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Schäfers, MartinBauakustik quo vadis - welche Methoden ermöglichen eine sichere und wirtschaftliche Schallschutzplanung?Bauphysik6/2017396-398Berichte

Abstract

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Schäfers, MartinEnergieeffizienz von Gebäuden - Bautechnik versus Anlagentechnik?Bautechnik9/2012640-648Berichte

Abstract

Die energetische Effizienz eines Gebäudes wird durch das Zusammenspiel zwischen der Qualität der Gebäudehülle und der anlagentechnischen Systeme bestimmt. Dabei bestehen grundsätzlich Wechselbeziehungen zwischen diesen beiden Seiten - sie können nicht losgelöst voneinander betrachtet werden. Diese Wechselwirkungen werden innerhalb dieses Beitrages aufgezeigt und analysiert. Neben einer hohen energetischen Qualität der Gebäudehülle kann auch eine hohe thermische Trägheit der Bauteile, die in direktem Kontakt zur Raumluft stehen, zu einer geringeren Heizlast beitragen. Deshalb bilden funktionsgetrennte Außenbauteile mit einer schweren raumseitigen Schicht und einer außenliegenden Dämmebene die beste Grundlage für den Einsatz hocheffizienter Anlagentechnik. Weiterhin wird eine Gegenüberstellung verschiedener anlagentechnischer Systeme anhand der aktuell vorliegenden Literatur durchgeführt. Abschließend werden auf der Grundlage der angestellten Betrachtungen Schlussfolgerungen für die bevorstehende Fortschreibung der EnEV und des EEWärmeG gezogen.

Energy performance of buildings - construction versus systems installation?
The energy efficiency of a building is dependent on the interaction between the quality of the exterior constructions and the heating resp. ventilation installation. Basically there are interdependencies between these two components - they cannot be considered detached from each other. These interdependencies are appointed and analysed within the current article. A closer view on the procedure of the heating load estimation leads to the conclusion, that exterior constructions with heavy inside layers and insulating outside layers are the best basis for the application of highly efficient heating resp. ventilation systems. By means of a survey of current literature, a comparison of different systems is carried out. Finally, conclusions for the forthcoming update of EnEV and EEWärmeG are drawn on the basis of the accomplished considerations.

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Schäfer, U.Energiesparen und ArchitekturBauphysik1/200014-18Fachthemen

Abstract

Der Verfasser, ein Solararchitekt der ersten Stunde, faßt das Ergebnis seiner Erfahrungen der vergangenen 25 Jahre zusammen: Das energiesparende Bauen entwickelt sich in drei konkreten Schritten, die jeweils durch eine Verdoppelung des Dämmstoffquerschnitts der Außenflächen und eine entsprechende Verkürzung der gebäudespezifischen Heizperiode definiert sind. Die erste Verbesserungsstufe ist durch den verbreiteten Einsatz von Alternativenergien charakterisiert. Sie konnten beim gegebenen Dämmstandard im Frühjahr und Herbst noch namhafte Energieeinsparungen liefern. Bei der zweiten Stufe fällt die Heizperiode mit dem sonnenarmen Kernwinter zusammen. Alternativenergien fallen weg. Dafür kommen ausgeklüngelte Heizsysteme zum Einsatz, die den Restenergiebedarf decken. Bei der dritten und letzten Stufe ist der Heizenergiebedarf so gering, daß auch im Kernwinter die Abwärme der Bewohner und Apparate und die Einstrahlung durch die mäßig große, aber gut südorientierte Fensterfläche genügen, um das Gebäude ohne Zusatzheizung zu überwintern. Diese Entwicklung in der Gebäudetechnik hat ihre Entsprechung in der Architektur. Bei der Ersten Moderne standen, wie bei der Energiespararchitektur der ersten Stunde, schwere, massive gut sichtbare Bauteile im Vordergrund, die durch ihr So-Sein die sichtbare Erscheinung des Gebäudes unmittelbar beeinflußten. Im zukünftigen Bauen, das in Richtung Nullheizenergie geht, ist, wie in der Zweiten Moderne, die verwendete Technik unsichtbar. Sie tritt hinter die Erscheinungsform zurück, die von anderen als technischen Erwägungen bestimmt ist.

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Schäfer, René; Spang, Christian; Timmermann, VeraNachprüfung von Dauerankern nach DIN 4125:1990 und EC 7-1Bautechnik9/2013585-592Berichte

Abstract

Zur Sicherung eines Brückenwiderlagers einer Straßenbrücke über das Aggertal wurden Ende der 1970er-Jahre 14 Daueranker als Rückverankerung eingebaut. Im Zuge der Bauwerksüberprüfung hat sich gezeigt, dass eine von zwei installierten Kraftmessdosen zur Überprüfung der Ankerkräfte keinen Messwert anzeigte, woraufhin eine Nachprüfung aller Daueranker mittels Abhebeversuch veranlasst wurde. Die Nachprüfung ergab, dass eine Lastumlagerung von den inneren auf die beiden äußeren Anker stattgefunden hat, wodurch für die äußeren Anker die geforderten Sicherheiten der äußeren und inneren Tragfähigkeit unterschritten werden. Die Ergebnisse gaben Anlass, einen Vergleich der Ankernachweise nach alter und neuer Normung durchzuführen. Hierbei zeigte sich, dass aufgrund der differenzierten Berücksichtigung von Teilsicherheiten für ständige und veränderliche Einwirkungen im vorliegenden Fall eine günstigere Nachweisführung nach Teilsicherheitskonzept möglich ist. Der Vergleich der beiden Nachweisformen verdeutlicht jedoch, dass die Nachprüfung von Dauerankern, welche nach dem Globalsicherheitskonzept bemessen wurden, offene Fragen hinsichtlich der Anwendung des Teilsicherheitskonzepts aufwirft.

Inspection of grouted anchors according to DIN 4125:1990 and EC 7-1
For a structural support of a counter bearing of a roadway bridge across the Agger-valley, 14 permanent grouted anchors were installed at the end of the 1970s. In the course of the last bridge inspection it was found, that one of the two installed load cells measuring the anchors forces did not show any data. As a consequence, reloading measurements of the anchors were initialized in order to determine the actual forces of all anchors. The results of the measurement show, that a load transfer from the inner to the outer anchors had taken place leading to lower anchor forces in the inner area and greater anchor forces at the boundary in comparison to the calculated pre-stressing force. Accordingly, the two outer anchors are close to the ultimate limit state. The results of the reloading measurements are evaluated with reference to the global safety concept according to DIN 4125:1990 and the partial safety concept according to EC 7-1. It can be shown, that the distinguished approach of the safety factors for the loadings may be advantageous for the design of the anchors. However, the example shows, that questions remain concerning the inspection of permanent grouted anchors, which

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Schäfer, René; Belmann, ThomasEinsatz und Anwendungsgrenzen von Schneckenbohrpfählen (Auger-cast-in-place Piles - ACIP-Piles)Bautechnik9/2014656-665Berichte

Abstract

Für die Gründung einer Düngemittelanlage in Port Neal/Iowa wurden durch den Bauherrn Schneckenbohrpfähle (sog. ACIP-Piles) als Gründungsentwurf vorgegeben. Angesichts der bis in große Tiefen unterhalb des Grundwassers anstehenden, sehr enggestuften, feinkörnigen Sande wurde die Ausführung im Hinblick auf DIN EN 1536 als kritisch eingestuft. Im Rahmen von umfangreichen Pfahlprobebelastungen konnte jedoch zunächst gezeigt werden, dass bei ausreichender Qualitätssicherung Schneckenbohrpfähle auch bei ungünstigen Baugrundverhältnissen ordnungsgemäß hergestellt und gute Tragfähigkeiten erzielt werden können. Im Rahmen der Ausführung der Bauwerkspfähle sind jedoch erhebliche Schäden aufgetreten, da die Bohrschnecke auf einer Tonschicht höherer Konsistenz aufsaß und Boden in nennenswertem Umfang gefördert wurde. Zurückzuführen sind die Schäden neben den ungünstigen geologischen Randbedingungen auf einen Wechsel des ausführenden Spezialtiefbauunternehmens, welches die nach DIN EN 1536 geforderte örtliche Erfahrung nicht über Probepfähle nachgewiesen hat. Zudem wurden im vorliegenden Fall die Schäden durch die eingesetzte Maschinentechnik des Drehbohrgeräts begünstigt, welche sich in den USA von der in Europa verwendeten Technik unterscheidet.

Application and limitation of auger-cast-in-place (ACIP-) Piles - Experiences of an industrial project in Iowa/USA
For an industrial complex in Port Neal/Iowa, auger-cast-in-place piles (ACIP-Piles) haven been chosen for the foundation structure. With reference to the purely graded sand deposits, which have been encountered to greater depth in conjunction with a high ground water level, the installation of such piles has to be critically expected with reference to DIN EN 1536. However, the installation technique as well as acceptable pile capacities could be verified in the course of extensive pile testing. Nevertheless, considerable damages occured during the installation of the working piles. The damages can partly be attributed to an interlayered very stiff to hard cohesive soil layer at a depth of app. 20 m, which couldn't be smoothly drilled and which led to a soil extraction in the vicinity of the pile shaft. Moreover, a new drilling company was commissioned for the installation of the working piles, whose specific experience with the chosen pile type was not directly verified before. Finally, the damages were benefit by the chosen drilling technique.

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Schäfer, R.; Triantafyllidis, Th.Spannungs- und Porenwasserdruckentwicklung infolge Schlitzwand-Herstellung in weichen bindigen BödenBautechnik3/2006186-201Fachthemen

Abstract

Anhand eines dreidimensionalen FE-Modells wird der Einfluß der Schlitzwandherstellung in weichen bindigen Böden auf die Spannungs- und Porenwasserdruckentwicklung im angrenzenden Boden untersucht. Die Simulation der Herstellung von sieben benachbarten Schlitzwandlamellen umfaßt je Lamelle den Aushub unter Bentonitstützung und den anschließenden Betoniervorgang. Das Spannungs-Verformungs-Verhalten des weichen Tons wird durch ein visko-hypoplastisches Stoffmodell beschrieben, welches die rheologischen Eigenschaften des Baugrunds erfaßt. Die Prognosetauglichkeit des Modells wird durch eine Simulation eines in Oslo durchgeführten Feldversuchs einer einzelnen Schlitzwandlamelle dargestellt. Die Berechnungsergebnisse dokumentieren, daß der schrittweise Herstellungsvorgang der Schlitzwand einen nachhaltigen Einfluß auf das Spannungsniveau des angrenzenden Bodens ausübt. Nach Fertigstellung des Schlitzwandsegmentes und der Dissipation von Porenwasserüberdrücken ergibt sich parallel zur Wand eine oszillierende Verteilung der effektiven Horizontalspannungen. Insbesondere im oberflächennahen Bereich führt der hohe Frischbetondruck zu einer anteiligen Mobilisierung des passiven Erddrucks und zu einer Erhöhung des Spannungsniveaus zu Beginn des Baugrubenaushubs. Demzufolge ist zu erwarten, daß unter Berücksichtigung des Herstellungsvorgangs der Schlitzwand größere Wand- und Bodenverformungen infolge des Baugrubenaushubs gegenüber einer konventionellen Simulation prognostiziert werden.

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Schäfer, R.; Triantafyllidis, Th.Gebrauchstauglichkeitsbetrachtung von Streifengründungen während der Herstellung einer benachbarten Schlitzwand in weichem BodenBautechnik2/200581-89Fachthemen

Abstract

Die Herstellung von Schlitzwänden in weichen bindigen Böden kann nennenswerte Verformungen im angrenzenden Baugrund verursachen und die Gebrauchstauglichkeit von benachbarten Bauwerken einschränken. Der vorliegende Beitrag soll der Fragestellung nachgehen, inwieweit sich der abschnittsweise Herstellungsvorgang auf das Verformungsverhalten von unmittelbar angrenzenden Streifenfundamenten auswirkt und mit welcher Größenordnung an Setzungen zu rechnen ist. Dazu wird ein dreidimensionales Finite-Elemente-Modell eines ebenen Schlitzwandsegmentes mit einer benachbarten Streifengründung generiert. Zur Beschreibung des Spannungs-Verformungsverhaltens des Untergrundes kommt ein anspruchvolles Stoffmodell zum Einsatz, welches die bei weichen bindigen Böden besonders ausgeprägten rheologischen Eigenschaften wie Kriechen, Relaxation und Ratenabhängigkeit erfaßt. Als maßgebende Einflußfaktoren wird neben der Länge der herzustellenden Lamellen die Herstellungssequenz der Schlitzwand im Läufer- und Pilgerschritt-Verfahren untersucht. Darüber hinaus werden ebenfalls das Belastungsniveau und die Biegesteifigkeit der Streifengründung variiert. Im Hinblick auf die Gebrauchstauglichkeit können schließlich Konstruktionsempfehlungen erarbeitet werden, welche auf eine bauwerkschonende Herstellung der Schlitzwand zielen.

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Schäfer, R.; Triantafyllidis, Th.Auswirkung der Herstellungsmethode auf den Gebrauchszustand von Schlitzwänden in weichen bindigen BödenBautechnik11/2004880-889Fachthemen

Abstract

Für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit von Stützkonstruktionen wird vielfach auf die Methode der finiten Elemente zurückgegriffen. Konventionelle Simulationen vernachlässigen dabei den Herstellungsvorgang der Verbauwand und wählen den Erdruhedruck als maßgebenden Ausgangszustand zu Beginn. Mit Hilfe der vorgestellten FE-Berechnungen wird gezeigt, daß durch diese Vorgehensweise bei Schlitzwände in weichen bindigen Böden die auftretenden Wandverformungen, Geländesetzungen und Steifenkräfte im Unterschied zu überkonsolidierten Bodenschichten unterschätzt werden. Die abschnittsweise Herstellung der Schlitzwandlamellen führt zu einem veränderten Spannungszustand im angrenzenden Boden und insbesondere der Betoniervorgang verursacht eine anteilige Mobilisierung des passiven Erddrucks im oberen Drittel der Wand, wodurch der Verformungszuwachs zu erklären ist. Zur vereinfachten Berücksichtigung der Schlitzwandherstellung wird in Abhängigkeit der Verteilung des Frischbetondrucks ein modifizierter Ausgangsspannungszustand vorgeschlagen.

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Schäfer, R.; Höfer, U.; Triantafyllidis, Th.Herstellung von Verpresspfählen zur Auftriebssicherung unter dem Einfluss kalklösender KohlensäureBautechnik1/20078-14Fachthemen

Abstract

Im Zuge der Gründungsarbeiten eines Regenüberlaufbeckens in Kierspe wurden Verpreßpfähle als Auftriebssicherung eingebaut. Auf Grund des CO2-Gehalts des Grundwassers war es erforderlich, vor der Pfahlherstellung Bohrlochvergütungen durchzuführen, um einen möglichen Tragkraftverlust der Pfähle infolge Betonkorrosion zu minimieren. Im Vorfeld wurde dazu eine Arbeitsanweisung erstellt, welche die technische Vorgehensweise und die erforderlichen Qualitätssicherungsmaßnahmen der Vergütungsarbeiten regelt. Die Bohrlochvergütung erfolgte über großkalibrige Pilotbohrungen, über die Zementmörtel in den anstehenden Fels eingepreßt wurde. Als Vergütungskriterium wurde eine äquivalente Wasserdurchlässigkeit des Bodens vorgegeben, welche je Bohrung über einen W/D-Test nachzuweisen war. Im Zuge der Ausführungsarbeiten zeigte sich jedoch, daß aufgrund der geologischen Randbedingungen die Arbeitsanweisung mehrfach zu modifizieren und eine spezielle Betonrezeptur zu verwenden war, um eine erfolgreiche Bohrlochvergütung durchführen zu können.

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Schäfer, R.Herstellung eines bindemittelverbesserten und geotextilbewehrten LärmschutzwallsBautechnik6/2008425-428Berichte

Abstract

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Schäfer, R.Diskussionsbeitrag zur Standsicherheit von suspensionsgestützten Schlitzen in weichen BödenBautechnik4/2007278-280Berichte

Abstract

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Schäfer, PeterWichtige Neuerungen bei der elektronischen VergabeUnternehmerBrief Bauwirtschaft12/20153-9Berichte

Abstract

Die elektronische Vergabe öffentlicher Aufträge ist bereits seit langem zulässig und wird in unterschiedlichen Anwendungen praktiziert. Doch leidet sie teils noch unter Akzeptanzproblemen und ist bisher nicht flächendeckend verbreitet. Aufgrund der 2014 erfolgten EU-Vergaberechtsreformen sind wichtige Neuerungen zu beachten. Dies gilt insbesondere für die künftig grundsätzlich zwingende Anwendung der e-Vergabe bei öffentlichen Aufträgen, aber auch für weitere Reformen zu Vergaben von Aufträgen und Konzessionen. Der UBB gibt einen Überblick über die Neuerungen.

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Schäfer, MatthiasCompliance versagt ohne werteorientierte FührungskulturUnternehmerBrief Bauwirtschaft11/20173-8Berichte

Abstract

In einer europaweiten Unternehmensbefragung zur Wirtschaftskriminalität sorgt Deutschland für bedenkliche Ergebnisse. Wie halten es die Manager mit der Ethik und stimmt das Bild des ehrbaren Kaufmanns, das gerade in Deutschland so gerne gezeichnet wird? Diesen Fragen geht die Prüfungs- und Beratungsgesellschaft Ernst & Young in einer Studie nach, für die rund 4.100 Entscheidungsträger aus Unternehmen in 41 Ländern befragt wurden, davon 100 Manager aus Deutschland. So ist in dieser Studie, die Anfang April dieses Jahres vorgestellt worden ist, zu lesen, dass 43 % der Manager hierzulande Korruption in der Republik mittlerweile für weit verbreitet halten. Besorgniserregend stimmen die Antworten auf die Frage, wie man es selbst mit der Moral halte. 23 % der befragten deutschen Manager erklärten freimütig, dass sie für das eigene berufliche Fortkommen und eine höhere Bezahlung unethisch handeln würden. Um ihrem Unternehmen in wirtschaftlich schwierigen Zeiten zu helfen und Aufträge zu erhalten, würden sich laut dieser Erhebung 11 % der deutschen Manager zu Schmiergeldzahlungen hinreißen lassen. Selbst wenn diese Umfrage nach wissenschaftlichen Maßstäben nicht repräsentativ sein sollte, ist trotzdem erschreckend, mit welchem Verständnis in manchen deutschen Unternehmen in Leitungspositionen agiert wird.

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Schäfer, Martin; Schnell, JürgenÜberprüfung der zusätzlichen Regeln für Durchmesser 40 mm nach EC2 - Teil 2: Rissbreiten und OberflächenbewehrungBeton- und Stahlbetonbau9/2015588-597Fachthemen

Abstract

In hoch bewehrten Stahlbetonbauteilen kann es sinnvoll sein, Betonstahl mit großen Stabdurchmessern ø > 32 mm einzusetzen. Ein Bewehrungsstab ø 40 mm (12,56 cm2) kann im Vergleich der Querschnittsflächen 2ø28 mm, 4ø20 mm, 8ø14 mm, 11ø12 mm, 16ø10 mm oder 25ø8 mm ersetzen. Durch die Verwendung großer Stabdurchmesser können wirtschaftliche Vorteile, aber auch Nachteile bei der Rissbreitenbeschränkung entstehen. Abgesicherte Regeln zur Rissbreitenbeschränkung fehlen bisher. Im Eurocode 2 wird zur Rissbreitenbeschränkung pauschal eine Oberflächenbewehrung mit Stabdurchmessern ø ≤ 10 mm gefordert. In einem Forschungsvorhaben wurden Versuche durchgeführt, die zeigen, dass eine Rissbreitenberechnung nach Eurocode 2, bei der große Stabdurchmesser und Oberflächenbewehrung über einen Ersatzdurchmesser berücksichtigt werden, unzureichende Ergebnisse liefert. Aufbauend auf insgesamt 60 Zugversuchen und mehr als 30.000 Rissbreitenmesswerten wurden Berechnungsvorschläge ausgearbeitet, welche das Zusammenwirken großer Stabdurchmesser mit einer Oberflächenbewehrung wirklichkeitsnah berücksichtigen. Bei dem Forschungsprojekt handelte es sich um ein Verbundprojekt, welches gemeinsam mit der RWTH Aachen sowie der TU Braunschweig durchgeführt wurde. Die Ergebnisse der Arbeitspakete "Verbund und Zugstöße" sowie "Druckglieder" sind in [1, 2] dargestellt.

Checking of additional rules for ø40 mm according to EC2. Part 2: Crack widths and surface reinforcement
In highly reinforced concrete elements, it might be reasonable to use bars with large bar diameters ø > 32 mm. Only one bar ø 40 mm (12,56 cm2) can replace the cross section areas 2ø28 mm, 4ø20 mm, 8ø14 mm, 11ø12 mm, 16ø10 mm or 25ø8 mm. Due to the use of large bar diameter, economic advantages but also disadvantages concerning the crack width limitation may occur. Verified rules for the crack width limitation are still missing. Eurocode 2 requires a cross-the-board surface reinforcement with bar diameters ø = 10 mm to limit crack widths. In a research project, tests were conducted that display the fact that the crack width calculation according to EC2, where large bar diameters and surface reinforcement are considered by an equivalent diameter, gives inadequate results. Based on 60 tensile strength tests and more than 30 000 crack widths measurements, a calculation suggestion was developed that considers the coaction between large bar diameters and surface reinforcement realistically. The research project was carried out together with RWTH Aachen (Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger) and the Technical University of Braunschweig (Prof. Dr.-Ing. Martin Empelmann). The results of the work packages "bond behaviour" and "colums" are documented in [1, 2].

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Schäfer, Markus; Zhang, QingjieZur dehnungsbegrenzten Momententragfähigkeit von Flachdecken in Verbundbauweise - Grenzen der plastischen BemessungStahlbau7/2019653-664Aufsätze

Abstract

In den letzten Jahren hat die Slim-Floor-Bauweise zunehmend an Bedeutung gewonnen, dies ist nicht zuletzt auf die Forderung nach schlanken Konstruktionen und einer Optimierung des Bauablaufs zurückzuführen. Die Bemessung solcher Bauteile kann jedoch nicht allein auf Grundlage der europäischen Regelwerke für den Verbundbau erfolgen. Es gelten einige Besonderheiten, die durch ergänzende Bemessungsregeln zu erfassen sind. Umfangreiche Untersuchungen verdeutlichen, dass eine Einstufung der Rotationskapazität und die Festlegung der Querschnittsklasse nicht allein basierend auf der Klassifizierung des Stahlquerschnitts erfolgen können, da der Beton bei derartigen Systemen einen wesentlichen Einfluss auf das Tragverhalten nimmt. In diesem Beitrag werden die Besonderheiten für kompakte Slim-Floor-Querschnitte im Rahmen der Biegebemessung erläutert.

Strain limited moment resistance for composite shallow-floor beams
Due to the demand for sustainable buildings and slim constructions, composite slim-floor systems become more important. The present European Codes do not include complete design rules for shallow-floor beams. For the design, additional regulations have to be considered for bending design and the classification of the cross-section. This article points out the limits for plastic bending design and its particularities.

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Schäfer, Markus; Widong, Marc; Klein, ClaudeParking Belval-Université - ein P&R-Parkhaus, das die Grenzen in Europa neu definiertStahlbau3/2014149-157Fachthemen

Abstract

Die Verkehrspolitik in Luxemburg sieht das Erstellen eines möglichst dichten Netzes an öffentlichen Verkehrsmitteln vor. Autofahrer, vor allem die Vielzahl der Grenzgänger aus dem angrenzenden Ausland, sollen bereits grenznah auf die Bahn umsteigen, um somit das Straßennetz über die Grenzen von Luxemburg hinaus zu entlasten. Im Jahr 2013 wurde mit der Eröffnung das Parkhauses Belval-Université das erste einer Reihe geplanter Park

Parking Belval-Université - A Park and Rail project is defining new boarders in Europe.
Transport policy in Luxembourg provides the realization of a dense network of public transport. Motorists, especially the large number of commuters from the neighbor countries, should already change close to the borders to public traffic - especially to train. By that it is possible to relieve the national highways and also those in bordering regions. With the start into service of the new multi-storey car park Belval-Université in 2013, the first of a series of planned Park

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Schäfer, Markus; Radermacher, Christoph; Braun, Matthias; Hettinger, Rheinhold; Freis, Claus; Pesch, Antoine; Benyahia, FaizaSymbiose aus Stahl und Stein - Eine innovative Stahlverbundlösung für komplexe innerstädtische BauprojekteStahlbau10/2016659-669Fachthemen

Abstract

Das Immobilienprojekt KONS sieht innerhalb von zweieinhalb Jahren den Abriss und die neue Überbauung eines großen Areals gegenüber des Hauptbahnhofs in zentraler, innerstädtischer Lage der Stadt Luxemburg vor. Die Anforderungen der Investoren wie auch die Auflagen der Verwaltung konnten nur durch einen integrativen und intelligenten Planungsprozess erfüllt werden. Die komplexen Verflechtungen zwischen logistischen und baubetrieblichen Abläufen, konstruktiven Detailfragen und wirtschaftlicher Gesamtbetrachtung fanden ihre Lösung in einer in jeder Hinsicht leistungsfähigen Stahlverbundkonzeption.

Symbiosis of steel and stone - An innovative solution realized by a composite structure in steel and concrete for complex intra-urban projects.
The real estate project KONS encountered a two and a half year process of demolition of an existing building and construction of a new building complex in a central, urban location of Luxembourg City opposite of the main railway station. Thereby the ambitious specifications of the investor as well as the requirements of the local authorities could be met only through a comprehensive and intelligent planning process. The complex interrelation between logistics and construction management processes, detailing and overall economic assessmentfound the solution of steel-composite design highly performant and efficient in every aspect.

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Schäfer, Markus; Braun, MatthiasChancen und Herausforderungen für Stahl-Verbundkonstruktionen im modernen GeschossbauStahlbau7/2019617Editorials

Abstract

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Schäfer, Markus; Braun, MatthiasEntwicklung der Slim-Floor-Bauweise in EuropaStahlbau7/2019618-624Aufsätze

Abstract

Flachdecken in Verbundbauweise, auch Slim-Floor- oder Shallow-Floor-Bauweise genannt, stellen innovative Deckensysteme für den Geschossbau dar. Dabei handelt es sich um gewalzte oder geschweißte Stahlprofile, die vollständig oder nahezu vollständig in die Decke integriert werden. Diese Bauweise repräsentiert eine der jüngsten Entwicklungen im Stahl-Verbundbau und hat in den letzten beiden Jahrzehnten immer größere Bedeutung gewonnen. In diesem Beitrag werden die Bauweise und ihre Entwicklung vorgestellt.

Development of slim-floor construction in Europe
Slim-floor or also called shallow floor construction represents innovative composite beam systems for multi-storey buildings. These are rolled or welded steel profiles fully or partially integrated into the concrete slab. This construction method constitutes one of the most recent developments in steel-concrete composite construction and has become increasingly important in the last two decades. In this article, the construction method is explained as well as its development.

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Schäfer, Markus; Bergmann, Marco; Zhang, QingjieBemessung von Verbundstützen - Update prEN 1994-1-1Stahlbau12/2021903-912Aufsätze

Abstract

Herrn Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Die Bemessung von Verbundstützen in Stahl und Beton erfolgt nach den Regeln des Eurocode 4. Dabei wird zwischen vereinfachten und dem allgemeinen Nachweisverfahren differenziert. Das allgemeine Nachweisverfahren basiert auf einer umfassenden numerischen Analyse, gefolgt von einer Validierung des Sicherheitsniveaus. Die aktuell gültige europäische Norm EN 1994-1-1:2004 enthält keine detaillierten Informationen zur Anwendung des allgemeinen Nachweisverfahrens. Auch in der Fachliteratur werden nur wenige Informationen bereitgestellt. Dies führt häufig zu Fragen in der Anwendung des Verfahrens und bei der Bewertung der Berechnungsergebnisse. In Deutschland wurden zusätzliche Details zur Anwendung des Verfahrens in den nationalen Anhang (DIN EN 1994-1-1/NA) aufgenommen. Aktuell liegt der Entwurf der zweiten Generation der prEN 1994-1-1:2021 mit komplementären Informationen zum allgemeinen Nachweisverfahren vor. Parallel werden neue Sicherheitsparameter eingeführt, die in EN 1994-1-1 nicht enthalten sind, und der Anwendungsbereich im Hinblick auf die Materialfestigkeiten erweitert. Dieser Beitrag erläutert die Vorgehensweise bei der Bemessung von Verbundstützen nach prEN 1994-1-1 und zeigt Änderungen gegenüber dem aktuell gültigen Eurocode auf.

Design of composite columns in steel and concrete - update prEN 1994-1-1
The design of composite columns follows the rules in accordance to EN 1994-1-1 providing simplified design methods and the general method. Whereby the general method requires an advanced comprehensive FE-Analysis. However, the recent Eurocode 4 does not provide sufficient guidance for the application of the general method and there is not a harmony in the literature on how to conduct it. This often leads to uncertainty among users and discussions on the validation and assessment of the analysis results. Actually, the draft of the second generation of Eurocode 4 (prEN 1994-1-1) is available, including more guidance but also introduces additional safety parameters and extends the application scope in regard to the martial strengths. This paper points out the procedure for the design of composite column with focus on the general method and changes provided by the draft of prEN 1994-1-1:2021.

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Schäfer, MarkusEuropean design code for composite structures in steel and concrete - Historical development and investigation in the second generation of Eurocode 4Steel Construction2/201970-81Articles

Abstract

The Eurocodes (EC) represent European norms (EN) for the design and construction of building and bridge structures. The development of these European design codes is carried out on behalf of the European Union (EU) by the “European Committee for Standardization - CEN”. The Eurocodes have been in use for some years now. The motivation behind the development of the Eurocodes is the harmonization of the planning and design process for the structural components and construction elements of buildings and bridges all over Europe. Based on the experience gained through the use of the Eurocode conditions in recent years and many comments from industry, a revision of all parts of the Eurocode is currently in progress. The aim is to adapt the current design standards to the state of the art and research, to simplify the application and to harmonize the Eurocodes with each other. Finally, these modifications will be transferred to the second generation of European standards. An overview of the development phases and project teams is presented in this paper, accompanied by an insight into current standardization work and the technical discussions, mainly focusing on EN 1994-1-1.

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Schäfer, MarkusSchubtragfähigkeit und M-V-Interaktion von Flachdecken mit integrierten hohlkastenförmigen Stahlprofilen - Ansatz eines hybriden Fachwerkmodells zur QuerkraftbemessungStahlbau5/2015314-323Fachthemen

Abstract

Flachdecken mit integrierten Stahlprofilen in Verbundbauweise zeichnen sich vor allem durch die schlanke Bauweise mit geringen Deckenhöhen aus. In den letzten Jahren haben sich neben den typischen Querschnitten aus gewalzten Profilen mit untergeschweißter Gurtplatte immer mehr hohlkastenähnliche Profilformen durchgesetzt. Bei diesen Systemen kann zur Steigerung der Querkrafttragfähigkeit ein hybrides Fachwerkmodell abgeleitet werden, bei dem neben der Querkrafttragfähigkeit des Stahlprofils auch die Tragfähigkeit des Betons angerechnet wird. Aufgrund der daraus resultierenden zusätzlichen Spannungen im Stahlprofil muss die Momenten-Querkraft-Interaktionsbeziehung erweitert werden.

Shear resistance and M-V-Interaction of Slim-Floor-systems with integrated steel-box sections - Approach of a hybrid truss model for the shear design.
Shallow-floor slabs with integrated steel profiles in composite behavior are mainly characterized by the slim design. Parallel to the traditional sections consisting of rolled profiles with an additional bottom plate also floor-slabs with integrated steel-box sections have gained widespread adoption in practice in the recent years. Because of the sheathing of the concrete by the steel section a hybrid truss model with a compression strut in the concrete section is developed, increasing the shear resistance of these sections. Due to the additional steel stresses resulting by the truss model, the relationship for the interaction between moment and vertical shear forces is to expand.

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Schäfer, MarkusZur Biegebemessung von Flachdecken in Verbundbauweise - Ergänzende Bemessungsregeln für Slim-Floor-TrägerStahlbau4/2015231-238Fachthemen

Abstract

Basierend auf den Forderungen nach schlanken Konstruktionen und einer Optimierung des Bauablaufs, gewinnt die Slim-Floor-Bauweise zunehmend an Bedeutung. Die Bemessung solcher Bauteile kann jedoch nicht allein auf Grundlage der Europäischen Regelwerke für den Verbundbau erfolgen. Es gelten einige Besonderheiten, die durch ergänzende Bemessungsregeln zu erfassen sind. An dieser Stelle wird die Aufmerksamkeit auf die Bemessung im Bauzustand, die Querschnittsklassifizierung und die Biegebemessung gelenkt. Neben den klassischen Querschnitten, bestehend aus gewalzten Profilen mit untergeschweißter Gurtplatte, werden dabei auch in die Decke integrierte hohlkastenartige Profilformen untersucht.

Determination of moment resistance for composite shallow-floor beams - Additional design rules for slim-floor beams.
Due to the demand for sustainable buildings and slim constructions, composite slim-floor systems become more important. The present European Codes do not include complete design rules for shallow-floor beams. In the design, additional regulations have to be considered for ultimate limit state, serviceability limit state and fire design. In this paper the characteristics in erection state, for the cross section classification, the plastic moment resistance and the influence of transverse bending moments are presented. Apart from traditional sections consisting of rolled profiles also floor slabs with integrated steel box-sections have been considered.

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Schäfer, J.; Biernat, T.Die wachsende Bandbreite der Gebäudetypen für LEED-ZertifizierungenBauphysik3/2010167-171Fachthemen

Abstract

Im Bereich der Nachhaltigkeitszertifizierungen von Gebäuden ist das vom USGBC (US Green Building Council) entwickelte LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) in Europa und Deutschland ein fester Begriff [1]. Während inzwischen das System LEED-NC, also für Neubauten und Generalsanierungen, sehr bekannt ist und am häufigsten angewandt wird, sind neun weitere LEED-Zertifizierungssysteme entweder auf dem Markt oder in Entwicklung. Diese ermöglichen es u. a. auch, bestehende Gebäude zu zertifizieren und auf die Anforderungen spezieller Gebäudenutzungen, wie Krankenhaus, Schule oder Einzelhandel, einzugehen.

The expanding variety of building types for LEED certification is continuously.
In Europe and Germany, LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), developed by the USGBC (US Green Building Council), plays a major role in Green Building certifications [1]. Although the system LEED-NC for new construction and major renovations is commonly known and mostly used, 9 additional LEED certification systems are either available or currently in development. Besides others, those systems allow the certification of existing buildings and account for buildings with specific requirements, such as hospitals, schools or retail.

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Schäfer, HeinrichDer "Henninger-Turm" in Frankfurt (Main)Beton- und Stahlbetonbau11/1961253-257Fachthemen

Abstract

Im Jahre 1958 sah sich die Brauerei Henninger in Frankfurt a. M. vor die Notwendigkeit gestellt, zusätzlichen Lagerraum für 14 000 t Braugerste und Malz zu schaffen. Der auf dem Werksgelände zur Verfügung stehende Platz hätte für die Errichtung eines Silos mit der üblichen Höhe von 30 bis 40 m nicht ausgereicht. Deshalb entschloß man sich, einen Hochsilo mit verhältnismäßig kleiner Grundfläche zu bauen.

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