Der Beitrag thematisiert das BMBF-geförderte Projekt “KaWaTech”, welches auf die Entwicklung und Umsetzung innovativer Wasserförder- und -verteilkonzepte für sub-/tropische (Karst-)Regionen abzielt. Unter anderem wird in der Provinz Ha Giang eine Pilotwasserförderanlage realisiert, welche die Versorgung von ca. 10 000 Menschen sicherstellen soll. Als Bypasslösung für Wasserkraftanlagen dient sie der Nutzbarmachung der für den Turbinenbetrieb nicht effizient verwertbaren Restwassermengen während der Trockenzeit über ein wasserkraftbetriebenes Pumpsystem. Neben der Implementierung der Maschinentechnik wurden umfassende Sanierungsmaßnahmen an der wasserbaulichen Infrastruktur umgesetzt. In diesem Zusammenhang wurden auch baustofftechnologische Untersuchungen zu optimierten Betonrezepturen auf Basis lokaler Ausgangsstoffe durchgeführt.
Das geförderte Wasser wird in einen zentralen Hochbehälter eingespeist und den umliegenden Siedlungen und der Distrikthauptstadt gravitär zur Verfügung gestellt. Um eine gerechte Verteilung zu ermöglichen, wurde ein flexibles Verteilungskonzept zur Berücksichtigung dynamischer Dargebotsschwankungen entwickelt. Zudem wurde die Angliederung des neuen Verteilsystems an das bestehende Leitungsnetz der Distrikthauptstadt mittels eines adaptiven Druckmanagements entworfen.

Innovative technologies for water supply and distribution in mountainous regions
This report addresses the BMBF-funded joint-project “Karst Water Technologies (KaWaTech)”, which concentrates on the development and implementation of innovative water pumping and distribution concepts for subtropical and tropical (karst) regions. Among others, a pilot pumping system is realized in the province Ha Giang, Northern Vietnam, which shall secure the water supply of several thousand people in a sustainable way. As a bypass solution for hydropower plants this facility aims to utilize residual flows during the dry season through a hydropower-driven pumping system, which cannot be used efficiently for the operation of water turbines. Beside the implementation of the machinery, comprehensive reconstruction and optimization measures have been carried out at the hydraulic infrastructure. In this context comprising investigations regarding adapted building materials have been accomplished in order to develop optimized concrete recipes based on locally available materials.
The supplied water is fed into a centralized reservoir from where it is distributed to the surrounding settlements as well as to the district capital by gravity. In order to accomplish a fair water distribution a flexible distribution concept was developed which considers dynamic fluctuations of the water yield. Here, a new type of distribution tank, containing an innovative multi-chamber-system, enables a yield-depending but demand-oriented water supply.
Furthermore, the connection of the new distribution system to the existing pipe network of the district's capital was designed. The deficient condition, which among others results from the intermittent operation, required this measure in order to avoid further damages of the infrastructure as well as to ensure the supply with sufficient network pressure.

In dieser Arbeit wird ein Simulationsmodell zur Vorhersage von Kräften bei der Bodenbearbeitung auf Basis der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) vorgestellt. Es werden Interaktionsgesetze für drei verschiedene Bodenarten mit kohäsionslosem, kohäsivem und zementiertem Materialverhalten beschrieben. Die Scherfestigkeit des Bodens wird dabei mithilfe von simulierten Triaxialversuchen kalibriert. Andere Parameter des Modells werden durch Annahmen oder dimensionslose Kennzahlen festgelegt. Laborversuche an einem geraden Schild, der bei konstanter Geschwindigkeit durch das Bodenmaterial gezogen wird, zeigen eine gute Übereinstimmung mit der Simulation. Obwohl für diesen Fall auch Handformeln auf Basis des passiven Erddrucks geeignet sind, erlaubt es die Partikelsimulation darüber hinaus, auch komplexe Geometrien und Trajektorien auf die gleiche Weise zu simulieren. Dies wird durch eine Messung an einem Mobilbagger, der in gebrochenem Kies arbeitet, bestätigt.

Application of the Discrete Element Method for the prediction of draft forces in soil.
In this paper, a numerical model for the prediction of soil-tool interaction forces, based on the Discrete Element Method (DEM) is presented. Three different types of particle-interaction laws for cohesionless, cohesive, and cemented soil are described. The shear strength of the soil is being calibrated by the use of simulated triaxial compression tests. Other parameters of the model are either chosen by experience or by the use of dimensionless numbers. Laboratory tests on a straight cutting blade, which is moved through the sample soil at constant speed, show good agreement with the results of the simulation. For this case, empirical formulas based on the passive earth pressure could be applied. Beyond that, the particle simulation can also be applied in the same manner to more complex tool geometries and trajectories. This is verified by measurements on a wheeled excavator that is working in crushed gravel.

Das auffälligste Bauteil des Stadionneubaus stellt die Überdachung der Haupttribünen dar. Sie wurde mit einer 17 m weit auskragenden vorgespannten Kragschalenkonstruktion bewältigt.

In high arch dams situated in wide valleys, the water load has the effect that the vertical forces from the self-weight are redistributed from the centre of the dam toward its flanks. As a consequence, the normal force in the foundation area of the central dam blocks is reduced and a gap may open in the base joint, which widens even further due to uplift pressure.
Taking the Zillergründl Dam as an example, such behaviour can be demonstrated both by static calculations and measurements. The base joint gap, as it has been calculated and measured, would lead to sealing problems if no upstream apron is provided. Due to the upstream apron, however, the uplift pressures will be limited and correct behaviour is ensured. In the left-hand flank, directly on the downstream side, there is a fault zone. To bridge this zone, a concrete support element was constructed there. Due to loosening down to a considerable depth in the zone of the right-hand flank, the dam was provided with exceptionally deep foundations in that area. Measuring and monitoring results have shown that both measures have proved worthwhile and ensure high bearing capacity.
Bei hohen Gewölbemauern in weiten Tälern kommt es zufolge Wasserlast zu einer Umlagerung der Vertikalkräfte aus dem Eigengewicht von der Sperrenmitte zu den Flanken. Dadurch kommt es im Aufstandsbereich der mittleren Sperrenblöcke zu einer Verringerung der Normalkraft und damit verbunden allenfalls auch zu einer Klaffung der Bodenfuge, die durch den Sohlwasserdruck noch verstärkt wird.
Dieses Verhalten kann am Beispiel der Sperre Zillergründl sowohl durch statische Berechnungen als auch durch Messungen veranschaulicht werden. Die errechnete und auch gemessene Klaffung der Bodenfuge würde ohne Vorboden vermutlich zu Problemen bei der Abdichtung führen. Durch den Vorboden werden jedoch die Sohlwasserdrücke begrenzt und ein einwandfreies Verhalten gewährleistet. Im Bereich der linken Flanke befindet sich unmittelbar an der Sperrenluftseite eine Störungszone. Zur Überbrückung dieser Zone wurde dort ein Stützkörper angeordnet. Im Bereich der rechten Flanke wurde die Sperre aufgrund einer tiefreichenden Auflockerung außergewöhnlich tief eingebunden. Beide Maßnahmen haben sich, wie die Mess- und Beobachtungsergebnisse zeigen, bewährt und gewährleisten eine hohe Tragsicherheit.

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Der Beitrag behandelt Modifikationen des Wandaufbaus von Flächentragwerken, die zum Ziel haben, deren Tragfähigkeit gewichtsneutral zu steigern und nach Möglichkeit auch die Imperfektionsempfindlichkeit positiv zu beeinflussen.

Die DIN-Kranbaunormen und die ISO 8686 bilden die Grundlage der neu erarbeiteten EN-Kranberechnungsnorm EN 13001, auf der weitere krantypspezifische Normen erarbeitet werden. Dieser Bericht stellt insbesondere die Unterschiede zur DIN 15018 dar. EN 13001 deckt den Weg von der Beschreibung der Betriebsweise des Kranes bis zu den Nachweisen vollständig ab. Neben modernen, dem Rechnereinsatz Rechnung tragenden Ansätzen werden auch weiterhin vereinfachende Tabellenlösungen für den Konstrukteur geboten. Alle Nachweise (allgemeiner Spannungsnachweis, Betriebsfestigkeitsnachweis, Standsicherheitsnachweis) basieren auf denselben Lastfallkombinationen. Generell ist die Methode der Grenzzustände in Verbindung mit Teilsicherheitsbeiwerten anzuwenden. Die Methode der zulässigen Spannungen darf nur bei linearen Zusammenhängen eingesetzt werden. Beim Betriebsfestigkeitsnachweis orientiert sich die EN 13001 am Eurocode. Die in Katalogform aufgelisteten Konstruktionsdetails werden charakterisiert. Die Klassifizierung basiert konservativ auf m = 3. Die Beratungen zum Teil 3 (Nachweise) sind in der CEN/TC147/WG2 noch nicht abgeschlossen. Der Teil EN 13001-3.1 soll zunächst als ENV gültig werden.

Es wird gezeigt, wie der für Biegung mit oder ohne Normalkraft bemessene Kreisquerschnitt auf Schub bemessen werden kann. Dabei wird der Hebelarm der inneren Kräfte für den rechnerischen Bruchzustand ermittelt, der der Biegebeanspruchung zugrunde liegt. Das Verfahren kann auch für Kreisringquerschnitte angewendet werden.

The Sydney Harbour crossing is a key element of Sydney Metro City & Southwest, which includes 15.5 km of twin tube running tunnels extending from Chatswood at the north through to Sydenham, south of the Central Buisness District (CBD). One of the key features is the 1 % length of the alignment that passes under Sydney Harbour. The rest of the alignment is through rock, but the harbour crossing is designed to pass through harbour sediments and mixed face conditions undersea. An in depth study and analysis was required to confirm the feasibility of the safe construction of this short length of the tunnel in sub-aqueous, soft ground conditions. It was necessary to carry out detailed, targeted investigation of the ground to enable the selection of an appropriate tunnelling technique for constructing the tunnels.

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Der breite Einsatz erneuerbarer Energien spielt eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Energieeffizienz des Gebäudebestands. Deutlich gesunkenen PV-Anlagenpreise und die hohe Flexibilität bei der Stromnutzung für alle Verbraucher in einem Gebäude, also Raumheizung (und -kühlung), Warmwasserbereitung in Kombination mit Wärmepumpe, Hilfsenergien, Haushaltsgeräten und zunehmend auch Mobilität führt zu einem breiten Einsatz von PV. Jedoch ist die Einbindung von PV ins Gebäude komplex und erfordert die Anwendung von elektrischer und/oder thermischer Energiespeicherung und entsprechenden Regelstrategien. Dementsprechend ist die Bewertung und Optimierung der Möglichkeit, den PV-Ertrag direkt im Gebäude zu nutzen oder zu speichern, eine anspruchsvolle Aufgabe. Für eine detaillierte technische Analyse von PV und Energiespeichern auf Gebäudeebene wurden daher umfangreiche Gebäude- und Anlagen-Simulationen anhand von Referenzgebäuden durchgeführt.

Simple and fast dynamic model for the prediction of PV self-consumption
The widespread use of renewable energy plays a crucial role in increasing the energy efficiency of the building stock. The significantly decreased PV system prices and the high flexibility in electricity use for all loads in a building, i.e., space heating (and cooling) and domestic hot water in combination with heat pumps, auxiliary energies, household appliances, and also increasingly electric mobility leads to a wide use of PV. However, the integration of PV into the building is complex and requires the use of electrical and/or thermal energy storage and appropriate control strategies.
Therefore, evaluating and optimizing the part of PV electricity that is used directly or stored in the building is a challenging task. Thus, for a detailed analysis of PV and energy storage at the building level, extensive building and system simulations were performed using reference buildings.

Mitten in der Innenstadt von Hamburg werden in einem Abstand von ca. 500 m zwei Baugruben mit ähnlichen Randbedingungen geplant und hergestellt. Beide Baugruben werden als Trogbaugruben unter Verwendung einer natürlichen dichten Schicht hergestellt. Die Baugrube Alter Wall wird komplett als Schlitzwandbaugrube realisiert, während bei der Baugrube Motel One zusätzlich zu der Schlitzwand auch zwei Bestandsverbauwände mit in den Baugrubenverbau integriert werden. Beide Baugruben liegen direkt an einem Fleet, weshalb ein zusätzlicher Verbau für den Abbruch der Außenwände und die Herstellung der Schlitzwand erforderlich wird. Bei der Baugrube Alter Wall wurde die Schlitzwand wegen des in einer Rinne tief anstehenden Glimmertonhorizonts bis zu einer Tiefe von 50 m hergestellt und teilweise noch um weitere 20 m durch einen Dichtschleier nach unten ergänzt. Entlang dieser Baugrube verläuft direkt unter dem Fleet die S-Bahn und auf der anderen Seite befinden sich das Rathaus und die Börse von Hamburg. Wegen der Gründung dieser Gebäude auf Holzpfählen wurde die zulässige Setzung auf 1,0 cm begrenzt und daher eine Verformungsberechnung mit FEM vorgeschrieben.

Design and construction of two excavation pits in the town center of Hamburg
Two excavation pits are designed and constructed with quite similar boundary conditions in the center of Hamburg. Both pits are realized as trough excavation pits using the mica clay or the marl as a sealing layer. The pit for Alter Wall is completely designed with a diaphragm wall, while for the pit of Motel One in addition to the diaphragm wall two existing pit walls are integrated into the pit walls. Both excavations are located directly at a Fleet (channel), so an additional pit wall for the demolition of the outer walls and the construction of the diaphragm wall is required. For the pit of Alter Wall the diaphragm wall was constructed to a depth of 50 m due to the low-lying mica clay horizon and was partially supplemented by a sealing curtain with an additional length of 20 m. At the street side of the pit for Alter Wall the city hall and the stock exchange of Hamburg are located and along the other side the S-Bahn runs directly under the Fleet. Due to the fact that these buildings were built on wooden posts, the permissible settlement was limited to 1.0 cm and therefore a deformation calculation with FEM was required.

Aufgrund des steigenden Kostendrucks im Bauwesen ist es besonders wichtig, bereits bei der Planung effiziente Berechnungsmethoden heranzuziehen, die zu einer wirtschaftlichen Bauweise führen. In der Stahl- und Verbundbauweise kann dabei die Anwendung der Fließgelenktheorie zu guten Ergebnissen führen, da sowohl Querschnitts- als auch Systemreserven nahezu vollständig ausgenutzt werden. Beim gewöhnlichen Verbunddurchlaufträger führt dies zu einer Umlagerung des Stützmomentes hin zum Feld. Diese Umlagerung bedingt eine Zunahme der Rotation im Anschluss. Die hier vorgestellten Versuche zeigen, wie die Art und Menge der Bewehrung Einfluss auf die Rotationskapazität des Verbundanschlusses ausübt. Den erhöhten Rotationsanforderungen von Verbundanschlüssen im Bereiche von Fließgelenken sollte bereits bei der konstruktiven Ausbildung der Anschlüsse Rechnung getragen werden.

The resistance of a typical shear connection with headed shear studs in a composite beam is analysed for the normal case in accordance with EN 1994-1-1. The reducing effect of a trapezoidal metal decking to the ultimate loadbearing capacity is considered with empirically derived reduction factors and equations that were developed between the late 1970s and early 1980s. The RFCS research project “DISCCO” [1] investigated the shear stud resistance with novel types of steel decking. In many cases, the shear resistance predicted by EN 1994-1-1 [2] was not reached in tests.
In the respective experiments with composite beams and deep decking, a concrete cone failure mode was identified and not a pure shear failure of the stud. This failure mode acted in combination with the loadbearing capacity of the shear stud, which formed one or two plastic hinges in the shaft depending on the actual geometry.
Based on these observations, new equations have been developed to predict the shear connection's resistance with more accuracy. The yield hinge mechanism of the shear stud, which was developed by Lungershausen [3], was extended by the aforementioned loadbearing component “concrete cone”. The formulae consider the geometry of the stud and the steel decking and the material strength of the stud and the concrete. The statistical evaluation of the equations developed demonstrates good agreement with test results.

A Lego-like steel-framed structural system has been developed within the frame of an RFCS project, REDUCE, to facilitate 1) deconstruction of composite structures, 2) circularity at structure and element levels, and 3) serial production in construction by promoting a greater standardization of structural elements. The system utilizes innovative demountable shear connections for composite flooring solutions with precast concrete elements, and adjustable steel connections for use in both beam-to-beam and beam-to-column connections. The first use case of the structural system has been realized in the Petite Maison project which is a demonstration project for circularity and contributes to the event ESCH2022. Each construction element is linked to a digital database and remains available for future reuse, as a result of the plug-and-play, demountable and robust features of the developed system. This paper presents the proposed demountable system, the results from experiments and finite element analyses on the behaviour of shear connections, composite beams, and steel connections, and indicates the analysing methods for structural engineers to open a pathway for full implementation of the structures built into digital tools, fabrication, and construction.

Mit dem beschriebenen Gegendruckverfahren können die wirksamen Scherparameter von ungesättigten Böden im Dreiaxialversuch wirklichkeitsnah ermittelt werden.

Der Beitrag beinhaltet die Ergebnisse von Untersuchungen zum Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch bei unterströmten, relativ gering in den Untergrund einbindenden Wänden mit baugrubenseitigem Auflastfilter. Auf Grundlage von numerischen Grundwasserströmungsberechnungen wird dargestellt, dass sich in diesem Fall unterhalb des Wandfußes signifikante, vertikale Strömungsanteile ergeben, die beim Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch berücksichtigt werden müssen. Zur Ermittlung der erforderlichen Höhe des Auflastfilters in Abhängigkeit vom Wandabstand wird ein auf der Strömungsberechnung basierendes Verfahren vorgestellt und mit den bisher verwendeten Berechnungsansätzen verglichen. Weiterhin wird die Berücksichtigung von Sicherheiten nach DIN 1054 sowie von Reibungskräften innerhalb des Auflastfilters auf Grundlage dieses Verfahrens erläutert.

Ein großer Teil der Kanalstrecken der Bundeswasserstraßen ist durch Uferspundwände gesichert. Für deren Bemessung stellen neben den Erddrücken die auf die Wand wirkenden Wasserdrücke die entscheidenden Einwirkungen dar. Hinweise für den Ansatz von Wasserdrücken bei Uferspundwänden gibt die Empfehlung E 106 der EAU. Dabei wird von einem ausgeglichenen Kanal- und Grundwasserstand ausgegangen, bei dem keine relevante Strömung zwischen Kanal und Grundwasser erfolgt. Die häufig praktizierte direkte Übertragung dieser Wasserdruckansätze der EAU auf Damm- und Einschnittstrecken kann jedoch zu einer deutlichen Über- bzw. Unterdimensionierung der Uferspundwände führen. Daher wurden im BAWBrief 03/2015 ergänzende Empfehlungen zum Ansatz von Wasserdrücken für die statische Bemessung von Uferspundwänden an Kanälen gegeben. Für Einschnittstrecken wurde dabei ein Wasserdruckansatz zur vereinfachten Berücksichtigung der aus der Zuströmung zum Kanal auf die Spundwand einwirkenden Strömungskräfte angegeben, der die statische Bemessung der Uferspundwand mit üblichen Bemessungsprogrammen ermöglicht. In diesem Beitrag werden die Berechnungsergebnisse für Wasserdruckansätze, die auf vereinfachten Annahmen sowie auf einer numerischen Strömungsberechnung basieren, verglichen. Ziel der Untersuchungen ist die Beurteilung, ob der im BAWBrief empfohlene Wasserdruckansatz einerseits eine auf der sicheren Seite liegende und andererseits eine wirtschaftliche Bemessung der Uferspundwand ermöglicht.

Consideration of groundwater flow forces for the verification of sheet pile walls at canal banks
A major part of canals within the network of federal waterways in Germany is protected with sheet pile walls. Earth and water pressure have a crucial influence on their design. Instructions for water pressures at sheet pile walls at waterways can be found in E 106 in the Recommendations of the Committee for Waterfront Structures, Harbours and Waterways (EAU). Thereby a balanced canal and groundwater level without any relevant flow between canal and groundwater is presumed. However, the often practised direct transfer of these water pressure approaches on waterway cut and fill sections can lead to significant over or under sizing of the sheet pile walls. Hence, additional recommendations on water pressures for the design of sheet pile walls along waterways are provided in the BAWBrief 03/2015. For the purpose of simplifying the consideration of the seepage forces resulting from the groundwater flow on the sheet pile wall at waterway cut sections, the recommendations feature a water pressure approach that enables the design of the sheet pile wall with common design programmes. This paper contains a comparison of dimensioning results for water pressures on a sheet pile wall at a waterway cut section that are based on simplified assumptions as well as on a numerical flow calculation. The goal of this study is the assessment of water pressures recommended in the BAWBrief considering the facilitation of a conservative and economical dimensioning of the sheet pile wall.

Der Turm des Beyer-Baus der Technischen Universität Dresden, eine frühe Stahlbetonkonstruktion aus dem Jahr 1913, erhebt sich in exponierter Lage über den Dächern der umliegenden Bebauung am Südhang der Stadt. Im Turm tragen bemerkenswert dünne Stützen fünf unterschiedlich ausgebildete, kreisringförmige Plattformen, wobei die vertikalen Stützglieder teilweise in den Plattformen abgefangen werden, sodass ein stringent perpendikularer Lastabtrag nicht vorhanden ist. Gemessen an der im Laufe der vergangenen Jahrzehnte wechselvollen Gestalt der Fassadenumhüllung des Turms gerät bei dieser schlanken Konstruktion die Wirkweise und Wirksamkeit der Gebäudeaussteifung rasch in das Interesse des statisch-baukonstruktiv tätigen Ingenieurs. In den verschiedenen überlieferten Fassungen der Aussteifungssysteme gewährleisteten diverse eingefügte Mauerwerksscheiben die Turmaussteifung. Im Zuge der nunmehr anstehenden Sanierung besteht die gestalterische Absicht, dem Turm allansichtig eine transluzente Erscheinung zu geben, sodass die gegenwärtig vorhandenen Mauerwerksscheiben abgängig sind und durch eine geeignete Konstruktion kompensiert werden müssen. Die dazu erforderlichen Arbeiten im planenden Ingenieurbüro wurden von einer bemerkenswerten Diplomarbeit unterstützend vertieft, von deren Ergebnissen nachfolgend zu berichten ist.

The tower of the “Beyer-Bau” in Dresden - a slim reinforced concrete structure with a changeful history
The tower of the “Beyer-Bau” of the Dresden University of Technology represents an early construction utilizing reinforced concrete built in 1913. With its elevated location on the southern slope of the city, the tower rises above the roofs of the surrounding buildings. Within the tower five ring-shaped platforms are carried by remarkable thin stanchions. This is enabled by vertical supporting elements transferring partially the load to the platforms, eliminating a stringent perpendicular load transfer. Due to the frequent changes of the tower cladding over the past decades, combined with its slender construction, reveals the severe need for a better understanding of the work principle and the effectiveness of the buildings bracing. Based on the different surviving versions of the bracing systems the bracing of the tower was ensured by inserting various masonry discs. As part of the planned redevelopment, by design it is intended to give the tower a translucent appearance. This means, that the existing masonry discs have to be removed. The lack of the masonry discs needs to be sufficiently compensated by a suitable construction. The therefor necessary conceptual work was done in the responsible engineering office and extended, giving a more detailed insight, by a remarkable diploma thesis, which results will be presented below.

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In Abhängigkeit von Schwierigkeitsgrad (Honorarzone) und Bauwerksgrösse werden Aufwandswerte für statische Berechnung und Zeichenarbeit abgeleitet.

Ultra-Hochleistungs-Faserbetone (UHFB) eignen sich aufgrund ihrer hohen Festigkeiten, des hohen Verformungsvermögens und der geringen Permeabilität zur Verbesserung und Instandsetzung bestehender Betonbauten. Mit dünnen Schichten von bewehrtem UHFB, die auf bestehende Stahlbetonbauteile aufgetragen werden, können der Tragwiderstand und die Gebrauchstauglichkeit deutlich gesteigert werden. In einer umfangreichen Versuchsreihe wurden die Eigenschaften von mit zusätzlich zu den Fasern auch mit Stabstahl bewehrtem UHFB untersucht. Die Bewehrung des UHFB mit Stabstählen ist vorteilhaft, um den Verfestigungsbereich des UHFB zu erweitern, seinen Tragwiderstand zu erhöhen und die Streuung seiner mechanischen Eigenschaften zu reduzieren. Zur Bewehrung können hoch- oder niederfeste Stähle mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen zum Einsatz kommen. Abschließend werden zwei Anwendungen vorgestellt.

Structural Behaviour of Composite Elements Combining Reinforced Ultra-High Performance Fibre-Reinforced Concrete (UHPFRC) and Reinforced Concrete
Due to their high strengths, high deformability and low permeability Ultra-High Performance Fibre-Reinforced Concretes (UHPFRC) are suitable for the improvement and rehabilitation of existing concrete structures. Thin layers of reinforced UHPFRC that are applied to existing concrete members, increase both the load bearing capacity and the serviceability. By comprehensive experimental studies the behaviour of UHPFRC with additional bar reinforcement was investigated. The reinforcement of UHPFRC is advantageous in order to increase the strain hardening capacity of UHPFRC, its load bearing capacity and to reduce the scatter of its mechanical properties. Low or high strength steel grades with various surface characteristics can be used as reinforcement of UHPFRC. Finally two on site applications are presented.

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Durch die Verwendung von großen Stabdurchmessern und hohen Bewehrungsgraden können Stützen mit kleinen Querschnitten hergestellt werden. Diese Stützen besitzen beispielsweise bei der Errichtung von Hochhäusern ein großes ausführungstechnisches und wirtschaftliches Potenzial, da u. a. die Installation der technischen Gebäudeausrüstung vereinfacht und die vermietbare Nutzfläche maximiert werden kann. Der Einsatz solcher Stützen wird allerdings aufgrund fehlender Versuchserfahrungen und durch die vorhandenen normativen Regelungen begrenzt. Um die Herstellbarkeit, Tragfähigkeit und Robustheit solcher hochbewehrten Stützen zu untersuchen, wurden am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig experimentelle und numerische Untersuchungen an normalfesten Stahlbetonstützen mit großen Stabdurchmessern und hohen Bewehrungsgraden durchgeführt. Der vorliegende Beitrag beschreibt die durchgeführten Versuche und stellt die experimentellen und numerischen Ergebnisse vor.

Large bar diameters and high reinforcement ratios - Part 3: Columns
The use of large bar diameters and high reinforcement ratios can lead to columns with minimized cross-sections. These columns provide great technical and economic potential, e.g. in the construction of high-rise buildings, as the installation of technical building equipment can be simplified and the rentable effective area can be maximized. However, the use of such columns is limited due to a lack of experimental evidence and by existing standard regulations. In order to investigate the practical aspects of constructing, the load-bearing capacity and the robustness of such highly reinforced columns, experimental and numerical investigations on normal strength reinforced concrete columns with large bar diameters and high reinforcement ratios were conducted at the iBMB, Division of Concrete Construction of the TU Braunschweig. The present paper describes the tests and presents the experimental and numerical results.

Die Verwendung von Betonstählen mit großen Durchmessern > 32 mm kann bei Druckgliedern zu einer Vereinfachung in der Bewehrungsführung führen, weil sich die Anzahl der Bewehrungsstäbe deutlich verringert. Dadurch ergeben sich auch Vorteile beim Verlegeaufwand, beim Betonieren und Verdichten. Die in DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-1/NA enthaltenen Zusatzregelungen für 40 mm schränken die baupraktische Anwendung stark ein, da sie auf einer Übertragung der normativen Konstruktionsregeln für Stabbündel sowie auf der Übernahme der besonderen Konstruktionsregeln aus allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen beruhen und experimentell nicht vollständig abgesichert sind. Am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig, wurden experimentelle und theoretische Untersuchungen an normal- und hochfesten Betondruckgliedern mit Rechteckquerschnitt und Längsbewehrungsstäben 40 mm durchgeführt. Auf Basis der Untersuchungen konnten die Zusatzregeln reduziert und ein Beitrag für eine stärkere baupraktische Anwendung von großen Stabdurchmessern in Druckgliedern geliefert werden.

Checking of additional rules for 40 mm according to EC2 - Part 3: Columns
The use of reinforcing bars with large diameters > 32 mm can lead to a simplification in the configuration of the reinforcement due to a significant reduction of the number of reinforcement bars. That leads also to advantages in reinforcing works, concreting and compaction. DIN EN 1992-1-1 in conjunction with DIN EN 1992-1-1/NA contains additional requirements for large diameter bars, which limit the use of these bars and are based on the transfer of design rules of bundled bars as well as on the adoption of specific design rules from “allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen” and are not completely assured by experiments. Therefore, experimental and theoretical studies on normal and high strength concrete compression members with rectangular cross-section and longitudinal rebars 40 mm were conducted at the iBMB, Division of Concrete Construction of the TU Braunschweig. Based on the studies, the additional requirements could be reduced and a contribution for a stronger practical construction application of large diameters in compression members could be provided.