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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Proske, Dirk; Schmid, MichaelHäufigkeit von und Mortalität bei HochbaueinstürzenBautechnik6/2021423-432Aufsätze

Kurzfassung

Der Beitrag befasst sich mit der Bestimmung der Einsturzhäufigkeiten von Hochbauten bzw. Gebäuden für verschiedene Länder und Regionen. Zunächst werden entweder direkte Angaben des Gebäudebestands verwendet oder Gebäudebestände über Ersatzparameter abgeschätzt. Die Einsturzereignisse wurden aus der Tagespresse oder aus der Literatur entnommen. Neben der Berechnung der Einsturzhäufigkeiten werden auch die Mortalitäten durch Gebäudeeinstürze bestimmt. Dazu wurden wiederum Angaben aus der Tagespresse oder Literatur verwendet. Außerdem erfolgt eine kurze Diskussion der Ursachen der Gebäudeeinstürze. Für Industrieländer ergibt sich eine mittlere jährliche Einsturzhäufigkeit von 2,4 × 10-7 pro Jahr und für Entwicklungsländer von 4,7 × 10-6 pro Jahr. Die mittlere Mortalität liegt bei 9,8 × 10-8 für die Industrieländer und 1,5 × 10-6 pro Jahr für die Entwicklungsländer. Die Ursachen von Gebäudeeinstürzen liegen in den Entwicklungsländern - und damit bei der überwiegenden Anzahl der Einstürze - in der ungenügenden Qualifikation der Beteiligten.

Frequency and mortality of building collapses
The paper deals with the determination of collapse frequencies of buildings for different countries and regions. First, either direct data of the building stock are collected and building stocks are estimated by parameters specific for each country respectively. The collapse events are taken from the daily press or from literature. In addition to the calculation of the collapse frequencies, the mortalities due to building collapses are also determined. Again, data from the daily press or literature are used for this purpose. In addition, a brief discussion of the causes of building collapses is given. For industrialized countries, the annual collapse frequency is 2.4 × 10-7 per year and for developing countries 4.7 × 10-6 per year. Mortality ranges from 9.8 × 10-8 per year for developed countries and 1.5 × 10-6 per year for developing countries. The causes of building collapses in developing countries, and thus in the majority of collapses, are inadequate skills of those involved.

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Hofer, AndreasWie viel Platz geben wir den Autos?Bautechnik6/2021433-440Berichte

Kurzfassung

Verkehr produziert Stau, Abgase und Lärm. Diese Probleme werden täglich - und oft ideologisch gefärbt - debattiert. Doch nicht nur die Mobilität als solche belastet die Qualität des öffentlichen Raums, sondern auch der ruhende Verkehr. Parkierte Autos brauchen viel Platz, was in dichten Gebieten hohe Kosten verursacht. Die Infrastrukturen für den ruhenden Verkehr (Parkhäuser etc.) sind teuer und behindern den Bau von dringend benötigten zahlbaren Wohnungen. Trotzdem scheuen sich die Gesetzgeber und die sie beratenden Kommissionen davor, von den bestehenden Stellplatzschlüsseln abzuweichen. Zu groß ist die Angst, dass die Reduktion von Parkierungsmöglichkeiten die Kommunen zusätzlich belasten und zu Konflikten in den Quartieren und den umliegenden Nachbarschaften führen könnte. Diese Widersprüche akzentuieren sich zurzeit. Der individuelle Verkehr befindet sich in einem Transformationsprozess. Unbekannt ist, wie schnell dieser ablaufen wird und in welcher konkreten Form. Es besteht also eine große Planungsunsicherheit. Gleichzeitig ist eines klar: Die Anforderungen an die innere Verdichtung der Städte, an die Verbesserung der öffentlichen Räume, den Klima- und Ressourcenschutz sind nur durch eine massive Senkung des Individualverkehrs und des Verbrauchs von verbauter grauer Energie erreichbar. Zudem muss das urbane Wassermanagement aufgrund des Klimawandels umgebaut werden. Starkregenereignisse müssen lokal gepuffert werden, Niederschlagswasser muss für Bewässerung und kühlende Verdunstung genutzt werden. Solchen Herausforderungen kann man mit neuen Betriebs- und Bewirtschaftungsmodellen begegnen - oder damit, die Typologien städtischer Infrastrukturen neu zu denken. Auf den folgenden Seiten werden einige pionierhafte Projekte vorgestellt sowie ihre Wirkung und Perspektiven diskutiert. Beispiele aus der Stadt Zürich stehen dabei im Vordergrund, hier wird seit über 20 Jahren politisch über das Auto in der Stadt gestritten. Teilweise bemerkenswert unverkrampfte Lösungen zeigen, dass ein anderer Umgang mit dem individuellen Autobesitz in einer der reichsten Städte der Welt möglich ist. Und auch in anderen.

How much space do we give to cars?
Traffic produces congestion, exhaust emissions and noise. These issues are the subject of daily debate, some of which is highly ideological. But it's not just moving traffic that burdens the quality of public space. Stationary vehicles have the same effect. Parked cars need a lot of space, and in built-up areas this costs a great deal of money. The infrastructure for parked vehicles (such as high-rise car parks) is expensive and gets in the way of building urgently needed affordable housing. In spite of this, legislators and the commissions that advise them shy away from deviating from the existing targets for the number of parking spaces per unit. Too great is the fear that reducing parking options could place an additional burden on municipalities and lead to conflict in the district and surrounding neighbourhoods. These contradictions are currently becoming more and more evident. Private transport is undergoing a process of transformation. We do not know how fast this transformation will take place or what specific form it will take. There is a great deal of uncertainty surrounding planning as a result. At the same time, one thing is clear: The requirements for internal urban densification, the improvement of public spaces and climate and resource protection can only be met by dramatically curtailing private transport and by reusing grey energy. We also need to reorganise urban water management in response to climate change. There needs to be local buffers in place for severe rain events, and we must use rainwater for irrigation purposes and for cooling evaporation. We can rise to these challenges using new operating and management models - or by reimagining the typologies of urban infrastructures. On the following pages, we introduce a number of pioneering projects and discuss their impact and their prospects. The focus is on examples from the city of Zurich, where political debate around the place of cars in the city has been ongoing for more than 20 years. Some remarkably simple solutions show that it is possible to take a different approach to private car ownership in one of the world's richest cities. And in other cities too.

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Handrich, Melanie; Merkle, Sebastian; Christ, Niels; Bienzeisler, BerndDas Parkhaus der Zukunft als vernetzter "Urban Hub"Bautechnik6/2021441-445Berichte

Kurzfassung

Der ruhende Verkehr ist einer der größten Flächenfresser in deutschen Großstädten. Vor dem Hintergrund der Mobilitätswende sind Kommunen und Parkraumbetreiber gefordert, kreative und innovative Strategien zur effizienteren Nutzung von Parkflächen zu entwickeln. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf Parkhäusern liegen, die perspektivisch weitaus mehr Funktionen erfüllen werden als einzig und allein die Bereitstellung von Flächen zum Abstellen von Kraftfahrzeugen. Das Parkhaus der Zukunft vereint unterschiedliche Mobilitäts- und Zusatzdienste und fungiert somit als vernetzter “Urban Hub”. Dadurch wird es zum zentralen Element stadträumlicher Entwicklung und zur Drehscheibe für innovative und intermodale Mobilität. Der nachfolgende Beitrag zeigt auf, welche gegenwärtigen Trends die Mobilität in Städten und Gemeinden beeinflussen und inwieweit neue (Service-)Ökosysteme das Parken und die Rolle von Kommunen und Parkraumbetreibern im Zuge der zunehmenden Plattformökonomie perspektivisch verändern werden. Darüber hinaus wird ein Einblick in das Konzept Apcoa Urban Hubs der Apcoa Parking gegeben, welche der größte Parkraumbewirtschafter Europas ist.

Car parks of the future as a networked “urban hub”
Stationary traffic takes up a lot of space in German cities. In the course of the mobility turnaround, municipalities and car park operators are required to develop creative and innovative strategies for the more efficient use of parking lots. Particular attention will be paid to car parks, which will fulfil far more functions than just providing a parking space for vehicles. The future car park will combine different mobility and value-added services, thus acting as a networked “urban hub”. In this way, it will be considered as a central element of urban development and a transition point for innovative and intermodal mobility. The following article shows which current trends are influencing mobility in cities and to which extent new (service) ecosystems will change parking and the role of municipalities and parking operators in the course of an increasing platform economy. In addition, an insight into the Apcoa Urban Hubs concept of Apcoa Parking is provided, which is Europe's largest parking operator.

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Auch Brücken in Deutschland brauchen regelmäßige KontrollenBautechnik6/2021445Nachrichten

Kurzfassung

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Pfeifer, MatthiasEin Hochhaus mit Hüftschwung - Der Omniturm in Frankfurt am MainBautechnik6/2021446-456Berichte

Kurzfassung

24. Dresdner Baustatik-Seminar - “Realität - Modellierung - Tragwerksplanung”
Mitte des Jahres 2020 wurde in Frankfurt am Main im derzeitigen Hochhaus-Boom ein ungewöhnliches Exemplar fertiggestellt. Der ca. 190 m hohe Omniturm gehört zwar weder in Frankfurt geschweige denn weltweit zu den höchsten Hochhäusern, wurde jedoch aufgrund verschiedener Merkmale, seiner architektonischen Strahlkraft und der damit verbundenen tragwerkstechnischen Herausforderungen Finalist beim International Highrise Award 2020 und gehört damit zu den fünf besten Hochhäusern weltweit. Vom 14. bis zum 23. Geschoss rotieren und verschieben sich die Ebenen um mehrere Meter gegen die Vertikale. Dies ist der durch Wohnungen genutzte sog. RESI-Bereich. Die übrigen Geschosse werden, bis auf die öffentlichen Basisgeschosse, durch Büros genutzt. Die schlanken Schleuderbetonstützen aus hochfestem Beton mit Sonderstahl folgen, deutlich schräg stehend, den Verschiebungen und Verdrehungen, vereinigen sich im unteren Drittel des RESI-Bereichs in zwei Gebäudeecken von je zweien zu einer Stütze, durchlaufen in gekrümmter Linie den RESI-Bereich, um sich schließlich im oberen Drittel wieder in je zwei Stützen zu teilen und dann gerade bis zur Spitze des Turms durchzulaufen. An den gegenüberliegenden Gebäudeecken führen die Verschiebungen zu immer größer werdenden Auskragungen der Decken, denen mit zusätzlichen “Rucksackstützen” begegnet wird. In diesem Beitrag werden einige konstruktive Besonderheiten des Bauwerks beschrieben.

A skyscraper with hip-swing: the Omniturm in Frankfurt am Main
In mid-2020, an unusual specimen was completed in Frankfurt am Main as part of the current high-rise boom. Although the approx. 190 m high Omniturm is not one of the tallest skyscrapers in Frankfurt, let alone in the world, it became a finalist in the International Highrise Award 2020 due to various features, certainly also due to its architectural radiance and the associated structural engineering challenges, making it one of the five best skyscrapers worldwide. From the 14th to the 23rd floor, the levels rotate and shift several meters against the vertical. This is the so-called RESI area used by apartments. The remaining floors, except for the public base floors, are used by offices. The slender spun-concrete columns, made of high-strength concrete with special steel, follow the displacements and twists, standing clearly at an angle, uniting in the lower third of the RESI area in two building corners of two each to form one column, passing through the RESI area in a curved line, finally dividing again in the upper third into two columns each and then running straight through to the top of the tower. At the opposite corners of the building, the displacements lead to ever-increasing cantilevers of the slabs, which are countered with additional “backpack” columns. This article describes some of the structural features of the building.

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Plan.One gewinnt German Design Award 2020Bautechnik6/2021456Nachrichten

Kurzfassung

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Bautechnik aktuell 6/2021Bautechnik6/2021457-461Bautechnik aktuell

Kurzfassung

Persönliches:
Nachruf für Univ.-Prof. Dr.-Ing. em. Franz Krauss (1928-2021)

Nachrichten:
Besser kleben im Leichtbau: Projekt GOHybrid optimiert Hybridverbindungen

Einen Besuch wert:
Porsche Museum Stuttgart

Rezensionen:
Physical Models: Their historical and current use in civil and building engineering design

Wettbewerbe:
BMI vergibt erstmals Bundespreis Koop.Stadt

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik6/2021462Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 6/2021Beton- und Stahlbetonbau6/2021Inhalt

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 6/2021Beton- und Stahlbetonbau6/2021Titelbild

Kurzfassung


Zum Titelbild:
Letzte Kontrollen am Emscher-Abwasserkanal. Sowohl bei diesem Jahrhundertprojekt als auch beim “Fifth Water Supply System for Jerusalem”, Israels größtes Wasserversorgungsprojekt, war das betontechnologische Know-how der MC-Bauchemie gefragt. Beim Emscher-Umbau im Zentrum des Ruhrgebiets, dem größten Infrastrukturprojekt in NRW, waren Hochleistungsbetone mit einer hohen Chemikalienbeständigkeit, Säureresistenz und Festigkeit gefordert. Die mit den Zusatzmitteln und Zusatzstoffen der MC-Bauchemie hergestellten säurewiderstandsfähigen Betone weisen eine sehr gute Verarbeitbarkeit, sehr gutes Zusammenhaltevermögen, gute Pumpbarkeit sowie hervorragende Kennwerte in den Ergebnissen der Säureprüfungen auf. Damit können eine optimale Dauerhaftigkeit und eine sehr lange Betriebszeit erreicht werden. (Foto: Rupert Oberhäuser/EGLV)

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Brühwiler, Eugen"Engineering am Bestand" als IngenieurkonzeptBeton- und Stahlbetonbau6/2021417-418Editorials

Kurzfassung

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Laggner, Thomas Markus; Schlicke, Dirk; Tue, Nguyen Viet; Denk, Wolf-DietrichStatische Analyse mit 3D-Gebäudemodellen unter Berücksichtigung zeitabhängiger Verformungen in den vertikalen Bauteilen - Auswirkungen unterschiedlicher Modellierungsarten auf den vertikalen LastflussBeton- und Stahlbetonbau6/2021419-430Aufsätze

Kurzfassung

Die statische Analyse des Lastflusses mittels 3D-Gebäudemodellen ist in der Praxis weit verbreitet - aber nicht unumstritten. Üblicherweise werden linear elastische Berechnungsmodelle aufgebaut, die aber mitunter deutlich andere Ergebnisse als eine konventionelle Berechnung mit extrahierten 2D-Teilmodellen liefern. Diese Unterschiede wurden in einem vorangegangenen Beitrag der Autoren behandelt. Der vorliegende Beitrag schließt daran an und beschäftigt sich nun eingehend damit, wie sich zeitabhängige Betonverformungen in den vertikalen Bauteilen auf die Berechnungsergebnisse von 3D-Gebäudemodellen auswirken. Zeitabhängige Betonverformungen treten natürlich auch in den horizontalen Bauteilen auf und beeinflussen den vertikalen Lastfluss zusätzlich. Diese Effekte wurden aber zunächst bewusst ausgeklammert und sollen in zukünftigen Beiträgen der Autoren behandelt werden. Die Untersuchungen erfolgen an einem 15-stöckigen repräsentativen Stahlbetonhochhaus, das bereits Grundlage für die linear elastischen Untersuchungen in dem vorangegangenen Beitrag war. Im Detail werden die vertikalen Bauteile im verwendeten Rechenmodell nun mit zeitdiskreten Materialmodellen angereichert und durch die vorhandene Bewehrung ergänzt, um die Auswirkungen durch “innere” Behinderung abzubilden. Insgesamt bewirkt das zeitabhängige Verformungsverhalten von Beton in den vertikalen Bauteilen deutliche Unterschiede in der Schnittgrößenverteilung im Vergleich zu einer linear elastischen Analyse. Zur Vereinfachung der hohen Komplexität von zeitdiskreten Analysen wurde auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse eine ingenieurmäßige Vorgehensweise für die praktische Anwendung entwickelt und auf Tauglichkeit überprüft.

Static analysis with 3D building models considering the time-dependent deformations in vertical members - Effects of different modelling types on the vertical load distribution
The static analysis of the load flow in structures by means of 3D building models is widely used in practice - but not without controversy. Usually, linear elastic analysis models are created, although they could show significantly different results compared to a conventional analysis using extracted 2D submodels. These differences were discussed in a previous article by the authors. The present article follows on from this and now deals with the influence of the time-dependent deformation behaviour of concrete in the vertical elements on the calculation results of 3D building models. Of course, the time-dependent deformation behaviour of concrete occurs also in the horizontal elements and affects the calculation results additionally. However, these effects were conceivably excluded and will be addressed in future publications of the authors. The investigations are carried out on the 15-storey representative reinforced concrete high-rise building. This building was already the basis of the linear elastic investigations in the previous article. In detail, the analysis model is now extended using time-discrete material models, and reinforcement is added in order to represent the effects of the “internal” restraint. Overall, the time-dependent deformation behaviour of concrete causes significant differences in the force distribution compared to a linear elastic analysis. Due to the high complexity of these time-discrete analyses, an engineering approach for practical application was developed and tested for its suitability.

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Schnelle und exakte Trassenvermessung aus der LuftBeton- und Stahlbetonbau6/2021430Nachrichten

Kurzfassung

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Lanwer, Jan-Paul; Javidmehr, Sara; Empelmann, MartinStatistische Bewertung der Druckfestigkeit von ultrahochfestem Beton (UHFB)Beton- und Stahlbetonbau6/2021431-440Aufsätze

Kurzfassung

Ultrahochleistungsbetone weisen eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber normalfesten Betonen auf, z. B. ein extrem dichtes Gefüge, sehr hohe Festigkeiten und exzellente Eigenschaften in Bezug auf die Dauerhaftigkeit. Für eine sichere und zuverlässige Bemessung von Bauteilen aus Ultrahochleistungsbetonen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit muss die rechnerisch anzusetzende Druckfestigkeit und deren Streuung bekannt sein. Dazu wurden Ergebnisse aus Druckfestigkeitsprüfungen in einer Datenbank zusammengestellt und statistisch ausgewertet.

Statistical evaluation of compressive strength of ultra-high strength concrete
Compared to normal strength concrete, ultra-high strength concrete has many advantageous properties such as extreme compact microstructure, very high compressive strength and enhanced properties with regard to durability. For a reliable design of ultra-high strength concrete components in ultimate and serviceability limit states, the characteristic compressive strength and the scattering of the compressive strength must be known. For this aim, compressive tests have been compiled in a database and analysed statistically.

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Plan.One gewinnt German Design Award 2020Beton- und Stahlbetonbau6/2021440Nachrichten

Kurzfassung

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Prammer, Dominik; Vorwagner, Alois; Kwapisz, MaciejMessdatenbasierte Belastungsanalyse von Autobahn-Betonfahrbahndecken aus Fertigteilen - Dauermonitoring kombiniert mit nichtlinearen FEM-ZeitverlaufsanalysenBeton- und Stahlbetonbau6/2021441-449Aufsätze

Kurzfassung

In Österreich sind ca. 40 % bzw. in Deutschland ca. 30 % des Autobahn- und Schnellstraßennetzes mit Betonfahrbahndecken ausgestattet. Über die tatsächlich in Betonfahrbahndecken wirkenden Spannungszustände und Temperaturbelastungen ist allerdings sehr wenig bekannt. Vor allem deshalb, da die messtechnische Erfassung in realer Einbauumgebung mit vielen Schwierigkeiten verbunden ist, gibt es nur wenige In-situ-Daten. Im Zuge eines Forschungsprojekts wurden erstmalig Fertigteile zur Reparatur von Betonfahrbahnen in einer Autobahn in Österreich eingesetzt und diese zusätzlich umfassend mit einbetonierten faseroptischen Sensoren ausgestattet. In einer vertieften Analyse der Messdaten eines Zeitraums von zwei Jahren werden Temperaturänderungen, -extrema wie auch -gradienten im Zusammenhang mit äußeren Wetterbedingungen ausgewertet. Im Hinblick auf Bildung von Rissen und Zwängen in der Platte werden einerseits gemessene Dehnungen ohne Verkehrslast analysiert, andererseits wird eine statistische Analyse der gemessenen einwirkenden Verkehrslastwechsel durchgeführt. Im zweiten Abschnitt folgt auf Basis eines kalibrierten nichtlinearen FE-Modells eine kombinierte Analyse des instationären Spannungsverlaufs der Platte unter dynamischer Verkehrsbelastung bei variierender temperaturmechanischer Belastung. Nach dem Abgleich mit Messdaten können die in der Platte wirkenden dynamischen Spannungsmaxima ermittelt werden.

Measurement data based load analysis of precast concrete pavements of motorways
In Austria, about 40 % and in Germany about 30 % of the motorway and expressway network are concrete pavements. However, very little is known about the stress conditions and temperature loads actually acting in concrete pavements. There is little in-situ data available, mainly because of the difficulties involved in measuring these conditions in a real paving environment. In the course of a research project, precast slabs were used for the first time to repair concrete pavements in a highway in Austria, and these were also extensively equipped with embedded fiber optic sensors. In an in-depth analysis of the measurement data of a period of two years, temperature changes, extremes as well as gradients in connection with external weather conditions are evaluated. With regard to the formation of cracks and constraints in the slab, on the one hand measured strains without traffic load are analyzed, on the other hand a statistical analysis of the measured impacting traffic load changes is carried out. In the second section, based on a calibrated nonlinear FE model, a combined analysis of the unsteady stress profile of the slab under dynamic traffic loading with varying temperature-mechanical loading is performed. After comparison with measured data, the dynamic stress maxima acting in the plate can be determined.

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Schuler, Frank; Breit, WolfgangStahlfaserbeton - Charakterisierung von rissquerenden Fasern mittels Computer-TomografieBeton- und Stahlbetonbau6/2021450-459Aufsätze

Kurzfassung

Zur Klassifizierung von Stahlfaserbetonen werden diese über die Nachrissbiegezugfestigkeit, also die Leistungsfähigkeit im Nachrissbereich, in Leistungsklassen eingestuft. Auf makroskopischer Ebene wird das Verhalten des Stahlfaserbetons im Nachrissbereich maßgeblich durch die Art, die Menge, die Verteilung und die Ausrichtung der zugegebenen Fasern bestimmt. Auf der Mesoebene zeigt sich für den Wirkungsmechanismus “Faserauszug” das Verbund- und Auszugverhalten der einzelnen Fasern als ausschlaggebend. Das heißt, die entscheidende Rolle für die Wirksamkeit der Faser wird neben der Menge und Orientierung der Fasern durch faserspezifische Parameter, wie z. B. die Einbindelänge der einzelnen Fasern in die Rissflanken, bestimmt. Diese, für die Faserwirkung spezifischen Parameter konnten mit bisherigen Untersuchungsverfahren nicht bzw. nur zerstörend z. B. durch Aufbrechen und somit verfälscht bestimmt werden. Die im Folgenden vorgestellten Untersuchungen ermöglichen mithilfe der Computer-Tomographie und angepasster Auswerteverfahren eine Charakterisierung der einzelnen, am Lastabtrag beteiligten Fasern und somit die nahezu zerstörungsfreie Ermittlung der Parameter, die maßgeblich das Auszugverhalten aus der Betonmatrix bestimmen.

Steel fiber concrete - Characterization of crack-crossing fibers by computer tomography
Steel fiber concretes are classified into performance classes based on the post-crack flexural strength performance in the post-crack area. On the macroscopic level, the behavior of steel fiber concrete in the post-crack area is largely determined by the type, quantity, distribution and orientation of the added fibers. At the meso-level, the bonding and pull-out behavior of the individual fibers turns out to be decisive. Thus, the effectiveness of fibers is mainly determined by quantity and orientation of fibers as well as by fiber-specific parameters, such as embedment length of individual fibers in the crack flanks.
These fiber-specific parameters could either not or only destructively be determined. However, splitting concrete specimens can falsify these parameters. The investigations presented enable a characterization of the individual fibers involved in load transfer by computed tomography and an adapted evaluation method. This allows an almost non-destructive determination of fiber-specific parameters that are decisive for the pull-out behavior of fibers embedded in the concrete matrix.

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"Phoenixkontor 1" komplettiert das Phoenixhof-EnsembleBeton- und Stahlbetonbau6/2021459Nachrichten

Kurzfassung

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Horn, Sebastian; Gwosch, Thomas; Matthiesen, SvenEntwicklung eines sensorintegrierten Verbundankers zur Überwachung der BefestigungssituationBeton- und Stahlbetonbau6/2021460-467Aufsätze

Kurzfassung

Der vorliegende Artikel stellt die Mechatronisierung eines herkömmlichen Verbundankersystems zur Integration einer sensorischen Zusatzfunktion für die zukünftige Überwachung von Befestigungssituationen vor. Hierzu wird die zentrale Fragestellung beantwortet, ob es möglich ist, Sensoren zur Zustandskontrolle der Befestigungssituation in ein chemisches Befestigungsmittel zu integrieren. Mit Erkenntnissen aus vorangegangenen Untersuchungen zu den Funktionsmechanismen und möglichen Designräumen in Verbundankern auf Vinylesterbasis werden Sensorelemente in solche Anker integriert. Um dies zu erreichen, werden relevante Schadensmechanismen ausgewählt, Randbedingungen für die Mechatronisierung eines Befestigungsmittels definiert und ein geeignetes physikalisches Messprinzip ausgewählt. Mit diesen Ergebnissen wird ein Sensorelement entworfen und in einen herkömmlichen Verbundanker auf Vinylesterbasis integriert. Dieses Sensorelement wird mit einer eigens hierfür entwickelten Messelektronik in einem Kalibrierprüfstand verifiziert. Durch die Validierung des Systems mit zentrischen Auszugsversuchen kann gezeigt werden, dass der integrierte kapazitive Abstandssensor die Detektion der Verbundankerverschiebung ermöglicht.

Sensor-integrated chemical anchor for continuous monitoring of the fastening situation
This article presents the mechatronization of a conventional chemical anchor system for the integration of an additional sensory function for the future monitoring of fastening situations. For this purpose, the central question is answered whether it is possible to integrate sensors for condition monitoring of the fastening situation into a chemical fastener. With knowledge gained from previous investigations on the functional mechanisms and possible design spaces in chemical anchors based on vinylester, sensor elements are integrated into such anchors. To achieve this, relevant damage mechanisms will be selected, boundary conditions for the mechatronics of a fastener will be defined and a suitable physical measurement principle will be chosen. With these results, a sensor element is designed and integrated into a conventional chemical anchor based on vinylester. This sensor element is verified in a calibration test rig using specially developed measurement electronics. By validating the system with centric pull-out tests, it can be shown that the integrated capacitive distance sensor enables the detection of the chemical anchor displacement.

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Mosig, Oliver; Zohrabyan, Vahan; Curbach, Manfred; Braml, Thomas; Keuser, Manfred; Gebbeken, NorbertSpallationsversuche von Faserbetonprobekörpern im Split-Hopkinson-BarBeton- und Stahlbetonbau6/2021468-477Aufsätze

Kurzfassung

Auf Basis von Spallationsversuchen an faserbewehrten Betonproben im Split-Hopkinson-Bar wurden die dynamischen Kennwerte Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit und Bruchenergie ermittelt. Untersucht wurden Betonproben der Festigkeitsklassen C20/25, C40/50 und C80/95 mit Stahlfasergehalten von 0 bis 2,0 Vol.- % sowie mit Carbon- und PP-Fasern im Dehnratenbereich von etwa 15 bis 25 1/s. Die Ergebnisse zeigen eine Zunahme der dynamischen Zugfestigkeit und des dynamischen Elastizitätsmoduls des Faserbetons mit steigendem Fasergehalt. Durch die Zugabe von Fasern ist zudem eine enorme Steigerung der Bruchenergie des Faserbetons gegenüber unbewehrten Proben festzustellen, welche für den Stahlfaserbeton im Vergleich zu dem untersuchten Carbon- und PP-Faserbeton höher ausfällt. Mit 1,0 Vol.- % Stahlfasern konnte etwa eine Verzehnfachung der Bruchenergie des Stahlfaserbetons ermittelt werden. Weiter wurde festgestellt, dass der Anteil der Einzelfaser an der Verbundtragfähigkeit des Faserbetons mit steigendem Faservolumengehalt abnimmt, da aus der schwierigeren Verarbeitbarkeit eine inhomogene Faserverteilung mit schlechteren Verbundeigenschaften resultiert.

Spalling tests of fiber reinforced concrete in the split-Hopkinson-bar
The dynamic material parameters modulus of elasticity, tensile strength and fracture energy were determined on the basis of spalling tests in the split-Hopkinson-bar on fiber-reinforced concrete specimens. Concretes of the strength classes C20/25, C40/50 and C80/95 with steel fiber contents of 0 to 2.0 vol % and also with carbon and PP fibers in the strain rate range of about 15 to 25 1/s were investigated. The results show an increase in the dynamic tensile strength and the dynamic modulus of elasticity with increasing fiber content. The addition of fibers also leads to an enormous increase in the fracture energy compared to non-reinforced specimens, which is higher for the steel fibers compared to the carbon and PP fibers. With 1.0 vol % of steel fibers, a tenfold increase in the fracture energy was determined. Furthermore, it was found that the portion of the single fiber in the bond strength decreases with increasing fiber content, since the more difficult processability results in an inhomogeneous fiber distribution with worse bonding properties.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 6/2021Beton- und Stahlbetonbau6/2021479-486Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Nachrichten:
“Es war ein guter Jahrgang”
Erstmals digitale Verleihung des Deutschen Brückenbaupreises 2020 und des 30. Dresdner Brückenbausymposiums
Kreative und technisch durchdachte Betonfertigteillösungen wurden mit dem FDB Förderpreis für Studierende belohnt: Studierende an der Hochschule Bochum und der Frankfurt University of Applied Sciences freuen sich über die Wertschätzung ihrer Arbeiten
Qualitätsüberwachung läuft uneingeschränkt weiter
Carbonbeton-Gebäude CUBE: erster Bauabschnitt erfolgreich abgeschlossen
Zertifikatslehrgang Fachingenieur BIM VDI
Call for papers

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau6/2021486Veranstaltungskalender

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Content: Geomechanics and Tunnelling 6/2021Geomechanics and Tunnelling6/2021Contents

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Austrian Tunnel DayGeomechanics and Tunnelling6/2021Cover Pictures

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The Borth underground salt mine with an annual production volume in the range of 2 m t of halite is amongst the largest underground mines in Central Europe. All mined halite is transported to the central hoisting shaft with belt conveyor systems. To ensure a safe and efficient operation of the main conveyor belt, precautionary support measures in geotechnically stressed areas of various stopes were necessary. For the rehabilitation measures, an innovative anchoring system was applied using 3.7 to 5.7 m long hollow bar anchors which were first anchored mechanically in a borehole, pre-stressed and then fully grouted with resin.
Das Bergwerk Borth mit einer Jahresfördermenge von rund 2 Mio. t Steinsalz ist eines der größten untertägigen Steinsalzbergwerke in Mitteleuropa. Das abgebaute Steinsalz wird über Bandanlagen zum Förderschacht transportiert. Um den sicheren Betrieb der Hauptbandanlage zu gewährleisten, mussten gebirgsmechanisch stark beanspruchte Bereiche einiger Kammern saniert werden. Für die Sanierungsmaßnahmen kam ein innovatives Ankersystem zum Einsatz, bei dem 3,7 bis 5,7 m lange Hohlstabanker zunächst kraftschlüssig in einem Bohrloch verankert, vorgespannt und anschließend vollständig mit Kunstharz vermörtelt wurden.

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Geomechanics and Tunnelling 6/2021Geomechanics and Tunnelling6/2021Imprint

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