It is presently recognized worldwide that the colours of steel bridges - besides their form - serve as one of the key factors of their aesthetic design. This paper refers to the colouring problem being characteristic of Japan, since - in addition to the respect for the usual theory of colours - special Japanese particulars, based on tradition and philosophy of life, are followed. Several bridge examples shown here stand for the accentuation effect of that special approach.

Die Farben der Stahlbrücken in Japan - Grundsätze und Beispiele.
Es ist heute allgemein bekannt, dass die Farbe einer Stahlbrücke - außer ihrer Form - als einer der Grundfaktoren des ästhetischen Gestaltens gilt. Der vorliegende Beitrag bezieht sich auf dieses für Japan charakteristische Thema, da - neben der Beachtung der gewöhnlichen Farbenlehre - spezifische japanische Besonderheiten befolgt werden, die der Tradition und der Lebensphilosophie zugrunde liegen. Die hier vorgestellten Brückenbeispiele verdeutlichen die Akzentuierung infolge der besonderen Behandlung des Themas Farbgebung.

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Aktive Komponenten sind bislang kein Bestandteil von Sicherheitskonzepten im Bauwesen. Zur Realisierung ultraleichter Strukturen sind aktive Komponenten jedoch unerlässlich. In das Sicherheitskonzept des Ultraleichtbaus müssen deshalb spezielle Aspekte wie Ausfallsicherheit und Notbetrieb aufgenommen werden. Der vorliegende Artikel beschreibt die Bedeutung aktiver Komponenten am Beispiel eines adaptiven Schalentragwerks, das von der durch die DFG geförderten Forschergruppe 981 entwickelt wurde. Er widmet sich hierbei insbesondere der Frage, wie bestehende Sicherheitskonzepte durch den Transfer aus anderen Disziplinen an die Anforderungen des Ultraleichtbaus angepasst werden können. Hierzu werden Methoden der Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse sowie die Fehlerbaumanalyse vorgestellt. Der erste Teil des Aufsatzes erscheint im vorliegenden Heft - er widmet sich den theoretischen Inhalten der Sicherheitsuntersuchungen und beschreibt die von der Forschergruppe 981 entwickelten Konstruktionselemente. Der zweite Teil des Aufsatzes wird in einer späteren Ausgabe dieser Zeitschrift erscheinen. Er stellt die praktische Umsetzung der im ersten Teil entwickelten theoretischen Erkenntnisse vor.

Safety investigations of an adaptive shell structure - Part 1: Basics and theory of the used methods.
Until now, safety concepts of the construction industry do not consider the use of active components. However, such components are an essential part of ultralightweight structures. Therefore the special aspects of active components, such as safeguarding against failure and emergency operation mode, have to be included in the safety concept of ultralightweight structures. The present article describes the use of active components using the example of an adaptive shell structure. This shell structure was developed by research unit 981, a research unit funded by DFG (German Research Foundation). The article also proposes an adaptation of existing safety concepts by using approaches from other disciplines. Two well-known methods, such as fault probability and effect analysis (FMEA) and fault tree analysis (FTA), are presented. Part 1 of the paper (published in this issue) describes theoretical investigations on safety concepts, the adaptive shell structure and the design elements, developed in the framework of the research unit. Part 2 (to be published in an upcoming issue) will provide the results of a practical application of the methods described in the first part.

Die Entwicklung von hochfesten Stählen sowie hoch- (HSC) und ultrahochfesten Betonen (UHPC) und ihr günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Eigengewicht ermöglicht eine deutliche Reduzierung der Querschnittsabmessungen gegenüber normalfesten Werkstoffen. Hierdurch können im Stahl-Beton-Verbundbau schlanke, weitspannende und hochtragfähige Verbundkonstruktionen realisiert werden. Für einige Anwendungsgebiete im Verbundbau können sich hierdurch die theoretisch erforderlichen Bauteildicken der Betondeckschichten auf wenige Zentimeter reduzieren. In solch schlanken Verbundkonstruktionen mit dünnen Betongurten ist der Einsatz von zum Beispiel Kopfbolzendübeln oder Verbunddübelleisten als Verbundmittel zur Übertragung der Schubkräfte nicht mehr möglich. Zur Verbindung der Teilquerschnitte aus Beton und Stahl und zur Sicherstellung der Verbundtragwirkung sind neue, kleinskalige Verbundmittel erforderlich. Durch die Weiterentwicklung des Metall-Schutzgasschweißverfahrens auf Basis des Kurzlichtbogenprozesses ist das so genannte Pin-Schweißen möglich. Die Pins mit einer Höhe von wenigen Millimetern werden während des Schweißprozesses aus dem Schweißdraht geformt. Die so entstehenden Pin-Strukturen können als Verbundmittel zwischen Stahl und Beton eingesetzt werden. In diesem Artikel werden die Untersuchungen zur Anwendbarkeit der Pin-Strukturen im Verbundbau anhand von Versuchen zum Trag- und Verformungsverhalten unter statischer Schubbelastung vorgestellt.

Investigations in the static shear capacity of small-scaled pin shear connectors.
The development of high-strength steel as well as high-strength (HSC) and ultra-height strength (UHPC) concrete with a favorable ratio of strength to weight enables an essential reduction of the cross-sectional dimensions compared to normal strength materials. Hereby, slender and wide spanning steel-concrete composite construction with high load capacity can be realized. In some application area, the theoretical required concrete depth can be reduced to a few centimeter. In such composite constructions with thin concrete slabs, the use of e.g. headed studs or composite dowels as shear connector is not possible. To connect the partial sections of concrete and steel as well as to realize the composite load effect new small-scaled shear connectors are required. Through the further development of gas-shielded metal-arc welding based on the short arc effect the pin welding is possible. The pins with a height of only few millimeters can be molded directly from the welding wire. The pin structures can be used as shear connectors in steel-concrete composite constructions. This article presents the investigations in the applicability of the pin structures by means of static shear tests for the load and slip capacity.

Es werden Grundwerkstoff-Schweißzusatzkombinationen verglichen, die in beiden Normen geregelt sind. Als Verbindungen werden Stumpfnähte und einseitige, gleichschenklige, rechtwinklige Kehlnähte behandelt. Der Vergleich konzentriert sich auf die Ausführungsklasse EXC2. Er ergibt, dass die Qualitätsanforderungen in DIN 4113 größer sind als die in DIN EN 1090-3, wobei jedoch die Unterschiede hinsichtlich der statischen Tragfähigkeit der Schweißnähte unwesentlich sind. Der Vergleich der rechnerischen Tragfähigkeiten zeigt, dass sich bei Stumpfnähten mit Nachweis der Nahtgüte bei gleicher Qualitätsanforderung bemerkenswerte Gewinne gegenüber DIN 4113 ergeben. Die Gegenüberstellung mit den rechnerischen Tragfähigkeiten nach DIN 4113 von Stumpf- sowie Kehlnähten ohne Nachweis der Nahtgüte ergibt, dass in der Ausführungsklasse EXC2 bei Stumpfnähten - wie auch bei den Kehlnähten - bei der Ausnutzungsklasse UR2 auf eine zerstörungsfreie Prüfung verzichtet werden kann.

Comparison of the load-bearing capacities of and quality requirements for predominantly statically loaded welded connections of aluminium structures according to DIN EN 1999-1-1 and DIN 4113.
The comparison is done for combinations of alloy and filler, which are regulated in both standards. It is performed for butt welds and singular rectangular fillet welds with equal leg lengths and focuses on execution class EXC2. The comparison reveals that the quality requirements of DIN 4113 are higher than those of DIN EN 1090-3. However, the differences are negligible with regard to the load-bearing capacity of the welds under static loading. The comparison of the design values of the load-bearing capacities shows that for butt welds with verification of weld quality there is a remarkable benefit with regard to DIN 4113 in the case of equal quality requirements. In the case of non verification of the weld quality of butt welds and fillet welds the comparison with the design load-bearing capacities according to DIN 4113 reveals that for butt welds in execution class EXC2 - as well as with the fillet welds - in utilization class UR2 non-destructive testing is dispensable.

Bekanntlich entstammt die Kastenbauweise der Britannia-Brücke dem Schiffbau. Ebenso besitzt die orthotrope Fahrbahnplatte in der Konstruktionssprache des Stahlschiffbaus eine Wurzel: Das Längsspantensystem von Joseph William Isherwood (1870-1937) integrierte das Stahlblech mit den Längsrippen und Queraussteifungen; damit konnte die Längsfestigkeit von Schiffen erheblich gesteigert und das Stahlgewicht von Tankschiffen um 15 % bis 20 % gesenkt werden [2, S. 207]. Das Isherwood-System, das statisch wie eine orthotrope Platte wirkt, setzte sich seit Beginn des zweiten Dezenniums des vorigen Jahrhunderts Schritt für Schritt zuerst im Massenguttransport auf den Großen Seen, dann im Tankschiffbau (Bild 1) und schließlich im gesamten Stahlschiffbau durch.
In der Zwischenkriegszeit stieß der Inhaber des Lehrstuhles für Statik der Schiffe und Schiffselemente der TH Berlin, Georg Schnadel (1891-1980) (Bild 2a), international an die Spitze dieser technikwissenschaftlichen Disziplin vor. Zusammen mit Fritz Horn (1880-1972) (Bild 2b), Hermann Föttinger (1877-1945) (Bild 2c), Hans Reissner (1874-1967) (Bild 2d) und Moritz Weber (1871-1951) (Bild 2e) gehörte Schnadel zum Quintett der TH Berlin, das international in der Schiffbauwissenschaft Maßstäbe setzte und den Kern der Berliner Schule der Schiffbauwissenschaft bildete. So forschte der US-amerikanische Schiffbauingenieur Henry A. Schade (1900-1992) (Bild 2f) bei Professor Schnadel zu Problemen der orthotropen Platte, der mittragenden Breite von Gurten und Plattenbeulung [2, S. 410], die sich in klassischen Arbeiten zur Statik der Schiffe niederschlugen (s. [3] bis [7]). Mit der Herausbildung der Theorie der mittragenden Breite als gemeinsamer Gegenstandbereich von Flugzeugbau, Schiffbau, Stahlbau und Stahlbetonbau ist jene Schnittmenge technikwissenschaftlicher Theoriebildung benannt, die den Übergang vom Stab- zum Flächentragwerk einleitete.

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Tobias Melz neuer Leiter des Fraunhofer LBF
Zum Tode von Artur Fischer

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