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In jüngerer Vergangenheit wurde bei klassisch feuerverzinkten Stahlbauteilen eine reduzierte Emissivität unter Brandbelastung nachgewiesen, die sich im Zuge der Heißbemessung gemäß DIN EN 1993-1-2 als vorteilhaft gegenüber einem ungeschützten Bauteil erweist. Im Zuge weiterführender Untersuchungen wurde nun die Emissivität von modernen Zink-Aluminiumüberzügen, die sich durch eine in Abhängigkeit vom Aluminiumgehalt von den standardmäßigen Überzügen abweichende Schichtcharakteristik auszeichnen, anhand von Kleinteilproben bestimmt, wobei verschiedene Konfigurationen abgeprüft wurden. Im Ergebnis zeigt sich über alle Varianten, dass ZnAl-Überzüge eine gegenüber Reinzink- bzw. quasireinen Zinküberzügen nochmals verbesserte, insbesondere bei höheren Temperaturen reduzierte Emissivität aufweisen. Bei Anwendung derselben zeigt sich die positive Wirkung auf den Feuerwiderstand von mit ZnAl-Schmelzen verzinkten Stahlkomponenten in Form einer verzögerten Aufwärmung und damit einer im Zuge der Heißbemessung ermittelten höheren Tragfähigkeit unter Brandbelastung bzw. das Potenzial zur Reduzierung des Stahlprofilquerschnitts und damit zur Ressourceneinsparung in einer relevanten Größenordnung.

Emissivity of zinc-aluminum coatings under fire loading and effect on the fire resistance
In the recent past, a reduced emissivity under fire load has been proofen for classic hot-dip galvanized steel, which proves to be advantageous compared to an unprotected steel member in the fire design according to DIN EN 1993-1-2. In the course of further investigations, the emissivity of modern zinc-aluminum coatings, which are characterized by a coating characteristic that differs from the standard coatings depending on the aluminum content, was determined on the basis of small scale samples, with various configurations being tested. The results for all variants show that ZnAl coatings exhibit a further improvement in emissivity compared with pure zinc or quasi-pure zinc coatings, and in particular a reduction in emissivity at higher temperatures. The application of these coatings has a positive effect on the fire resistance of steel components galvanized with ZnAl alloys in the form of a slower heating and thus a higher load-bearing capacity under fire load determined in the course of the fire design, and the potential for reducing the steel profile cross-section and thus saving resources by a relevant order of magnitude.

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Mit der Einführung des Eurocode 7 einschließlich Nationalem Anhang und ergänzenden Regeln der DIN 1054 wurde eine Anpassung der 4. Auflage der Empfehlungen des Arbeitskreises “Baugruben” (EAB) der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik erforderlich. Im vorliegenden Beitrag werden die wesentlichen Änderungen der 5. Auflage vorgestellt und kommentiert.

The fifth edition of the “Recommendations on excavations”
Introducing Eurocode 7 including the national rules it was necessary to revise the fourth edition of the “Recommendations on excavations” of the German Committee for excavations. In the contribution the essential modifications of the fifth edition are discussed and commented.

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Im Beitrag wird die Reduktion des Schwindens von hochfestem Beton durch eine Wärmebehandlung untersucht. Betone werden wärmebehandelt, um die Erhärtung zu beschleunigen und ein frühes Ausschalen zu ermöglichen. Durch eine geeignete Wahl der maximalen Behandlungstemperatur, der Aufheiz- und Abkühlrate sollen Schädigungen des Betongefüges minimiert werden. Dies führt zu Wärmebehandlungsdauern von mehr als 24 h, was für eine serielle Fertigung von Betonfertigteilen zu lange ist. Für eine minimal kurze Wärmebehandlung wird auf eine Vorlagerungszeit sowie eine reglementierte Aufheizrate verzichtet, sodass das Aufheizen direkt nach dem Betonieren beginnt. Diese Verkürzung hat Einfluss auf das Schwindverhalten. Es wird hier an Prismen mit und ohne Stahlfasern sowie an Balken mit einem Stabstahlbewehrungsgrad von 1,8 % und 3,1 % untersucht. Alle Proben werden bei 80 °C und 60 % rel. Luftfeuchte für 1, 2, 4, 6 und 24 h wärmebehandelt. Proben ohne Wärmebehandlung dienen als Referenz. Die Ergebnisse zeigen, dass mit zunehmender Wärmebehandlungsdauer die Schwinddehnung deutlich reduziert wird. Sie wird zudem mit zunehmendem Bewehrungsgrad geringer. Um das Schwindverhalten in Abhängigkeit von der Wärmebehandlung zu prognostizieren, werden datenbasierte Antwortflächen abgeleitet und validiert. Dabei steigt die Vorhersagequalität mit zunehmendem Betonalter.

Experiments on shrinkage reduction of high-performance concrete components by heat treatment
The paper investigates the shrinkage reduction of high-performance concrete by heat treatment. Concretes are heat treated to accelerate hardening and to allow early stripping. Damage to the concrete structure is to be minimized by a suitable choice of maximum treatment temperature, heating and cooling rate. This leads to temperature durations of more than 24 h, which is not suitable for a serial production of precast concrete parts. For a minimally short heat treatment, a pre-storage time and a regulated heating rate are omitted so that the heating starts directly after concreting. This shortening of the temperature duration has an influence on the shrinkage behavior. It is investigated here on prisms with and without steel fibers, as well as on beams with rebar ratios of 1.8 % and 3.1 %. All specimens are heat treated at 80 °C and 60 % relative humidity for 1, 2, 4, 6, and 24 h. Specimens without heat treatment serve as reference. The results show that the shrinkage strain is significantly reduced with increasing temperature duration. It also decreases with an increasing rebar ratio. In order to predict the shrinkage behavior as a function of temperature duration, data-based response surfaces are derived and validated. Thereby, the prediction quality increases with increasing concrete age.

Otto Graf und seine Karriere bestimmten die Entwicklung der Abteilung Baustoffprüfung an der Materialprüfungsanstalt Stuttgart in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Mit der wirtschaftlichen Erholung Deutschlands und dem Bau der Reichsautobahn nach 1934 erfuhr auch die Baustoffprüfung in Stuttgart einen großen Aufschwung. Otto Graf hatte sich als anerkannter Fachmann für Beton und Eisenbeton etabliert und die Materialprüfungsanstalt war zu einer Anlaufstelle für das gesamte Reichsgebiet in Fragen der Betonfahrbahnen geworden. Die Materialprüfungsanstalt Stuttgart war zunehmend auch in politisch bedeutende Großprojekte des NS-Staates involviert, und als der Zweite Weltkrieg ausbrach, übernahm sie Kriegsaufträge, auch im Holzbereich. Otto Graf stellte teils aus Ehrgeiz, teils aus der Notwendigkeit, die erforderlichen Mittel zum Betrieb der Materialprüfungsanstalt selbst erwirtschaften zu müssen, seine Arbeitskraft dem NS-Staat zur Verfügung. Trotz eines Spruchkammerverfahrens zur Entnazifizierung konnte sich Otto Graf nach dem Krieg wieder rehabilitieren und seine Einrichtung wurde 1953 sogar in “Otto-Graf-Institut” umbenannt.

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The Tiwag - Tiroler Wasserkraft AG - is replacing the entire fall to the powerhouse at the Kaunertal power station, which has been in operation for about 50 years, in 2012 to 2015. The new facilities are being constructed entirely underground in unusually difficult geology for high-pressure systems. Works to construct the 4,000 m of tunnels and shafts started in March 2012 and were completed by the middle of June 2013. Part of the construction work is based on the proven NATM and part is based on the modern technology of mechanised tunnelling. After the completion of the caverns, the core of the new system, the 1,430 m long penstock, will be lined with thick-walled steel armouring and backfilled with concrete.
Die Tiwag - Tiroler Wasserkraft AG errichtet in den Jahren 2012 bis 2015 einen neuen Kraftabstieg für das seit rund 50 Jahren in Betrieb befindliche Kaunertalkraftwerk. Die Anlagenteile des neuen Kraftabstiegs werden vollständig unter Tage in einer für Hochdruckanlagen untypisch schwierigen Geologie hergestellt. Mit den Vortriebsarbeiten für die gesamt 4.000 m langen Stollen und Schächte wurde im März 2012 begonnen; im Juni 2013 wurden diese erfolgreich abgeschlossen. Bei den Bauverfahren hat man dabei einerseits auf die bewährten Methoden der NÖT und andererseits auf die moderne Technik des maschinellen Vortriebs gesetzt. Nach Fertigstellung der Felshohlraumbauten wird das Kernstück des neuen Kraftabstiegs, der 1.430 m lange Druckschacht, mit einer dickwandigen Panzerung ausgekleidet und hinterbetoniert.

2014 war der 100. Todestag von August Wöhler. Aus diesem Anlass entstand gemeinsam mit dem DVM Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V. ein Buch über A. Wöhler [1], welches die Biografie, seine wissenschaftlichen Arbeiten, aber auch übergeordnete Themen wie die industrielle Revolution und die Entwicklung der Technik im 19. Jahrhundert beleuchtet. Nationale und internationale Tagungen zeigten (z. B. [2]), dass diese Themen von großem Interesse sind. Daher wurde nicht zuletzt wegen des 200-jährigen Geburtstages von A. Wöhler eine englische überarbeitete Fassung veröffentlicht [3].
August Wöhler war eine interessante und eigenwillige Persönlichkeit, geprägt durch die Industrialisierung im 19. Jahrhundert und hier insbesondere durch die Entwicklung der Eisenbahn. Die Verbreitung der neuen Technik führte zu zahlreichen Problemen. Schadensfälle an Bauteilen zeigten, dass der bisher durchgeführte Festigkeitsnachweis nicht mehr ausreichte. Brüche entstanden an Achsen, Rädern und Schienen bei Beanspruchungen, die niedriger waren als die statische Bruchfestigkeit des Bauteils. August Wöhler konnte durch systematische Versuche nachweisen, dass wiederholte, also schwingende Beanspruchungen, die weit unterhalb der statischen Festigkeit liegen, zum Bruch führen können und dass die ertragbare Schwingspielzahl bis zum Bruch mit abnehmender Beanspruchungsamplitude zunimmt. Der vorliegende Beitrag gibt einen kurzen Überblick über Wöhlers Biografie und seine Leistungen.

August Wöhler (1819-1914) - founder of fatigue strength research, 200th anniversary of his birth
In 2014 was the 100th return of August Wöhlers obit. On this occasion, the authors published a book about his scientific work, his work on the safety of components and constructions in the emerging industrial society, his biography and his significance for the historical development in the field of fatigue strength of components and constructions [1, 3]. These investigations were accomplished in cooperation with DVM (German Association for Materials Research and Testing). As national and international events have shown [2], these developments are of great interest. Therefore, an English version suggested itself, not least because of the 200th anniversary of Wöhler in 2019.
August Wöhler was an interesting and unique character, influenced by the 19th century Industrial Revolution, especially railway development. The spread of this new technology caused numerous problems. Fractures arose on axles, wheels and rails at stresses below the components static fracture strength. Through systematic tests August Wöhler was able to prove that repeated stresses far below the static strength, might lead to fractures. The present article gives a brief overview of Wöhlers biography and his achievements.

Um die Grundlagen für die in diesem Jahrzehnt erforderlichen Bauwerksprüfungs-, Planungs- und Baumaßnahmen für die Infrastruktur im Bereich der Wasserstraßen zu verbessern, wird seit Dezember 2018 das mit Forschungsmitteln des BMVI geförderte Projekt 3D HydroMapper für die Erfassung und Nutzung der 3-D-Scandaten von Bestandsbauwerken durchgeführt. Durch 3D HydroMapper sollen neuartige Positionierungs- und Routingverfahren in Verbindung mit einer aktiven Objektausrichtung der Sensorik genutzt werden, um BIM-fähige 3-D-Bauwerksdaten zu erzeugen. Erste Ergebnisse zeigen, dass durch die 3-D-Aufnahme von Bestandsbauwerken und Baustellen erhebliche Verbesserungen für alle Beteiligten erzielt werden können. Durch die mit einer innovativen Messplattform und einem speziellen Multi-Sensorsystem aufgenommenen Informationen können den Betreibern, den Planern und den ausführenden Bauunternehmen vollständige, zuverlässige und dreidimensionale Bestandsdaten und die daraus prozessierten Bestandsmodelle zur Verfügung gestellt werden.

Innovative methods for digital measuring of waterway structures
Since December 2018 the research project “3D HydroMapper”, funded by BMVI, is operated to improve the basic concepts of the data acquisition to be carried out in structural inspection, design and construction activities for waterway structures using scanned 3-D data. Based on 3D HydroMapper, novel positioning and routing methods in connection with an active object sensor alignment should be used in order to create BIM capable inventory data of structures. First results show that the 3-D scanning of structures and construction sites are very beneficial. Thanks to the information collected with the innovative measuring platform and a special multi-sensor system, the operators, planners and construction companies can be supported by complete, reliable and three-dimensional as-built data and their obtained BIM models.

Persönliches:
Zur Erinnerung an Doris Greiner-Mai (1945-2020)
Markus König erhält Konrad-Zuse-Medaille

Wettbewerbe:
Auslobung des 17. Ingenieurbaupreises wird auf Frühjahr 2021 verschoben
DBV lobt “Rüsch-Forschungspreis” 2021 aus
Bayerischer InGENIEurpreis 2021 ausgelobt

Nachrichten:
Erdbebenforschung: Immense Datenmengen mit künstlicher Intelligenz auswerten
AIV Berlin benennt sich in Architekten- und Ingenieurverein zu Berlin-Brandenburg um
Baukulturbericht 2020/21 “Öffentliche Räume” vorgestellt
Brandschutzkonzepte nach Bauordnung - Nordrhein-Westfalen

Bad Karlshafen an der Nordspitze Hessens ist der geplante Traum. Der Gründer Landgraf CARL ließ das sumpfige Gebiet an der Mündung der Diemel in die Weser 1699 trockenlegen, um dort eine Barockstadt vom Reißbrett rund um ein Hafenbecken anzulegen. Das Hafenbecken inmitten der neuen Stadt wiederum sollte - ganz im Denken der Epoche - den Besatzungen der einfahrenden Schiffe ein prachtvoller Hinweis auf den Herrscher sein. Indem er solches mit den modernsten Techniken der Zeit erschaffen ließ, zeigte der Landgraf, dass es ihm sogar gelang, die Natur zu beherrschen und das Landschaftsbild regelrecht zu inszenieren. Die historische Schleuse zur Weser hin versieht ihren Dienst schon lange nicht mehr und die Brücke über die einstige Hafeneinfahrt wurde zum befestigten Straßendamm, der das Becken für Schiffe von der Zufahrt zur Weser abriegelt. Dies wurde durch die Wiederanbindung des Hafens Bad Karlshafen an die Weser korrigiert und der Hafen damit wieder zur Weser hin geöffnet.

Reconnecting the historical harbor Bad Karlshafen to the river Weser - Expedient lock planning
Bad Karlshafen is a beautiful planned town at the northern tip of Hesse. In 1699 the founder, Earl CARL, ordered to drain the swampy area at the Diemel Estuary where it joined the Weser for creating a baroque town around the basin. The new town in the basin was designed to impress the crews of incoming ships with its marvelous architecture. For that the Earl used state-of-the-art technology at the time which demonstrated his mastery over the landscape and nature. At present the historic lock doesn't operate and the bridge over the former harbor entrance is now a road embankment. This was changed and the historical harbor is reconnected to the river Weser.

Saugrohrgründungen stellen eine alternative Gründungsmöglichkeit für Offshore-Bauwerke dar. Sie können, im Gegensatz zu den in der Regel eingesetzten Rammpfählen, weitgehend schallemissionsfrei in den Baugrund eingebracht werden. Bei der Dimensionierung von Saugrohrgründungen spielen zyklische Einwirkungen aus Wind, Wellengang und Strömung eine besondere Rolle. Diese können zur Akkumulation von bleibenden Verformungen und Porenwasserüberdrücken in wassergesättigten Böden führen und sind deshalb innerhalb der Tragfähigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise zu berücksichtigen. In diesem Beitrag wird das Tragverhalten des Boden-Saugrohr-Systems unter zyklisch axialen Druckeinwirkungen numerisch untersucht. In den FE-Berechnungen wird ein Zwei-Phasen-Modell in Verbindung mit einem hypoplastischen Stoffgesetz für den wassergesättigten Boden verwendet. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei den Wechselwirkungen zwischen der Struktur, dem wassergesättigten Meeresboden und dem Porenwasser gewidmet. Der Einfluss und die Relevanz einiger der wichtigsten System- und Einwirkungsparameter, die die Porenwasserdruckentwicklung in wassergesättigten Böden beeinflussen, werden auf der Basis von parametrischen Studien untersucht. Darin werden die Zyklenanzahl, die Frequenz der zyklischen Einwirkung, die Einbindelänge sowie der Kopfplattendurchmesser des Saugrohres variiert. Der Einfluss von Akkumulationseffekten auf das interaktive Tragverhalten des Saugrohr-Boden-Systems

Numerical investigations on the behaviour of suction bucket foundations under cyclic axial compressive loads
Suction buckets are an alternative foundation type for offshore structures. Due to their widely noise emission-free installation, they can be used instead of usual offshore foundations with driven piles. Cyclic loads induced by wind, water waves and currents play a special role for the design of suction bucket foundations. These loads can lead to an accumulation of permanent soil deformations and excess pore water pressures in water saturated soils. This has to be considered in ultimate limit state and serviceability design. In this paper the interaction behavior of soil-bucket-systems subjected to cyclic axial compressive loads is analyzed using a finite element model. A fully coupled two-phase model and a hypoplastic constitutive model for the water saturated soil are used in the numerical analyses. Special attention will be dedicated to interactions between the structure, the water-saturated soil and the pore water. The influence and relevance of some of the main system and loading parameters that affect the pore water pressure development in water-saturated soil are studied on the basis of parametric studies. In there the cyclic loading number, the frequency, the embedded length and the diameter of top plate of the bucket are varied. Based on these investigations the importance and relevance of the consideration of cyclic accumulation effects with soil-bucket-systems is demonstrated and the key findings are presented.

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