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Inhalt: Bautechnik 11/2016 Bautechnik 11/2016 Inhalt

Abstract

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Hummel, Johannes; Seim, Werner; Otto, Simone Steifigkeit und Eigenfrequenzen im mehrgeschossigen Holzbau Bautechnik 11/2016 781-794 Aufsätze

Abstract

Dieser Fachaufsatz befasst sich mit der Fragestellung der Bestimmung der Eigenfrequenz von mehrgeschossigen Konstruktionen aus Holzrahmenelementen und Brettsperrholzelementen im Hinblick auf eine Erdbebenberechnung. Geeignete Methoden für die Eigenfrequenzberechnung für Holzkonstruktionen werden vorgestellt. Im Mittelpunkt steht vor allem die Festlegung der Steifigkeit. Es werden Ansätze für die Ermittlung der Steifigkeit von Wandelementen vorgestellt und mit Steifigkeiten aus Versuchen an Wandelementen verglichen. Im Allgemeinen ergibt sich die Steifigkeit des Wandelements aus unterschiedlichen Verformungsanteilen. Es wird gezeigt, wie sich aus den Verformungsanteilen Steifigkeitskennwerte für eine Berechnung mit einem Ersatzstab ableiten lassen und welchen Einfluss die unterschiedlichen Verformungsanteile auf die Steifigkeit von Mehrmassenschwingern mit zwei, vier, sechs und acht Geschossen haben. Aus den Erkenntnissen einer Parameterstudie werden Empfehlungen zur Bestimmung von Eigenfrequenzen mithilfe eines Ersatzstabmodells gegeben.

Stiffness and eigenfrequencies of multi-storey timber structures
This paper deals with the issue of the eigenfrequency of multi-storey structures of light-frame and CLT-elements with respect to seismic design. Appropriate methods for the determination of eigenfrequencies will be provided. The paper focuses on the predefinition of the stiffness. Approaches to determine the frequency of wall elements from different contributions of deformation will be given. The analytical determined flexibilities respectively stiffness will be compared with the stiffness obtained by wall element testing. It will be shown how stiffness parameters for an equivalent cantilever beam model can be derived from the contributions of deformation. Furthermore, the influence of the different flexibilities on the stiffness of the equivalent model with two, four, six and eight storeys will be investigated. From the findings of a parametric study recommendations to the determination of eigenfrequencies will be given.

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Zerbst, David; Baensch, Franziska; Pfriem, Alexander; Niemz, Peter Visko-elastisches Verhalten von Holz-Klebstoff-Verbindungen unter zyklischer Zug-Druck-Belastung Bautechnik 11/2016 795-800 Aufsätze

Abstract

In dieser Arbeit wurde ein Prüfverfahren angewendet, das statische, zyklische Belastung von Klebstofffugen infolge Quellen und Schwinden des Holzes simuliert und plastische Verformungen im niedrigen Lastbereich aufzeigt. Es wurde das elastische Verhalten von Zugscher-Prüfkörpern, welche aus Buchenholz verklebt mit drei verschiedenen Holz-Klebstoffarten (MUF, PRF, PUR) hergestellt wurden, unter zyklischer Zug- und Druck-Belastung untersucht und die Verlust- und Speicherenergie ausgewertet. Alle getesteten Verklebungen wiesen bereits bei sehr niedrigem Lastniveau von 3 MPa viskose Anteile auf, die mit höherer Last zunahmen. Für die PRF-Verklebung wurde bei der Laststufe von 7 MPa ein elastischeres Verhalten beobachtet als für die übrigen Verklebungen. Die für die PUR-Verklebung erfasste ansteigende Verlustenergie deutet auf eine Aufweichung der Klebstofffuge hin.

Visco-elastic behavior of bonded wood under cyclic tensile and compression loading
In the present contribution, a test method is used to simulate the static, cyclic loading of adhesive joints due to swelling and shrinking of the wood and to demonstrate the plastic deformation in the low load range. For tensile shear specimens prepared from beech wood and bonded with three different adhesives (MUF, PRF, PUR), the elastic behavior under cyclic tensile and compression loading was investigated and the loss and storage of energy was determined. All tested adhesives showed viscose parts even at a very low load level of 3 MPa. At a load level of 7 MPa, the PRF joints revealed a more elastic behavior than the other. The increased loss energy determined for the PUR bonding indicates a softening of the adhesive joint.

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Franke, Bettina; M√ľller, Andreas; Simon, Antje Holzbr√ľcken - Erkenntnisse zum Feuchteverhalten in den Tragquerschnitten aus Langzeitmessungen Bautechnik 11/2016 801-806 Aufs√§tze

Abstract

Die Leistungsfähigkeit von Holz im Brückenbau ist durch zahlreiche Konstruktionen weltweit belegt. Gegenüber Holz sind aktuell noch Hemmnisse bei den Straßenbaubehörden und Planern vorhanden, die die Anzahl der Projekte beschränken. Die infolge des variierenden Klimas respektive der Holzfeuchteänderung resultierenden Eigenspannungen im Querschnitt wurden bisher vorwiegend unter Laborbedingungen untersucht. Die Untersuchungen ergaben, dass die Holzfeuchte sich über den Querschnitt unterschiedlich stark ändert, was zu internen Spannungen führt. Die Diskussion über zuverlässige Ansätze für die Beurteilung der sich ausbildenden Eigenspannungen in Brückenquerschnitten ist stetig. Erste Empfehlungen liefern die gewonnenen Erkenntnisse zum Feuchteverhalten aus sieben über mehrere Jahre überwachten Straßenbrücken. In allen Konstruktionen wurde der Holzfeuchtegehalt in Beziehung zum vorherrschenden lokalen Klima erfasst. Die Einflüsse aus dem lokalen Klima sind nicht zu vernachlässigen. Positiv ist, dass die gemessenen Holzfeuchten geringer sind als die aus den Daten der nahe liegenden Wetterstation resultierende Ausgleichsfeuchte. Die Auswertung der Feuchtegradienten im Querschnitt lässt eine Abgrenzung zwischen einer ruhigen und beanspruchten Querschnittszone erkennen.

Timber bridges - Long term monitoring results of moisture diffusion in the load carrying cross-sections
Timber road bridges have been built worldwide for centuries. The high performance of wood is approved through many constructions. However, there are still doubts about using wood by the planning engineer, which reduce the number of realized projects. The moisture induced stresses in cross-sections according to the varied ambient climate are mainly investigated under laboratory conditions. The results show that the moisture content changes differently over the cross-section and leads to moisture induced stresses. The discussion about methods for the assessment of the moisture induced stresses in timber bridge cross-ections is continuing. Results observed in the long term monitoring of seven timber bridges provide first guidelines for practitioners. For all constructions, the moisture content was measured regarding the ambient micro climate. As result, the influences according to the ambient micro climate are not insignificant. Positive is that the directly measured moisture content is less compared to the equilibrium moisture content calculated from the data of a close by meteorological station. The analysis of the moisture gradient over the cross-section allows the definition of an active or passive zone.

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Eisenhut, Lars; Seim, Werner Langzeitverhalten geklebter Bauteile aus Holz und hochfestem Beton bei nat√ľrlichem Klima Bautechnik 11/2016 807-816 Aufs√§tze

Abstract

Holz-Beton-Verbundkonstruktionen kombinieren die Eigenschaften der Werkstoffe Holz und Beton auf vorteilhafte Weise. Im Vergleich zur reinen Holzbau-Lösung weist die Verbundstruktur eine optimierte Tragfähigkeit, ein verbessertes Schwingungsverhalten, einen höheren Schallschutz sowie eine größere thermisch aktivierbare Masse auf. Der Verbund zwischen Holz und Beton wird bisher üblicherweise durch mechanische Verbindungsmittel oder mittels Formschluss erreicht. Dies führt zu einem mehr oder weniger nachgiebigen Verbund. Durch den Einsatz der Klebtechnologie als Verbundmittel wird ein “starrer Verbund” erreicht und durch die Vorfertigung von Verbund-Fertigteilelementen bleiben die Vorteile einer “trockenen Bauweise” erhalten. Die Fragen zur Herstellungstechnologie und zum Kurzzeitverhalten geklebter Holz-Beton-Verbundbauteile wurden am Fachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau der Universität Kassel bereits in der Vergangenheit untersucht. Für die Anwendung in der Baupraxis fehlten jedoch Kenntnisse des Langzeitverhaltens. Diese Lücke wurde in den vergangenen drei Jahren im Rahmen des von der AiF geförderten Forschungsclusters “BestKleb” geschlossen. Im folgenden Beitrag wird von den Untersuchungen an Bauteilen und der Schlussfolgerung für eine baupraktische Anwendung berichtet.

Longterm-behavior of glued full-scale specimens made from wood and high performance concrete at natural climate conditions
The advantages of the construction materials wood and concrete could be used effectively in wood-concrete-composite constructions. The composite structure shows optimized load carrying capacity, a better vibrational behavior, higher noise protection and a higher thermally activatable mass in comparison to constructions that are entirely made from wood. Mechanical fasteners or form fitting connections are state-of-the-art for connecting timber to concrete. This leads to more or less flexible bond. By using the adhesive technology a “rigid bond” can be achieved and it is possible to combine the advantages of a “dry construction method” with the advantages of the prefabrication. The questions of the production technology and the short-term behavior of glued wood-concrete composite constructions were answered yet at the department of timber structures at the University of Kassel. Knowledge of long-term behavior was missing for an application in construction practice. This was studied in the last three years in detail. The experimental und numerical investigations on full-scale specimens and the conclusions for a practical application are reported in the following article.

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Ayoubi, Mazen Verbundverhalten von Vollgewindeschrauben in Brettschichtholzbauteilen - Teil 2: Analytische und numerische Untersuchungen sowie die Ableitung eines Verbundmodells zur Berechnung der Verankerungslänge Bautechnik 11/2016 817-827 Aufsätze

Abstract

Zur Beschreibung des Verbundverhaltens und der Kraftübertragung von selbstbohrenden Vollgewindeschrauben bei großen Verbund- und Einbindelängen in Brettschichtholzbauteilen wurden experimentelle, analytische und numerische Untersuchungen am Lehrstuhl für Tragkonstruktionen der RWTH Aachen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen durchgeführt. Die experimentellen Untersuchungen umfassen mehr als 160 Pull-Out-Versuche sowie 84 Lasteinleitungsversuche, darüber hinaus Versuche zum Einfluss eines Längsrisses sowie einer eingebetteten Schraubenspitze auf das Verbundtragverhalten. Die parallel durchgeführten numerischen und analytischen Untersuchungen bilden die Basis zur Erstellung von Modellen zur Beschreibung des Tragverhaltens und der Kraftübertragung zwischen Schraube und Holz. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen die Bestimmung eines Bemessungsansatzes unter besonderer Berücksichtigung der Anisotropie des Holzes. In diesem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse, die im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts [1] ermittelt wurden, dargestellt. Teil 1 behandelt die experimentellen Untersuchungen [2], Teil 2 die analytischen und numerischen Betrachtungen sowie die Herleitung eines Verbundmodells zur Berechnung der Verankerungslänge.

Bond behaviour of self-tapping screws being used as reinforcement in glue-laminated timber elements - Part 2: Analytical and numerical investigations as well bond model derivation for the calculation of anchorage length
In favor of the investigation of bond behaviour, force transfer and anchorage length of self-tapping screws, several tests have been realized at the Chair of Structures and Structural Design in cooperation with the Institute for Building Material Research of the RWTH Aachen University. The experimental investigations comprise more than 160 pull-out tests of screws with long embedment length and over 84 load distributions tests. Additionally, several tests displaying the effect of longitudinal cracks in the surrounding wood as well as the effect of the screw tip have been conducted. Through various analyses of the bond behaviour, the experimental investigations form the basis for the calibration and evaluation of the numerical models and allow a prediction of the force transfer of the screws in glue-laminated elements. Design rules that enable the application of the self-tapping screws as reinforcement in timber elements have been derived from the knowledge obtained in the experimental and numerical investigations.
This paper, which results from a research project funded by the German Research Foundation [1], presents the results of investigations on the bond behavior of self-tapping screws in glue-laminated timber elements. Part 1 elaborates on the experimental investigations [2] whereas part 2 illustrates the numerical analyses and presents a bond model, which enables the design of the anchorage length and the safe application of the screws as reinforcement in timber elements.

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Kostenfreie Seminarreihe f√ľr Tragwerksplaner und Pr√ľfingenieure Bautechnik 11/2016 827 Firmen und Verb√§nde

Abstract

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Scheu, Markus; Scheffler, J√ľrgen; Jahreis, Markus; Oppel, Mike; Rautenstrauch, Karl Ingenieurholzbau f√ľr mehrgeschossige Industriebauten - Konzept und Detaill√∂sungen Bautechnik 11/2016 828-833 Aufs√§tze

Abstract

Ein mehrgeschossiges Firmengebäude in Berlin wurde in Holz- und Holz-Beton-Verbundbauweise errichtet. Die sichtbare Konstruktion aus Brettschichtholz erstreckt sich teilweise über vier Etagen und erforderte eine Auslegung der Brandsicherheit nach R90. Entworfen wurde das Gebäude durch die Roswag Architekten, die Konzeption für die Holzkonstruktion sowie die Holz-Beton-Verbunddecken erfolgte durch die Stephan Holzbau GmbH. Eine besondere Herausforderung stellten die Knotenpunkte dar, bei denen die hohen Stützenlasten durch die Durchlaufträger aus Brettschichtholz hindurchzuleiten waren. Hierfür kam eine Sonderlösung mit Polymerverguss zum Einsatz. Bohrungen, quer zur Spannrichtung, wurden mit einem hochfesten Polymerverguss gefüllt, die Lasten konnten auf kleinem Raum über diese integrierten Vergusssäulen durch den Träger hindurch weitergeleitet werden. Die Querschnittsreduzierung bleibt äußerst gering und somit die Durchlaufwirkung erhalten. Bauseitig bestanden sehr hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit. Die geringen Bauteiltoleranzen der Sichtkonstruktion waren problemlos über den CNC-Abbund und Verguss im Werk steuerbar. Durch den Einsatz von Polymerverguss konnten die Kosten für diese Verbindung, verglichen mit einer Standardlösung mit Stahleinbauteilen, um ca. 30 % reduziert werden. Im Artikel werden Ansätze und Lösungen für die Holz-Beton-Verbunddecken und die Knotenpunkte vorgestellt sowie nähere Ausführungen zu deren Anwendungspotenzial auf Grundlage der Entwicklungsarbeit der Professur Holz- und Mauerwerksbau gegeben.

Timber construction engineering for multiple storey buildings
A multiple storey industrial building was erected in Berlin with timber and timber-concrete-composite technology. The load bearing system made of glued laminated timber has a height of four floors in visual quality and with a fire resistance level of R90. The design was done by Roswag architects, the load bearing system with timber and TCC ceilings was developed by Stephan Holzbau GmbH.
A special challenge are the joints of the post and lintel construction. The high load impact from the posts had to be transfered by the continuing timber lintels. Therefore, a special solution was found in a polymer compound grout with a very high compression resistance. Drill holes, perpendicular to the grain, were filled with the grout to produce integrated columns. Hence, the impact to the cross section of the glulam lintel is low and the load bearing system transfer still works without limitations. Due to the pre-fabrication and computer-aided wood-working in the workshops of Stephan Holzbau it was possible to meet the very high standards of visual appearance and precision of the construction. Furthermore, the cost of the joints could be reduced by about 30 % compared to usual steel details.

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Weber, Jan; Kj√łlsrud, Eirik; Schober, Kay-Uwe Kraftflussoptimierte Verbindungen im Ingenieurbau - Parametrische Werkzeuge und Konzepte zur Generierung kraftflussoptimierter Verbindungen Bautechnik 11/2016 834-838 Berichte

Abstract

Die Herstellung von geometrisch komplexen Geometrien erfolgt mithilfe von CAD-Lösungen, welche über entsprechende Schnittstellen direkt an CAM-Prozesse gekoppelt sind. Dabei werden verschiedene Verfahren zur Geometrieerzeugung von Knotenverbindungen verwendet, welche im Bericht vorgestellt sind. Die aufwändigste Variante besteht in der Produktion eines Urmodells, welches durch anschließendes Abformen und Ausgießen des Negativs mit einem leistungsfähigen Vergussmaterial der konventionellen Stahlgusstechnik nahekommt. Weitere Verfahren basieren auf der Laserschneidtechnik, bei der die jeweiligen Knotengeometrien zunächst aus ebenen Plattenmaterialien erzeugt werden und nach einem Faltprozess als Schalung zur Verfügung stehen. Ein drittes Verfahren besteht in der Herstellung eines Hohlkörpers, der im 3-D-Drucker hergestellt wird und als verlorene Schalung dient. Alle Schalungen werden anschließend mit einem leistungsfähigen Vergussmaterial (Polymerbeton, ggf. UHPC) befüllt. Anzuschließende Querschnitte (Stahl, Holz, Beton, UHPC) und Einbauteile können beanspruchungsabhängig ausgeführt und verbunden werden. Eine Berechnung der Knoten kann mit den im Ingenieurbau vorhandenen numerischen Methoden (z. B. FEM-Systeme wie ANSYS, ABAQUS) erfolgen, wobei die Materialkennwerte der jeweiligen Vergussmaterialien zugrunde gelegt werden. Die Hochschulen Trier und Mainz entwickeln gemeinsam Verfahren zur Formgenerierung, Produktion und numerischen Modellierung, welche im Aufsatz vorgestellt werden.

Force flow optimized joints in timber engineering
The manufacturing of geometric complex joints can be done by means of CAD-systems linked to CAM for production. Hereby, different methods for direct geometry generation are used and discussed in this paper. The most elaborate method is the fabrication of a connection prototype to mold the specific joint, followed by casting in high-performance grout material (polymer concrete, UHPC, etc.). Other methods to obtain the complex geometry are based on laser cutting technology of planar surfaces to generate the shape of the specific joints. Here, parametric design tools generate the joint surface followed by cutting and folding to produce a formwork for the joint geometry. A third method describes the production of a hollow body by 3-D printing which is used also as formwork. After hardening of the finalized joint, enclosed structural members can be mounted and connected depending on the loading situation. The structural design of the joints can be done by commercially available packages (FE-software, e.g. ANSYS and ABAQUS) involving the material characteristics of the grouting material. The Universities of Applied Science in Trier and Mainz are jointly developing methods for form generation, numerical modeling and fabrication, which are presented in this paper.

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Rinke, Mario; Gianoli, Andreas Gesteckt und gestapelt - Der Werkhof Andelfingen (CH) als moderner Industrie-Strickbau Bautechnik 11/2016 839-843 Berichte

Abstract

Als Abstellhalle für Fahrzeuge und als überdachter Arbeits- und Lagerplatz entstand in Andelfingen (Kanton Zürich) 2015 ein neues Werkhofgebäude. Die Halle mit den Abmessungen von 16, 50 × 30 m2 und einer Höhe von etwa 8 m sollte aus Holz konstruiert werden. Einem Bausatz gleich, sind für Wand und Dach flächenartige Konstruktionselemente entwickelt worden, die Tragwerk und Hülle integral vereinen und darüber hinaus einfach und schnell montiert werden können. Denn moderne industrielle Herstellungsmethoden des Holzbaus ermöglichten die Erweiterung der Typologie des traditionellen Strickbaus auf den großmaßstäblichen Industriebau. Das Stapeln und Ineinanderstecken von etwa 2 m hohen Brettschichtholzträgern mit der Länge der ganzen Gebäudeseite, oben in die Wände eingesteckte Dachbinder und darauf aufgesetzte Mehrschichtplatten ermöglichte eine Holzkonstruktion mit nur wenigen zusätzlichen Verbindungsmitteln aus Stahl und eine Montagezeit des Holzbaus von nur 4 d. Durch enge Zusammenarbeit aller Planer vereinen sich Materialeigenschaften, Konstruktion, Tragwerk, Montageprinzip und architektonischer Ausdruck.

Plugged and stacked - the maintenance depot in Andelfingen (CH) as a modern industrial log construction
In 2015 a new maintenance depot for utility vehicles was built in Andelfingen (Canton Zurich). The building is 16.50 m wide and 30 m long with a height of 8 m and was supposed to be constructed in wood. Referring to the simpilicity of an assembly set, planar components have been developed for the roof and the walls integrating both the load bearing structure and the building envelope and allowing for a simple and fast assembly. This was possible because of modern industrial fabrication techniques which allow to transfer the traditional log construction to a large scale industrial building type. The process of stacking and plugging 2 m high laminated timber components with the length of the entire building, the slotting of the roof beams into the wall and the multilayer board on top rendered possible a timber building with only a few additional iron fasteners put together in only 4 d. Only through close cooperation of architects, engineers and contractors a strong relation of the building material, the construction principle, the building structure and its architectural expression is achieved.

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Rug, Wolfgang Innovationen im Holzbau - Der Holzhallenbau der Firma Christoph und Unmack/Niesky Bautechnik 11/2016 844-850 Aufsätze

Abstract

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelten mutige Zimmerer, Holzbauunternehmer und holzbauinteressierte Architekten bzw. Ingenieure den Holzbau zu einer leistungsfähigen Bauweise in Europa. Will man die heute noch stehenden Zeugnisse dieser Entwicklung substanzschonend erhalten, so ist das nur bei ausreichender Kenntnis über die konstruktive und technische Entwicklung möglich. Der Autor berichtet in diesem Beitrag über den Hallenbau der Firma Christoph und Unmack.

Innovations in the timber-frame construction - The wooden hall construction of the company Christoph and Unmack/Niesky
At the beginning of the 20th century courageous carpenters, wood construction companies, architects and engineers developed the timber construction to a powerful construction method. To preserve the remaining buildings of this period the knowledge of the constructive and technical development is essential. In this publication the author gives a report on the hall buildings of the company Christoph and Unmack.

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Neues DBV-Merkblatt "Bewertung der In-situ-Druckfestigkeit von Beton" Bautechnik 11/2016 850 Firmen und Verbände

Abstract

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Mähner, Dietmar; Schmeing, Johanna; Koroliuk, Stepan Beanspruchung der Tunnelabdichtung durch den Herstellvorgang einer Tunnelinnenschale Bautechnik 11/2016 851-859 Aufsätze

Abstract

Der vorliegende Bericht befasst sich mit der Beanspruchung des Abdichtungssystems von Tunneln, die während des Herstellungsprozesses von Tunnelinnenschalen entstehen kann. Dazu wurde in einer systematischen Parameteruntersuchung am Institut für unterirdisches Bauen der FH Münster das Abdichtungssystem unter verschiedenen Rahmenbedingungen praxisnah einer Prüfung unterzogen. In den Laborversuchen zeigte sich ein Einfluss aus der Abdichtungsrücklage der Spritzbetonschicht sowie dem Geotextil. Die ermittelten Deformationen der Kunststoffdichtungsbahnen beim Herstellvorgang der Tunnelinnenschale unterschreiten die im Regelwerk geforderten Vorgaben. Die wesentlichen Untersuchungsergebnisse werden nachfolgend dargestellt.

Loading of the tunnel sealing system due to fresh concrete pressure
This report deals with the loading of the geomembrane during the construction phase of the inner shell of a tunnel. In a systematic parameter analysis at the institute for underground construction at FH Münster the geomembrane and the geotextile were tested under different realistic conditions.
Laboratory testing showed a dependence on the seal support surface of the shotcrete and on the characteristics of the geotextile. The deformations of the membranes due to fresh concrete pressure are significantly smaller than the permitted values in the technical regulations. The main results of the investigations are described below.

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Kluge, Ullrich; Merkel, Roswitha; Westphal-Kay, Brigitte Lager- und Abf√ľllanlagen in Biogasanlagen - Zulassungen f√ľr Bauprodukte und Bauarten Bautechnik 11/2016 860-870 Aufs√§tze

Abstract

Unter Berücksichtigung der Vorschriften des Bau- und Wasserrechts können seit September 2015 für Bauprodukte und Bauarten zur Verwendung in Lager- und Abfüllanlagen in Biogasanlagen (Biogas-LA-Anlagen) bauordnungsrechtliche Verwendbarkeitsnachweise erteilt werden. Der Beitrag erläutert, welche bau- und wasserrechtlichen Vorschriften und Bestimmungen für Bauprodukte und Bauarten für diese Verwendung erfüllt sein bzw. berücksichtigt werden müssen.
Die Anforderungen aus beiden Rechtsbereichen haben erhebliche Auswirkungen auf Eigenschaften von Bauprodukten und Bauarten, die gegenüber Gärsubstraten und Gärresten verwendet werden sollen. Im Besonderen wirken sich die wasserrechtlichen Anforderungen an solche Anlagen verschärfend auf die Verwendbarkeit von Bauprodukten und somit auch auf Funktions- und Eignungsnachweise aus.
Es werden allgemeingültige Sachverhalte dargestellt, die für jede Zulassungserarbeitung und -erteilung für Bauprodukte und Bauarten zur Verwendung Biogas-LA-Anlagen gelten. Der Artikel zeigt spezielle Aspekte der Zulassungserarbeitung für ausgewählte Bauprodukte und Bauarten auf. Ebenso werden Hinweise für Produkthersteller gegeben. Es wird auf die fachkundige und qualifizierte Planung eingegangen und es werden spezielle Regelungen in Zulassungen für Bauprodukte oder Bauarten sowohl für Fachbetriebe und Sachverständige nach Wasserrecht als auch für Betreiber von Biogas-LA-Anlagen erläutert, die zu erfüllen bzw. zu beachten sind.

Biogas-storage- and Biogas-filling-facilities - Approvals for construction products and techniques
In accordance with the building and water regulations, assessments of fitness for use pursuant to the Building Codes can be issued for construction products and techniques used in storage and filling facilities of biogas plants since September 2015.
The article explains which building and water regulations apply to construction products and techniques intended for such use.
The requirements in both legislative areas have considerable effects on the characteristics of construction products and techniques intended for contact with fermentation substrates and fermentation residues.
In particular, the water regulations set out strict requirements for construction products intended for use in such facilities, which are reflected in high verification requirements for functional reliability and fitness for use.
The paper focuses on general aspects, which apply to all approval elaboration and granting processes for construction products and techniques used in the before-mentioned areas of biogas plants.
More specific aspects of approval elaboration will also be addressed, using the example of selected construction products and techniques. The article provides guidance for product manufacturers and for qualified planning and design. It also explains certain specific provisions to be met by specialised firms and qualified professionals within the meaning of water legislation and by operators of biogas storage and filling facilities.

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Bautechnik aktuell 11/2016 Bautechnik 11/2016 871-872 Bautechnik aktuell

Abstract


Firmen und Verbände:
Westkreuz: Mit Mut und Fantasie das Spaghettimonster entwirren / Zum Tod des Architekten Horst Linde / Fortbildung für Berufserfahrene

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 11/2016 873-874 Veranstaltungskalender

Abstract

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 Inhalt

Abstract

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Kollegger, Johann Vorhersage der Schubtragfähigkeit Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 693 Editorials

Abstract

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Behnen, Gereon; Fischer, Oliver; Schmidt-Thrö, Gerald Scheibenbemessung der Pressenkraftdurchleitung bei TVM-Vortrieben Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 694-705 Fachthemen

Abstract

Die Scheibenbeanspruchung von Tübbingfertigteilen (Tübbings) infolge der Durchleitung konzentrierter Pressenkräfte aus der Tunnelvortriebsmaschine (TVM) ist ein in der Literatur bisher kaum behandeltes Thema. Das liegt vor allem daran, dass es sich dabei um eine im Bauzustand und meist nur kurzzeitig, an einzelnen lokalen Stellen wirkende Beanspruchung handelt, die häufig durch die in Deutschland übliche bzw. durch die Regelwerke vorgegebene Mindestbewehrung (weitgehend) abgedeckt ist. Dabei wird oft verkannt, dass die Scheibenbeanspruchung neben der unmittelbaren Lasteinleitung (Nachweis Teilflächenpressungen) den für die Tübbingbemessung maßgebenden Lastfall darstellt und nach den Erfahrungen der Verfasser die häufigste Schadensursache an Tübbings darstellt. Insofern sollten die entsprechenden Nachweise sorgfältig geführt werden, insbesondere dann, wenn aus Gründen der Wirtschaftlichkeit die Mindestbewehrung abgemindert werden soll, oder wenn andere Bewehrungsformen (z. B. Stahlfasern) zum Einsatz kommen. Im vorliegenden Beitrag werden Tafelwerke als übersichtliche Hilfsmittel zur Verfügung gestellt, die ohne EDV-Berechnungen sowohl eine schnelle Optimierung der Tübbingteilung und der Pressenanordnung ermöglichen, als auch als Grundlage für die Bemessung herangezogen werden können. Zudem werden zur komplexen Modellbildung der rechnerischen Berücksichtigung von unvermeidlichen Toleranzen entsprechende Hinweise gegeben. Es wird dann auf unterschiedliche Bemessungsformate, insbesondere zur Begrenzung der Rissbreiten, näher eingegangen und vor dem Spannungsfeld der divergierenden Anforderungen an Wirtschaftlichkeit, Robustheit und dem Erkennen der relevanten Einflüsse diskutiert. Abschließend werden Vorschläge für eine ingenieurmäßige Nachweisstrategie gegeben.

Consideration of in-plane tensile stresses in precast tunnel segments induced by thrust forces
In-plane tensile stresses due to concentrated jacking loads induced by the tunnel boring machine (TBM) in precast concrete (PCC) tunnel segments is a subject that is rarely found in literature. This is mainly due to TBM advance being a temporary construction state leading to local tensile stresses with the segment reinforcement required typically does not exceed the predefined minimum reinforcement specified e.g. in design standards and guidelines. The relevance of the in-plane stress state is often misjudged although the related tensile stresses govern with respect to the majority of damages, i.e. cracks in segmental linings, according to our experience in tunnel projects over many years. A careful consideration of this load case is necessary, especially in cases where the minimum reinforcement may be decreased or an alternative type of reinforcement such as steel fibres is utilised. The present article provides some useful tables for analysing in-plane tensile stresses due to TBM-jacks (without further numerical calculations) considering the governing input parameters. The tables provide a quick method to optimise the various jack configurations and jack shoe sizes and may also be used as the basis for detailed design. In addition, the consideration of unavoidable tolerances in the structural system is discussed. For these cases guidance is provided regarding the structural models of the relevant load situations and the different design philosophies, in particular for calculation of the crack width. A brief discussion in the context of the divergent requirements (cost-efficient construction, robustness) and recognition of relevant influences follows. Finally, the authors propose an engineering design strategy for this particular load case.

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Huber, Patrick; Kratzer, Kurt; Huber, Tobias; Kleiser, Michael; Kollegger, Johann Rechnerische Beurteilung der Schubtragf√§higkeit einer Spannbetonbr√ľcke mit geringem Querkraftbewehrungsgrad - Erstmalige Anwendung des "Flexural Shear Crack"-Modells in der Praxis Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 706-715 Fachthemen

Abstract

In den letzten Jahren wurde vermehrt darüber berichtet, dass es in Österreich im Zuge von statischen Nachrechnungen nach dem aktuellen Normenstand vor allem bei Spannbetonbrücken, welche vor 1989 errichtet wurden, sehr häufig zu rechnerischen Defiziten in der Querkrafttragfähigkeit kommt. Wie Versuchsergebnisse jedoch belegen, verfügen gerade vorgespannte Tragwerke über immense Tragreserven, welche mit den derzeit anzuwendenden Ansätzen nicht abgebildet werden können. Im Rahmen eines Pilotprojekts wurde daher erstmals ein an der TU Wien entwickeltes Querkraft-Berechnungsmodell (“Flexural Shear Crack”-Modell) angewendet. In diesem Artikel werden die Vorgehensweise sowie die Ergebnisse einer statischen Beurteilung auf Basis eines in Zonen eingeteilten Nachweiskonzepts an einer realen Spannbetonstraßenbrücke auf der Tauernautobahn A10 in Österreich demonstriert.

Assessment of the shear strength of an existing post-tensioned concrete bridge with a low amount of shear reinforcement - First application of the ”Flexural Shear Crack" model in practice
In recent years it was reported several times, that within a static assessment according to current standards the shear strength of post-tensioned bridges, which were built in Austria before 1989, cannot be fulfilled any more. However, test results prove, that especially prestressed structures have additional load bearing capacities, which cannot be reproduced with current calculation models. In the framework of a pilot project a new developed shear model (Flexural Shear Crack Model) was used. In this paper the approach as well as the main results of a statical reevaluation of an existing post-tensioned road bridge at the Tauern Autobahn A10 will be presented.

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Marti, Peter; Beck, Alexander Querkraftwiderstand von Stahlbetonbauteilen ohne Querkraftbewehrung Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 716-727 Fachthemen

Abstract

Eine neue Modellvorstellung zum Querkraftwiderstand von Stahlbetonbauteilen ohne Querkraftbewehrung wird beschrieben. Betrachtet werden Schnittkörper, die einseitig durch einen fiktiven, unter &pgr;/4 zum Zuggurt geneigten Riss begrenzt sind, der sich vom Zuggurt zum Druckgurt erstreckt. Es wird angenommen, dass die über einen Riss übertragbare Schubspannung mit zunehmender Rissbreite linear abnimmt und dass die Rissbreite auf der Höhe des Zuggurts zur Zuggurtdehnung im Riss und zum Gurtabstand proportional ist. Damit resultiert bei elastisch bleibender Bewehrung ein linear-hyperbolischer Zusammenhang zwischen dem Querkraftwiderstand und der Zuggurtkraft am Riss, und die maßgebende Risslage sowie alle weiteren interessierenden Größen können über Gleichgewichtsbetrachtungen ermittelt werden. Dabei ist zu beachten, dass die Risslage wegen der möglichen direkten Abstützung auflagernaher Lasten eingeschränkt ist; es wird angenommen, dass die entsprechende Länge gleich dem doppelten Gurtabstand ist.

Shear Strength of Reinforced Concrete Members without Transverse Reinforcement
A new theoretical model concerning the shear strength of reinforced concrete members without transverse reinforcement is presented, considering free-bodies unilaterally bounded by a fictitious crack, inclined at &pgr;/4 to the tension chord and extending from the tension chord to the compression chord. It is assumed that the shear stress that can be transferred across a crack decreases linearly with the crack width and that the crack width at the level of the tension chord is proportional to the product of the tension chord strain at the crack and the chord distance. This results in a linear-hyperbolic relationship between the shear strength and the (elastic) tension chord force at the crack, allowing to determine the governing crack location and other relevant quantities via equilibrium considerations. Due to potential strut or arch action for the transfer of loads applied in the vicinity of supports the crack location is somewhat restricted; it is assumed that the corresponding length is equal to twice the chord distance.

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Kley, Christina; Mark, Peter Zur Mindestquerkraftbewehrung von Stahlbetonbalken Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 728-738 Fachthemen

Abstract

Der Ansatz einer definierten Mindestmenge an Querkraftbewehrung soll, bei gleichzeitiger Einhaltung konstruktiver Regeln, ein duktiles Tragverhalten von Stahlbetonbalken sicherstellen. Bei Unterschreitung der geforderten Bewehrungsmenge muss allerdings nicht zwingend sprödes Versagen auftreten. Abhängig von Position und Menge der vorhandenen Bewehrung, dem Einfluss weiterer Traganteile sowie der Rissbildung ist eine Übernahme der Risslast, auch inklusive anschließender Laststeigerung und sinnvoller Schubrissbreitenbeschränkungen, möglich. Dies ist zur Bewertung von schwach querkraftbewehrten Bestandsbauwerken als “ausreichend duktil” hilfreich. In Balkenversuchen an schwach querkraftbewehrten Stahlbetonbauteilen werden Trag- und Verformungsverhaltensweisen unter Berücksichtigung des kritischen Versagensrisses und der konstruktiven Umsetzung analysiert und in Bezug auf nötige Mindestquerkraftbewehrungsmengen bewertet. Dabei werden der Schubwiderstand sowie die Bügelwirksamkeit im identifizierten effektiven Schubbereich untersucht und Hinweise für die praktische Umsetzung abgeleitet.

On minimum shear reinforcement amounts for reinforced concrete beams
A ductile shear bearing behaviour of reinforced concrete beams is recently ensured by providing standardized amounts of minimum shear reinforcement in compliance with established detailing provisions. However, lower than minimum shear reinforcement amounts do not necessarily go along with a brittle mode of failure in all cases. Dependent on the individual layout and amount of stirrups, the contributions of other bearing capacities and the crack formation itself, the initial cracking force might be overtaken even along with further load gains and reasonable limited shear crack widths. Especially the latter one holds potential to rate the failure mode - brittle or ductile - on site. Experiments on lightly shear reinforced single span concrete beams are evaluated and rated with respect to minimum shear reinforcement amounts required. Thereby, special interest is set on the load-deformation response obeying the critical shear crack and the structural design. Finally, the overall shear resistance as well as the stirrups' efficiency in the effective shear domain are analysed to derive suggestions for future practical application on-site.

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Bewertung der In-situ-Druckfestigkeit von Beton Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 737 Aktuelles

Abstract

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Tue, Nguyen Viet; Ehmann, Rainer; Betschoga, Christoph; Tung, Nguyen Duc Schubversuche an simulierten Durchlaufbalken ohne Querkraftbewehrung Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 738-748 Fachthemen

Abstract

Der vorliegende Aufsatz präsentiert eine experimentelle Untersuchung zum Querkraftverhalten von Durchlaufbalken ohne Querkraftbewehrung. Fünf rechteckige zweifeldrige Stahlbetonbalken wurden hierbei mit einer Gleichstreckenlast getestet. Die Felder wurden so geteilt, dass jeder Balken ein langes Hauptfeld als untersuchtes Feld und ein kurzes, stark querkraftbewehrtes Feld besaß. Die Lagerkraft am Endauflager des kurzen Felds wurde während der Versuchsdurchführung modifiziert. Dadurch konnten verschiedene M/V-Verhältnisse am Hauptfeld eingestellt werden. Die Ergebnisse zeigen erhebliche Unterschiede sowohl bei der Versagensstelle als auch bei der Querkrafttragfähigkeit am untersuchten Feld bei unterschiedlichen M/V-Verhältnissen. Mit den Versuchsergebnissen kann festgestellt werden, dass die Querkrafttragfähigkeit keine reine Querschnitts-, sondern vielmehr eine Systemeigenschaft darstellt. Eine solche Betrachtung ist auf Grundlage der vorhandenen Ansätze, einschließlich des aktuellen Eurocode, nicht möglich.
Das beobachtete Verhalten in den Versuchen konnte mit dem jüngst entwickelten Ansatz im Allgemeinen gut begründet und interpretiert werden. Aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse werden Anmerkungen für die Versuchsgestaltung gegeben, sodass praxisgerechte experimentelle Ergebnisse erhalten werden können. Dies soll dazu beitragen, das komplexe Querkraftverhalten von Durchlaufbalken in naher Zukunft besser verstehen zu können.

Shear test on simulated continuous beams without shear reinforcement
This paper presents an experimental investigation on the shear behavior of continuous beams without shear reinforcement. A total of five rectangular 2-span reinforced concrete beams under a uniform load were tested. In each beam the shear failure was arranged to take place in the main span, while the short span was highly reinforced by stirrups. The reaction at the end support of the short span was adjusted by different schemas during the test in order to obtain different M/V-ratios at the main span. By this means significant differences in the failure location and thus the maximum shear force at failure between continuous beams have been observed. The experimental observations showed that the shear resistance is not a pure sectional property but it represents rather a structural character, which cannot be described by the model included in EC 2. The observations were interpreted using the proposed approach and generally could be well explained. Based on the knowledges obtained from this investigation and some other experimental programs, this paper suggests some remarks on the planning of test for continuous beams that conforms to the behavior of concrete structures in the practice.

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Streitl√∂sungsordnung f√ľr das Bauwesen "runderneuert" Beton- und Stahlbetonbau 11/2016 748 Aktuelles

Abstract

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