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Jahresinhaltsverzeichnis Bautechnik 2015 Bautechnik 1/2016 Jahresinhaltsverzeichnis

Abstract

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Inhalt: Bautechnik 1/2016 Bautechnik 1/2016 Inhalt

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.) Sonderheft: Kanal- und Rohrleitungsbau 2016 Bautechnik 1/2016 1-86 Sonderheft

Abstract

Das sind Zahlen: Fast die H√§lfte aller Abwasserkan√§le und an die 75 % der damit verbundenen Hausanschl√ľsse im Lande sind undicht. Alter und Verlegefehler sind die h√§ufigsten Ursachen f√ľr diese Zahlen zu einem der wichtigsten Themen am Bau √ľberhaupt. Einem Thema, das wenig √Ėffentlichkeit genie√üt, denn ?man sieht es ja nicht?. Das zu √§ndern, tritt das 2016er Sonderheft ?Kanal- und Rohrleitungsbau? an. Es vermittelt Ihnen weitreichende Einblicke in beide Bereiche. Fach- und aktuelle Projektberichte sowie die Vorstellung neuer, auch f√ľr den Umweltschutz relevanter Produkte ? ein Heft f√ľr alle, die sich √ľber eine der entscheidenden Bauaufgaben √ľberhaupt umfassend informieren wollen.

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Klein, Konstantin; Hermann, Michael; Herkel, Sebastian Gebäude als netzdienliche Wärmespeicher - Anforderungen an die Gebäude der Zukunft Bautechnik 1/2016 1-7 Aufsätze

Abstract

Gebäude können einen Beitrag zur Energiewende leisten, indem sie bevorzugt Wind- und Sonnenstrom zum Heizen und Kühlen nutzen und die Energie in thermischer Form im Gebäude zwischenspeichern. Dieser Fachaufsatz analysiert die heutigen und zukünftigen Anforderungen an “netzdienliche” Gebäude und stellt ein Konzept vor, mit dem sich die Gebäudemasse selbst als Wärme- und Kältespeicher nutzen lässt. Das Konzept basiert auf TABSOLAR genannten, durchströmbaren Bauteilen aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) mit eingeformten FracTherm®-Hohlraumstrukturen, welche sich thermisch aktivieren lassen. Aufgrund des innovativen Fertigungsverfahrens lassen sich sehr dünne Bauteile mit einer entsprechend geringen thermischen Trägheit realisieren. Im vorgestellten Anwendungsbeispiel werden TABSOLAR-Elemente als deckeninstalliertes schnelles Wärmeübergabesystem in Verbindung mit einem thermisch mittels Wärmedämmung von der Zone getrennten, thermoaktiven Bauteil-System (TABS) genutzt, dessen große thermische Masse als Wärmespeicher dient. Erste Simulationen zeigen, dass das gewählte Konzept einen Übergang zu netzdienlichem Betrieb der Wärmeversorgungsanlagen auf Basis von Wärmepumpen bei einer gleichzeitigen wesentlichen Verbesserung des Raumkomforts ermöglicht.

Buildings as grid-supportive heat storages - Requirements to buildings of the future
Buildings can contribute to the Energy Transition in Germany by using predominantly electricity generated by Wind and PV plants for heating and cooling and by storing energy in thermal form decentrally in the building. This paper analyzes present-day and future requirements to ”grid-supportive" buildings and presents a concept for using the building mass as a heat and cold storage. The concept is based on so-called TABSOLAR construction elements made of Ultra High Performance Concrete (UHPC) which can be thermally activated via molded FracTherm® capillary fluid canals. Due to the innovative manufacturing process, very thin and thermally light components can be realized. In the example of use presented as part of this paper, TABSOLAR elements are used as a fast, ceiling-mounted heat delivery system in combination with a thermally insulated thermally activated building System TABS, whose large thermal inertia serves as a heat storage. First simulations show that the chosen concept allows for a transition to ”grid-supportive" heat generation using heat pumps and simultaneously improves thermal comfort significantly.

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Mehdianpour, Milad; Waßmuth, Carl-Friedrich Minimalinvasive Materialuntersuchungen an seilabgespannten Rohrmasten zur Bauwerkserhaltung Bautechnik 1/2016 8-13 Aufsätze

Abstract

Abgespannte Stahlrohrmaste zur Rundfunkübertragung wurden in den 1950er- und 60er-Jahren häufig mit Paralleldrahtbündeln errichtet. Diese Seile werden seit geraumer Zeit wegen Korrosionsschäden sukzessive gegen vollverschlossene Spiralseile ausgetauscht. Infolge der damit einhergehenden Veränderung der Steifigkeiten ist mit dem Austausch oft eine Neuberechnung erforderlich. Unter Berücksichtigung der aktuellen Normen können nicht immer alle Nachweise erfüllt werden, selbst wenn das Bauwerk weitgehend noch intakt erscheint. Rohrschaftsanierungen sind extrem aufwändig und können den wirtschaftlichen Totalschaden darstellen, d. h., dem Bauwerk droht Abriss und Neubau. Für die Sanierung des 231 m hohen abgespannten Stahlrohrmastes am Standort Berlin Scholzplatz wurden minimalinvasive Materialuntersuchungen vorgenommen, basierend auf In-situ- und Labortests. In den statistischen Auswertungen konnte belegt werden, dass gegenüber den Angaben der Bauwerksdokumentation höhere Festigkeiten vorlagen. Durch präzise Lastannahmen und für das Bauwerk optimierte Seilvorspannungen konnten aufwändige Verstärkungsmaßnahmen des Rohrschaftes vermieden werden.

Minimally invasive material tests on guyed tubular masts
Guyed tubular radio masts were erected in the fifties and sixties using parallel wire bundles. Due to corrosion problems, the guying must often be replaced by fully locked coil ropes. The measure changes the system stiffness and results often into the need of a repetitive calculation of the structure. Even without any material deterioration, it is not always possible to fulfill the (high) requirements of the actual standards. Strengthening works on the mast shaft are usually extremely costly and can cause a total loss of the structure economically. For the refurbishment of a 231 m high guyed tubular radio mast in Berlin Scholzplatz minimally invasive material testing was performed basing on a combination of in situ and lab testing. The statistical evaluation of the data showed that the existing material properties are better than specified in the original design documents of the structure. Costly renovation works on the mast shaft could be avoided and the mast was preserved.

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Eierle, Benno; Gutsch, Alex-W. Neufassung der DIN 4103-1 f√ľr nichttragende innere Trennw√§nde Bautechnik 1/2016 14-19 Berichte

Abstract

Die DIN 4103-1 “Nichttragende innere Trennwände - Teil 1: Anforderungen und Nachweise” ist eine der grundlegenden Normen des Ausbaus. Sie gilt prinzipiell für alle Bauarten und Baustoffe, d. h. für Mauerwerkswände ebenso wie für Trockenbaukonstruktionen oder Systemtrennwände aus Glas. Die bisherige Fassung aus dem Jahr 1984 hatte mit über 30 Jahren eine erstaunlich lange Haltbarkeit. Durch Veränderungen der umgebenden Normenlandschaft an vielen Stellen, z. B. die Einführung der Eurocodes, war nunmehr eine Anpassung der DIN 4103-1 erforderlich. Der Beitrag stellt die wesentlichen Unterschiede in der Neufassung gegenüber dem bisherigen Stand dar.
Da sich die DIN 4103-1:1984 in Deutschland bewährt hatte, stand bei der Überarbeitung die Anpassung an die tangierenden Normen im Vordergrund. Weiterhin wurden einige Klarstellungen zu den bisherigen Regelungen aufgenommen. Als wesentliche Neuerung ist die Aufnahme des alternativen Nachweisverfahrens C für den weichen Stoß in Anlehnung an die ETAG 003 zu sehen.

New DIN 4103-1 for Internal non-loadbearing partitions
DIN 4103-1 “Internal non-loadbearing partitions - Part 1: Requirements and verification” is one of the fundamental codes for interior construction. It applies in principle to all types and materials, that is masonry walls as well as drywall constructions or partitions made of glass. The previous version of 1984 had a surprisingly long validity. Due to changes in the surrounding codes, especially the introduction of the Eurocodes, an adaptation of DIN 4103-1 was necessary. The article describes the main differences in the new version compared to the previous state.

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Wenn sich Kompetenzen ergänzen Bautechnik 1/2016 19 Firmen und Verbände

Abstract

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Weber, Michael; Schnell, J√ľrgen; Fingerloos, Frank; Zilch, Konrad Mechanische Kennwerte f√ľr die Nachrechnung bestehender Massivbauwerke - Vorbereitung neuer Arbeitshilfen Bautechnik 1/2016 20-27 Berichte

Abstract

Derzeit werden auf europäischer und nationaler Ebene in Deutschland verschiedene neue Regelwerke und Arbeitshilfen zur Nachrechnung bestehender Massivbauwerke vorbereitet, die sich speziell mit der Festlegung mechanischer Kennwerte historischer Baustoffe befassen. In diesem Zusammenhang wurde der neue DAfStb-Sachstandbericht “Mechanische Kennwerte historischer Betone, Betonstähle und Spannstähle für die Nachrechnung von bestehenden Bauwerken” [1] erstellt, der die Umrechnung von aus der Herstellzeit in Deutschland dokumentierten mechanischen Materialkennwerten auf Größen, wie sie zur Anwendung der aktuell bauaufsichtlich eingeführten Eurocodes benötigt werden, beinhaltet. Der Sachstandbericht ist das Ergebnis eines von der TU Kaiserslautern und Zilch + Müller Ingenieure GmbH, München gemeinsam bearbeiteten und vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton DAfStb finanzierten Verbundprojektes. Der Sachstandbericht [1] wurde im DIN-Unterausschuss NA 005-07-01 UA “Bewertung von Bestandsbauwerken”bearbeitet und erweitert.
Zusätzlich wird zurzeit ein weiterer DAfStb-Sachstandbericht zur Bestimmung charakteristischer Betondruckfestigkeiten im Bestand mittels Bestandsanalyse ausgearbeitet [2].
Parallel dazu wird das DBV-Merkblatt “Bauen im Bestand - Beton und Betonstahl” [4] überarbeitet und ein neues DBV-Merkblatt “Bewertung der In-situ-Druckfestigkeit von Beton” [1] herausgegeben.

Mechanical properties for the reanalysis of existing reinforced concrete structures - Preparation of new tools
Currently, in Germany new technical regulations for the structural reanalysis of existing reinforced concrete structures are being prepared. The new DAfStb-Report “Mechanical properties of historical concretes, reinforcing steel and prestressing steel for the structural analysis of existing structures” [1] contains the conversion of historical mechanical properties into values, used in Eurocodes. For this purpose, the annex of the new DAfStb-Report also contains background information on the mathematical conversion.
The Report is the result of a study conducted by the TU Kaiserslautern and Zilch + Müller Ingenieure GmbH, München that was financed by the DAfStb. The DIN subgroup NA 005-07-01 UA “Bewertung von Bestandsbauwerken” has reviewed it.
Furthermore a second report on the determination of characteristic material properties is currently being prepared by DAfStb [2].
At the present time the DBV-Guide-to-good-practice “Existing Structures - Concrete and Reinforcing Steel” [3] has been updated and a new DBV-Guide-to-good-practice “Assessment of in-situ Compressive Strength of Concrete” [4] will be published.

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Fischer, Michael; Wa√ümuth, Carl-Friedrich Grundinstandsetzung der Kamink√ľhler auf Zollverein Bautechnik 1/2016 28-34 Berichte

Abstract

Zwei Kaminkühler in Stahlgitterbauweise wiesen nach der Außerbetriebnahme Korrosionschäden auf. In der Folge war für die unter Denkmalschutz stehenden und als Bestandteil des Gesamtensembles Zeche Zollverein in der Liste des UNESCO-Weltkulturerbes eingetragenen Bauwerke der Abriss beantragt. Mittels einer konstruktiven Bestandsaufnahme konnte jedoch aufgezeigt werden, dass im überwiegenden Teil der Turmwände nur geringe Schädigungen vorlagen. Gemäß einer Berechnung mit verfeinerten Lastansätzen waren die Bauwerke nach der Sanierung einzelner stark geschädigter Teilbereiche grundsätzlich in der Lage, alle auf sie wirkenden Lasten sicher aufzunehmen und abzutragen. Mithilfe von Mitteln aus dem Investitionsprogramm des Bundes “Nationale UNESCO-Weltkulturerbestätten” konnten beide Kaminkühler saniert sowie an einem Kaminkühler die bauliche Vorbereitung einer Nutzungserweiterung durch eine textile Membran finanziert werden. Herausforderungen der Sanierung waren im Stahlbau insbesondere die schwache Horizontalsteifigkeit der Türme, im Korrosionsschutz der Umgang mit der stark durch polyzyklisch aromatische Kohlenwasserstoffe kontaminierten Altbeschichtung sowie der Spaltkorrosion.

Overhaul of cooling towers at Zollverein
After decommissioning, two steel lattice cooling towers showed corrosion damage. As a result, an application was submitted for the demolition of these two listed buildings, which are also part of the entire ensemble of the Zeche Zollverein UNESCO World Heritage Site. However, a structural analysis proved that the greater parts of the tower walls sustained only minor damage. According to a calculation with more detailed design loads the buildings were generally able to support and to carry reliably all loads after the restoration of seriously damaged individual parts. Thanks to financial funding offered by the investment programme of the German Federal Government “Nationale UNESCO-Weltkulturerbestätten” (national UNESCO world heritage sites), it was possible to renovate both cooling towers as well as to prepare the later placement of a textile membrane in order to broaden the range of potential uses of the cooling towers. Key challenges faced during the renovation process were twofold: concerning steel construction the weak lateral stiffness of the towers in particular, and concerning corrosion protection how to handle crevice corrosion and PAH-contaminated old coating.

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DBV-Regionaltagungen "Bauausf√ľhrung" 2016 Bautechnik 1/2016 34 Firmen und Verb√§nde

Abstract

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Barthel, Rainer; Maus, Helmut; Rehm, Jörg Das Radom in Raisting am Ammersee - Die Instandsetzung eines Technikdenkmals Bautechnik 1/2016 35-39 Berichte

Abstract

Das Radom in Raisting wurde 1963 erbaut. Als Wetterschutz für eine der ersten Satellitenantennen der Welt dient eine Traglufthalle mit der Form eines Kugelabschnittes, einer Höhe von ca. 39,50 m und einem Durchmesser von 48,80 m. Über diese Anlage wurden in Deutschland erstmals interkontinentale Telefonverbindungen über Satellit möglich. Die Fernsehbilder der ersten Mondlandung und der Olympischen Spiele 1972 wurden hier übertragen. Die Membran, bestehend aus einem zweilagigen Polyestergewebe, hat bis 2010 ihren Dienst getan. 1999 wurde das Bauwerk in die Denkmalliste aufgenommen und in den Jahren 2010/11 umfassend saniert. Die Membran wurde unter Beibehaltung sämtlicher konstruktiver Anschlüsse ausgetauscht. Der Massivbau mit vielen typischen Details aus der Bebauungszeit wurde denkmalgerecht instand gesetzt, die technische Ausrüstung ertüchtigt und eine energetische Sanierung durchgeführt.

The Radome in Raisting near Ammersee - The restoration of a technical monument
The radome in Raisting was built in 1963. The weather protection of the sensible equipment was realized by a spherical airdome with a hight of 39.50 m and a diameter of 48.80 m. With this aerial system telecommunication via satellite was made possible for the first time in Germany. The live broadcasting of the moon landing and the Olympic Games in 1972 were transmitted from here. The polyester fabric membrane had been in use till 2010. In 1999 the Bavarian department listed the radome as a “monument of national interest”. From 2010 to 2011 an extensive restoration was arranged. The membrane was replaced using the existing connection details. The solid building with its details typical of the time, was restored taking all heritage requirements into consideration. The technical equipment was improved and energy-saving measures implemented.

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Bautechnik aktuell 1/2016 Bautechnik 1/2016 41-44 Bautechnik aktuell

Abstract

Firmen und Verbände:
Bahn vergibt Auftrag für Bau der Neckarbrücke / Gleitschalungsfertiger SP 850 beim Autobahnausbau in Fortaleza, Brasilien / Doppelpendel mit geteilten Seilen

Persönliches:
Honorarprofessur für Dr.-Ing. Frank Fingerloos

Nachrichten:
Entschieden: C3-Projekt der TUD erhält den Deutschen Nachhaltigkeitspreis Forschung / Symposium “Intelligente Brücke - der Weg in die Praxis” / Volker Cornelius bleibt VBI-Präsident

Veranstaltungen:
Zweiter Geotechnik-Konvent Klimawandel und die Folgen für Boden und Bebauung

Von der Baustelle:
Nach Fehler: Straßenbauverwaltung hat die Organisation der Vermessung verbessert

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Incecik, Mete Zuschrift zu "Untersuchungen zur Zementfiltration während der Herstellung von Verpressankern in nichtbindigen Böden" Bautechnik 1/2016 45 Zuschriften

Abstract

Zuschrift zum Beitrag “Untersuchungen zur Zementfiltration während der Herstellung von Verpressankern in nicht-bindigen Böden” von Dr. Xenia Domes und Prof. Dr.-Ing. Thomas Benz (Bautechnik 92 (2015), Heft 9, S. 605) und Stellungnahme der Autoren.

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 1/2016 46-48 Veranstaltungskalender

Abstract

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 Inhalt

Abstract

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Jahresinhaltsverzeichnis Beton- und Stahlbetonbau 2015 Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 Jahresinhaltsverzeichnis

Abstract

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Bergmeister, Konrad Verstehen wir uns noch gegenseitig? Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 1 Editorial

Abstract

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Fingerloos, Frank; Hegger, Josef Erl√§uterungen zur √Ąnderung des deutschen Nationalen Anhangs zu Eurocode 2 (DIN EN 1992-1-1/NA/A1:2015-12) Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 2-8 Fachthemen

Abstract

Im Dezember 2015 ist eine A1-Änderung [1] zum deutschen Nationalen Anhang [2] des Teils 1-1 von Eurocode 2 [3] veröffentlicht worden. Die Änderung betrifft die zwei Themen Dauerhaftigkeit von tausalzbeanspruchten Verkehrsflächen (insbesondere Parkdecks) und Ansatz der wirksamen Betonzugfestigkeit bei der Ermittlung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite bei früher Rissbildung. Beiden Sachverhalten ist eine mehrjährige Diskussion in Fachkreisen vorausgegangen. Der Beitrag soll die Hintergründe der Änderungen und deren Folgen für die Praxis erläutern.

Explanations of amendment of the German National Annex to Eurocode 2
An A1-Amendment [1] of the German National Annex [2] of Eurocode 2, Part 1-1 [3] has been published in December 2015. The amendment affects the two topics durability of traffic areas under chloride exposure (especially parking levels) and assumption of the effective concrete tensile strength at calculation of the minimum reinforcement for crack control due to early cracking. According these two topics a multiannual discussion in expert forums was foregone. This paper should explain the background of the changes and the consequences for the practice.

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Wasserkraftwerk in eisigen Gefilden Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 8 Aktuell

Abstract

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Kueres, Dominik; Siburg, Carsten; Herbrand, Martin; Claßen, Martin; Hegger, Josef Einheitliches Bemessungsmodell gegen Durchstanzen in Flachdecken und Fundamenten Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 9-19 Fachthemen

Abstract

Mit der Einführung des Eurocode 2 in Deutschland (EC2+NA(D)) wurde die Durchstanzbemessung von Flachdecken und Fundamenten bzw. Bodenplatten neu geregelt. Im Gegensatz zu vorherigen Normengenerationen wurden dabei unterschiedliche Bemessungsgleichungen für Flachdecken und Fundamente bzw. Bodenplatten mit unterschiedlichen Bemessungsrundschnitten eingeführt. Während für Flachdecken ein konstanter Abstand des Bemessungsrundschnitts in einem Abstand 2,0d vom Stützenanschnitt definiert wurde, ist für Fundamente und Bodenplatten der Bemessungsrundschnitt maßgebend, der in Kombination mit dem Abzugswert der Bodenpressungen den geringsten Durchstanzwiderstand ergibt. Insbesondere die Unterscheidung zwischen Flachdecken und Fundamenten sowie die iterative Ermittlung des Abstands des Bemessungsrundschnitts bei Einzelfundamenten führen in der Praxis zu einer aufwendigeren Durchstanzbemessung.
Aufbauend auf dem Durchstanzbemessungsmodell nach EC2+NA(D) wird in diesem Beitrag ein neues, einheitliches Bemessungsmodell gegen Durchstanzen in Flachdecken, Fundamenten und Bodenplatten vorgestellt. Durch Vergleiche mit Durchstanzversuchen an Flachdeckenausschnitten und Einzelfundamenten ohne und mit Durchstanzbewehrung wird ein ausgewogenes Sicherheitsniveau des Bemessungsmodells nachgewiesen.

Uniform design method for punching shear in flat slabs and footings
The punching shear design of flat slabs and footings was revised with the introduction of Eurocode 2 in Germany (EC2+NA(D)). While in many former codes the punching shear resistance was determined regardless of the type of member, in EC2+NA(D) two different design equations for flat slabs and footings were introduced. Additionally, different control sections for flat slabs and footings were defined. For flat slabs the control section is given in a distance 2,0d from the vicinity of the column and for footings this distance has to be determined by iteration minimizing the punching shear resistance. The differentiation between flat slabs and footings and especially the iterative design procedure for determining the punching shear resistance of footings require more effort in daily engineering practice.
Based on the design provisions of EC2+NA(D), this paper presents a new uniform design method for punching shear in flat slabs and footings. By means of a statistical evaluation, the level of safety of the new design method is quantified by comparing the calculated failure loads with a databank including punching tests on flat slabs and footings without and with punching shear reinforcement.

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G√∂ttlich, Peter; Fleckenstein, Dirk Neue Biegeschlankheitsdiagramme f√ľr Balken und Unterz√ľge aus Stahlbeton nach EC2 Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 20-31 Fachthemen

Abstract

Auf der Grundlage von [1-3] wurden neue, sehr kompakte Biegeschlankheitsdiagramme für Einfeld- bzw. Durchlaufbalken entwickelt. Die aus diesen Diagrammen ablesbare Biegeschlankheit erlaubt die einfache Ermittlung einer statischen Höhe, mit der der indirekte Nachweis der Biegeschlankheit gemäß [4, 5] erfolgen kann. Dabei wird vorausgesetzt, dass die auf den betrachteten Unterzug wirkenden Lasten aus der angrenzenden Deckenkonstruktion aus einer Vorbemessung der zugehörigen Platten bekannt sind. Im vorliegenden Aufsatz wird die Entwicklung der Diagramme für Unterzüge skizziert und deren praxisnahe Anwendung beispielhaft aufgezeigt.

New span to depth ratio diagrams for beams according to EC2
A set of very compact and new span to depth ratio diagrams for simply supported and continuous beams was established on the basis of [1-3]. The span to depth ratios shown in the diagrams provide a simple method to establish the structural depth required for the indirect proof of the span to depth ratio requirements according to [4, 5]. The diagrams are based on the assumption that the loads acting on the chosen beam have been established through preliminary calculations of the adjacent slabs. The following article describes the development of the diagrams and gives examples for their practical application.

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Michal, Mathias; Keuser, Manfred; Millon, Oliver Verbund von Beton und Bewehrungsstahl bei hoch-dynamischer Belastung - Entwicklung einer Konfiguration f√ľr Push-In-Versuche am Split-Hopkinson-Bar Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 32-40 Fachthemen

Abstract

Vor dem Hintergrund zunehmender terroristischer Bedrohung für Bauwerke in besonderen Gefährdungslagen ist es erforderlich, die Bauteilreaktion bei der Bemessung auch für die hohen Verzerrungsraten, wie sie bei Explosionen und Impakt auftreten, zu berücksichtigen. Voraussetzung hierfür ist eine wirklichkeitsnahe Beschreibung des Materialverhaltens. Dabei wird auf der Mesoebene das Zusammenwirken von Beton und Betonstahl durch die Verbundwirkung beschrieben. Um das Verhalten von Bauteilen, die Einwirkungen mit hohen Belastungsgeschwindigkeiten ausgesetzt sind, richtig beurteilen zu können, ist daher auch die Kenntnis des verzerrungsratenabhängigen Verbundverhaltens erforderlich. Im Rahmen des zur Zeit an der Universität der Bundeswehr München (UniBwM) laufenden Forschungsprojekts RS1510 werden Verbundversuche am Split-Hopkinson-Bar (SHB) in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Kurzzeitdynamik Ernst-Mach-Institut (EMI) durchgeführt. Die Ergebnisse dienen als Basis für die Entwicklung numerischer Modelle für die Abbildung des Verbunds von Stahl und Beton bei dynamischer Belastung. Nach einem kurzen Überblick zum Verbundverhalten werden die Grundlagen der Versuchstechnik dargestellt und die Besonderheiten bei den Push-in-Versuchen erläutert. Die Ergebnisse der durchgeführten Versuche zeigen eine deutliche Tendenz in Richtung von der Verzerrungsrate im Beton abhängigen Anstieg der Verbundfestigkeit.

Bond of concrete and steel under high dynamic loading
Against the background of increasing terrorist thread for critical infrastructure, it is necessary to consider the high strain rates related with explosion and impact for the design of structural components. The precondition for this is a realistic characterization of the material behavior. In meso-level the interaction of steel and concrete is described by bond. In order to assess the behavior of structures exposed to high rate loading correctly, even the knowledge of strain rate dependent bond behavior is required. Within the ongoing research project RS1510 at the University of the Bundeswehr München (UniBwM) tests on bond between steel and concrete with a split-hopkinson-bar (SHB) are currently performed in collaboration with the Fraunhofer Institute for High-Speed Dynamics Ernst-Mach Institute (EMI). The results will be used as a basis for the development of a numerical model for the simulation of bond between steel and concrete under high loading rates. After a short survey on bond behavior, the theoretical basis for the testing technology is given and the specific characteristics of the performed push-in tests are explained. The results of the tests show a clear tendency for the rate-dependent increase in bond strength.

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WU-D√§cher - Erg√§nzende bautechnische Grundlagen und Ausf√ľhrungsbeispiele Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 40 Aktuell

Abstract

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K√ľhn, Tino; Steinke, Christian; Sile, Zanda; Zreid, Imadeddin; Kaliske, Michael; Curbach, Manfred Dynamische Eigenschaften von Beton im Experiment und in der Simulation Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 41-50 Fachthemen

Abstract

Beton verhält sich unter dynamischer Belastung anders als unter statischer Belastung. Als wesentliche stoffliche Ursache hierfür werden üblicherweise innere Transporteffekte bei niedrigen Dehnraten bis ca. &egr; = 1/s angenommen. Bei höheren Dehnraten bis ca. &egr; = 300/s werden vermutlich Trägheitseffekte bei der Bildung von Rissen maßgebend. Die messtechnische Erfassung dieser Effekte und die klare Trennung von stofflichen und strukturellen Phänomenen sind Gegenstand aktueller Forschung. Eine Möglichkeit, das Verhalten von Beton bei höheren Belastungsgeschwindigkeiten zu untersuchen, bietet der Split-Hopkinson-Pressure-Bar-Versuch (SHPB-Versuch).
Nachfolgend werden Versuche für einen Normalbeton C35/45 mit Belastungen im quasi-statischen Bereich bis hin zu Lasten, die Dehnraten von bis zu &egr; = 211/s erzeugen, vorgestellt, ausgewertet und durch Simulationen abgebildet. In der Simulation wird ein Materialmodell verwendet, das auf einem um eine nicht-lokale Formulierung der Plastizität erweiterten Modell der Mikroebenen basiert. Zusätzlich wird die Massenträgheit der Struktur berücksichtigt. Es wird aufgezeigt, dass die experimentell ermittelte höhere Beanspruchbarkeit des Betons bei gesteigerten Dehnraten numerisch abgebildet werden kann.

Dynamic properties of concrete in experiment and simulation
Concrete subjected to dynamic loads behaves differently compared to static loading. As an explanation at low strain rates up to &egr; = /s, internal transport effects are assumed to be originated in the material. At higher strain rates up to &egr; = 300/s, inertial effects during the formation of cracks are postulated. The experimental identification of these phenomena and the definite separation of their substantial and structural sources are subject to current research. The split Hopkinson pressure bar experiment enables the investigation of the behaviour of concrete subjected to dynamic loading.
In the following, experiments in the range of quasi-static loading up to loads that induce strain rates until &egr; = 211/s on a standard concrete C35/45 grade are presented, evaluated and simulated. In the simulation, a material model is applied that bases on the micro-plane model extended by a non-local formulation of plasticity. Furthermore, structural inertia effects are taken into account. It is shown that the experimentally found increase in strength of the concrete at higher strain rates can be modelled by the simulation.

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Betondeckung und Bewehrung nach Eurocode 2 Beton- und Stahlbetonbau 1/2016 50 Aktuell

Abstract

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