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Der Gewährleistung einer möglichst hohen Nachhaltigkeit kommt im Bauwesen aufgrund der hohen Investitionskosten und des Energieverbrauchs bei der Errichtung beispielsweise von Infrastrukturbauwerken und den hohen Anforderungen an die Lebensdauer derartiger Bauwerke eine besonders große gesellschaftliche Bedeutung zu. Nachhaltiges Bauen ist dabei durch den Grundsatz geprägt, dass das Verhältnis aus gesellschaftlichem Nutzen von Bauwerken und dem dafür erforderlichen Energieaufwand und Ressourcenverbrauch infolge ihrer Errichtung, Nutzung und Entsorgung maximiert wird. Insbesondere für Infrastrukturbauwerke ist dies nur möglich, wenn die eingesetzten Werkstoffe eine möglichst hohe Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit aufweisen und - dies ist entscheidend -, wenn diese Eigenschaften auch durch den Planer möglichst optimal genutzt werden. Vor diesem Hintergrund beschreibt der vorliegende Beitrag Möglichkeiten und Wege, wie die Nachhaltigkeit des Werkstoffs Beton - dessen Herstellung für einen signifikanten Anteil beispielsweise des weltweiten CO2-Ausstoßes verantwortlich ist - signifikant gesteigert werden kann. Am Beispiel sogenannter Ökobetone - Betone mit stark reduziertem Zementgehalt - wird aufgezeigt, wie die Nachhaltigkeit des Werkstoffs nicht nur durch dessen Umwelteinwirkungen, sondern auch durch dessen Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit beeinflusst wird. Hierzu wird ein neuer Kennwert, das sog. Beton-Nachhaltigkeitspotenzial, eingeführt, mit dem das Potenzial für eine nachhaltige Betonnutzung quantifiziert werden kann. Die Anwendung des Kennwerts wird im Beitrag anhand eines Beispiels erläutert.

A method for the quantification of the sustainability of concrete on the material level
Guaranteeing a high level of sustainability is of special societal importance in civil engineering, on account of the immense investment costs and environmental actions associated with the erection and use of engineering structures and the high demands placed on their lifetime. Sustainable construction is fundamentally characterized by the principle that the ratio between the usefulness of structures to society in relation to the energy and resources consumption resulting from their erection, use and demolition is maximized. Especially in the case of infrastructure construction, this is only possible when the committed building materials demonstrate a high level of performance and durability and - this is the key - when these properties are exploited optimally by the planner. In light of this recognition, the paper at hand describes possibilities and methods for how the sustainability of the building material concrete - the production of which is responsible for a great portion of global anthropogenic carbon dioxide emissions - can be significantly improved. Green concretes - concretes with strongly reduced cement content - are used as an example of how the sustainability of building materials is affected not only by their environmental impact, but also by their performance and durability. For this purpose a new indicator, the Concrete Sustainability Potential, is introduced, with which the potential for a sustainable use of concrete can be estimated. The application of this indicator is demonstrated here by an example.

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Persönliches:
Rolf Eligehausen 70 Jahre (von Konrad Bergmeister, Wien, und Rainer Mallée, Waldachtal)
Karl-Eugen Kurrer 60 Jahre (von Werner Lorenz, BTU Cottbus)

Nachrichten:
Deutsche Betonkanu-Regatta 2013
Fantasie und Beton im Architekturstudium
Ganzheitliches Planen und Bauen. Bayerische Ingenieurekammer-Bau veröffentlicht Broschüre
fib Bulletin 67: Guidelines for green concrete structures

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Es wird ein Hohlkörperdeckensystem vorgestellt, das auf der Basis einfacher Verdrängungskörper als Fertigelementplatte herzustellen ist. Die Quertragfähigkeit des Deckensystems entspricht annähernd der einer Vollplatte. Auch das Verformungsverhalten stellt sich gutmütig dar im Vergleich zu Alternativsystemen und zu Vollplatten. Eine weitere wesentliche Eigenschaft ist die gute Dämmfähigkeit durch die eingebauten Verdrängungskörper. Eine abschließende Betrachtung von Wirtschaftlichkeit und Herstellverfahren beleuchtet die insgesamt positiven Eigenschaften der Hohlkörperdecken.

Das hochfrequente Hämmerverfahren HiFIT (high frequency impact treatment) zur Lebensdauerverlängerung bestehender und neuer Stahlschweißkonstruktionen konnte bei MAN Diesel SE erfolgreich eingeführt werden. Ein wesentlicher Arbeitsschritt war dabei die Entwicklung eines neuartigen Bemessungskonzeptes auf Basis bruchmechanischer Methoden. Zum einen wurde das Nachbehandlungsverfahren in der Neukonstruktion einer Ölwanne eingesetzt, um die nötigen Sicherheitsfaktoren gegen Dauerbruch darstellen zu können. Zum anderen wurde es nachträglich eingeführt, nachdem durch Spannungsmessungen an einem Fundamentrahmen die Notwendigkeit einer Verbesserung deutlich wurde. Die Anwendungsbeispiele werden im folgenden Beitrag vorgestellt. In beiden Fällen wurde durch das hochfrequente Hämmerverfahren die Dauerfestigkeit erreicht und durch Betriebserfahrung bestätigt. Damit konnte ein weiterer Schritt in Richtung eines betriebssicheren Leichtbaus von Schweißkonstruktionen erfolgreich gegangen werden.

Implementation of high-frequent hammer-peening as an optimisation step for welded engine components at MAN Diesel SE.
The high-frequent hammer-peening called HiFIT (high frequency impact treatment) was introduced successfully at MAN Diesel SE. As an essential step, a new fatigue assessment procedure based on fracture mechanics was developed. On one hand, the after-treatment procedure was used in the design phase of an oil pan to achieve sufficient safety factors against fatigue fracture. On the other hand, it was adopted in an existing design of a foundation frame because in-situ measurements have revealed the need for improvement. This paper represents the both examples of application. In both cases, the fatigue requirements have been fulfilled with the high-frequent hammer-peening and are approved by field-experience. Thus, another step towards a reliable light-weight-design of welded components could be taken

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Der Aufsatz behandelt typisierte Stabtragwerke aus Holz, die in der DDR ab 1955 entwickelt wurden. Als Anwendungsgebiete galten überwiegend landwirtschaftliche Nutzbauten, aber auch Lagerhallen und Dächer von Schulen und anderen Gesellschaftsbauten. Nach Kenntnis der Autoren handelt es sich um den ersten Versuch, derartige typisierten DDR-Tragkonstruktionen vergleichend darzustellen. Dieser Aufsatz schließt sich thematisch dem Aufsatz im Heft 8/2011 der BAUTECHNIK über typisierte stählerne Stabtragwerke in der DDR an.

Typified wooden frame structures in the GDR from 1955 until 1990.
This article outlines typified wooden frame structures, which were developed in the former GDR from 1955 until 1990 primarily for farming facilities, but also for storage buildings and roofs of social buildings. From the level of the author’s awareness this is the first publication discussing typified structures of the GDR in a comparative way. This article completes the article published in the issue No. 8/2011 of BAUTECHNIK about typified steel frame structures in the GDR.

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Baugrundverformungen im Umfeld einer Schlitzwandbaugrube entstehen sowohl aus dem Baugrubenaushub als auch aus der Herstellung der Baugrubenwand selbst. Für die numerische Simulation der Schlitzwandherstellung sind die Berücksichtigung der Herstellungsreihenfolge sowie der im Boden induzierten Spannungszustände aus Suspensions- und Frischbetondruck in einem 3D-Modell erforderlich. Zur Frage der Frischbetondruckentwicklung in Schlitzwandlamellen wurden Zentrifugenmodellversuche und Elementversuche durchgeführt und ein Berechnungsmodell abgeleitet, das die verfügbaren Baustellenmessungen gut wiedergibt und eine differenzierte Berücksichtigung des Frischbetondrucks in FE-Simulationen ermöglicht.

Wenn beim Entstehen der Schubrisse zusätzlich auch Längszugspannungen vorhanden sind, bewirken sie in Stahlbetonbalken steilere Schubrisse. Dies führt zu einer Traglastminderung, wenn die steiler entstandenen Erstrisse sich so aufweiten, daß sich keine flacher verlaufenden Zweitrisse bilden. Dieser Sachverhalt wurde rechnerisch-theoretisch untersucht und durch Versuche an 12 Stahlbetonbalken bestätigt.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Manfred Keuser zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Die Rissbildung in Beton ist ein komplexes Phänomen, welches durch äußere Lasten und Zwang hervorgerufen werden kann und somit das Last-Verformungs-Verhalten von Stahlbeton beeinflusst, sobald die Zugfestigkeit überschritten wird. Folglich ist es bedeutsam vorherzusagen, wo Risse auftreten und wie sie sich ausbreiten.
Dieser Artikel gibt einen kurzen Überblick über die im Labor für Konstruktiven Ingenieurbau an der Universität der Bundeswehr München durchgeführten Experimente an Stahlbetonscheiben und -platten sowie über die wesentlichen Ergebnisse derselben. Anschließend wird auf die aktuelle Forschung des Autors eingegangen. Um ein besseres Verständnis zur Spannungsverteilung in der direkten Umgebung der Längs- und Querbewehrung zu erlangen, wird ein kleiner vereinfachter Ausschnitt einer Stahlbetonplatte in dem Finite-Elemente-Programm ANSYS modelliert. Ziel war es, die Möglichkeiten und Grenzen der Extended Finite Element Method (XFEM), welche in ANSYS zur Rissfortschrittsanalyse implementiert ist, zu evaluieren sowie den Ort der Rissinitiierung und die Rissausbreitung zu untersuchen.

Assessment of the crack propagation in reinforced concrete
Cracking of concrete is a complex phenomenon induced by direct loads or restraints affecting reinforced concrete structures as soon as the tensile strength of the concrete is exceeded. Hence it is important to predict where cracks will be located and how they will propagate.
This paper presents a short overview on the experiments on R/C-panels and slabs carried out in the Laboratory for Structural Engineering at the University of the German Armed Forces in Munich and on the results obtained. Next, the current research carried out by the author is presented. To understand the stress distribution in the direct vicinity of the longitudinal and transversal reinforcement bars a small simplified section of a R/C slab was modeled in the finite element program ANSYS. The aim is to evaluate the capabilities and limitations of the Extended Finite Element Method (XFEM) implemented in ANSYS to simulate crack growth and to determine where the crack will initiate and propagate in this region.

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.

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Nach einem ersten Einsatz externer Spannglieder 1936 war die erfolgreiche Entwicklung des Massivbrückenbaus in Deutschland in den letzten 50 Jahren direkt mit der Anwendung interner, im Verbund liegender Spannglieder verbunden. Die vor etwa zehn Jahren beginnende Wiederentdeckung der externen Spannglieder ist vor allem durch die einfache Möglichkeit der Inspektion, des Nachspannens und des Austausches von frei im Hohlkasten geführten Kabeln begründet. Der Beitrag behandelt die zweckmäßige Anwendung interner und externer Spannglieder sowie die konstruktive Durchbildung der Umlenkstellen. Letztere ist sowohl für die Montage als auch für die Dauerhaftigkeit externer Spannglieder von ausschlaggebender Bedeutung.

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Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme ermöglichen es, die Attraktivität filigraner Stahltragwerke bei gleichzeitiger Gewährleistung der Feuerwiderstandsfähigkeit aufrecht zu erhalten. Das Hochtemperaturverhalten dieser Brandschutzsysteme ist bis heute jedoch nicht im Detail bekannt. Im vorliegenden Artikel werden daher numerische Simulationen unter expliziter Berücksichtigung des Aufschäumvorgangs dämmschichtbildender Brandschutzsysteme vorgestellt, um das Erwärmungsverhalten im Detail aufzuzeigen und somit einen Beitrag zum vertieften Verständnis hinsichtlich der thermischen Schutzwirkung dieser Brandschutzsysteme zu leisten. Dabei werden beschichtete Stahlplatten bei einer Ofentemperatur gemäß der Einheits-Temperaturzeitkurve untersucht. Eine Validierung des entwickelten numerischen Modells erfolgt anhand eigener Versuchsergebnisse. Somit wird erstmals die Möglichkeit eröffnet, das Hochtemperaturverhalten beschichteter Stahlbauteile realitätsnah zu simulieren und die Temperaturentwicklung im Stahl zu prognostizieren. Dies schafft insbesondere bei individuellen Fragestellungen im Brandschutzingenieurwesen hinsichtlich der Temperaturentwicklung in beschichteten Stahlbauteilen innovative Bewertungsmöglichkeiten.

Heating behaviour of intumescent coatings in steel constructions - Advanced numerical simulations taking the foaming process into account.
Intumescent coatings enable to sustain the attractiveness of filigree steel constructions and to ensure fire resistance at the same time. Since the high temperature behaviour of these fire protection systems is not known in detail yet, advanced numerical simulations by taking the foaming process of intumescent coatings into account are introduced in the present article. Hence, the heating behaviour is pointed out in detail to get a deeper understanding concerning the fire protection behaviour of intumescent coatings. For that reason, coated steel plates exposed to standard fire (ISO-834) are investigated. A validation of the developed numerical model is performed by comparing the calculated temperatures with own test results. For the first time, the opportunity is enabled to simulate and predict the high temperature behaviour of coated steel elements close to reality. This offers innovative possibilities to evaluate the steel temperature of construction elements individually in fire protection engineering.