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Inhalt: Bautechnik 10/2017Bautechnik10/2017Inhalt

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Wiggenhauser, HerbertBauwerksdiagnostik - Indikatoren für die ZukunftBautechnik10/2017675Editorials

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Niederleithinger, Ernst; Katzenbach, Rolf; Klingmüller, Oswald; Hillmann, Stephan; Willmes, MichaelREFUND: Untersuchung von Bestandsgründungen für eine Entscheidung zur WiedernutzungBautechnik10/2017676-681Aufsätze

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Vor einer geplanten Weiter- oder Wiedernutzung von Bestandsgründungen stellt sich die Frage nach deren Lage, Geometrie und Zustand im Untergrund. Hierfür gibt es verschiedene Prüfverfahren. Die Abläufe bei Planung und Prüfung sind jedoch bisher nicht standardisiert und die Möglichkeiten bzw. Grenzen der Prüfverfahren den Planern wenig bekannt. Im Forschungsprojekt REFUND (2014-2016) wurden unter Berücksichtigung der aktuellen Normen und des Stands der Technik Ablaufdiagramme für die Planung der Wiedernutzung sowie die Untersuchung des Bestands entwickelt. Dies geschah getrennt für Einzel- und Streifenfundamente, Platten und Pfähle. An zwei Praxisbeispielen wurden die Abläufe getestet und optimiert. Die Ergebnisse wurden in einem Handbuch zusammengefasst. Es soll Planer und andere Verantwortliche bei der wirtschaftlich und technisch optimierten Durchführung von Wiedernutzungsprojekten unterstützen.

REFUND: Investigation of existing foundations and decision making before re-use
Before re-using existing foundations they have to be investigated for position, geometry and condition in the subsurface. The procedures and protocols haven't been standardized yet. Capabilities and limitations of appropriate testing methods are not known to all stakeholders. In the frame of the research project REFUND (2014-2016) we have developed decision trees for the planning and the investigation process, separately for single and strip foundations, slabs and piles. The protocols were tested in line with two actual projects. The results have been compiled in a handbook, which will support planners and other participants in a technical and economical optimized way to perform re-use of foundations.

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Wiggenhauser, Herbert; Niederleithinger, Ernst; Milmann, BorisZerstörungsfreie Ultraschallprüfung dicker und hochbewehrter BetonbauteileBautechnik10/2017682-688Aufsätze

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Ein Ultraschallsystem mit großer Apertur, genannt LAUS - Large Aperture UltraSound, wird vorgestellt und die technischen Eigenschaften erläutert. Es besteht aus zwölf Prüfköpfen, die beliebig auf Betonoberflächen mit Unterdruck befestigt und jeweils als Sender oder Empfänger genutzt werden. Alle möglichen Kombinationen ergeben 132 Einzelmessungen, die zur Rekonstruktion des durchschallten Volumens genutzt werden. Das System wurde an zwei Bauwerken erfolgreich erprobt. Die Dicke einer sehr stark bewehrten Fundamentplatte eines Fallturms wurde bestimmt. Die Messungen erfolgten in einem Raster auf einer Fläche von 2,0 × 1,8 m2 und die Rückseite konnte eindeutig abgebildet werden. Weitere Anzeigen aus dem Inneren der Platte zeigen das Potenzial des Systems. An einem Brückenbauwerk wurden indirekt Verdichtungsmängel lokalisiert. Dazu wurden mit dem LAUS-System die im Brückenträger verlaufenden Spannkanäle durch fast 2 m Beton abgebildet.

Nondestructive testing of thick and highly reinforced concrete structures with ultrasound
An ultrasound system with a large aperture, called LAUS - Large Aperture UltraSound, is presented and the technical characteristics are explained. It consists of twelve sensor units which can be attached independently on concrete surfaces with vacuum and which are used as transmitters or receivers respectively. All possible combinations result in 132 individual measurements which are used to reconstruct the insonificated volume. The system has been successfully tested on two structures. The thickness of a very heavily reinforced foundation slab of a drop tower was determined. The measurements were carried out in a grid on a surface of 2.0 × 1.8 m2 and the back side could be clearly imaged. Further indications from inside the foundation show the potential of the system. Voids in concrete were indirectly located in a bridge structure. For this purpose, the LAUS system was used to image the tendon ducts running in the bridge beam through almost 2 m of concrete.

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Schuler, Frank; Breit, Wolfgang; Schnell, Jürgen; Schladitz, KatjaComputertomografie - den Fasern auf der Spur - Untersuchungen zum Faktor zur Berücksichtigung der Faserorientierung nach DAfStb-Richtlinie "Stahlfaserbeton" am Beispiel von TunneltübbingsBautechnik10/2017689-694Aufsätze

Kurzfassung

Die bildanalytische Auswertung von 3-D-Computertomografieaufnahmen ermöglicht es, die Orientierung, Verteilung und Menge von Fasern in einem zu untersuchenden Betonkörper zu bestimmen.
Der folgende Bericht befasst sich mit der praktischen Anwendung dieses neuartigen Verfahrens zur Lösung typischer Fragestellungen des Bauingenieurwesens.
Die Analyse von aus Tunneltübbings entnommenen Bohrkernen zur Untersuchung des Einflusses der Herstellart auf die Orientierung und räumliche Verteilung der Fasern zeigt beispielhaft die Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens. Der Fokus der durchgeführten Arbeiten lag hierbei auf der Festlegung des anzusetzenden Faktors zur Berücksichtigung der Faserorientierung nach DAfStb-Richtlinie “Stahlfaserbeton”.

Computed tomography - tracking the fibres
An analytical method based on the image analysis of 3D-computed tomography makes it possible to determine orientation, distribution and quantity of fibers within the concrete specimen, which has to be examined. The following review focus on the practical application of this new method to answer typical questions within construction engineering.
The analysis of drill cores extracted from tunnel segments to examine the influence of production method on the orientation of fibers and their spatial distribution is only one example for the applicability of this method. In this case, the focus of the accomplished work was on the determination of the factor to consider the fiber orientation according to the DAfStb-guideline “Stahlfaserbeton” (steelfibre reinforced concrete).

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Wang, Dawei; Liu, Pengfei; Otto, Frédéric; Oeser, Markus; Balck, HenningZerstörungsfreie Bewertung der strukturellen Substanz der Asphaltbefestigung mit GeofonenBautechnik10/2017697-709Aufsätze

Kurzfassung

Die aktuell in Deutschland genutzten Verfahren zur Beurteilung der Substanz basieren vorwiegend auf der Analyse des Zustands der Oberfläche. Die Zielsetzung des vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur beauftragten Forschungsprojekts “In-Motion” aus dem nationalen Innovationsprogramm Straße bestand darin, mithilfe verschiedener zerstörungsfreier Verfahren die strukturelle Substanz von Asphaltbefestigungen zu erfassen und zu bewerten. Dieser Ansatz wurde auf der Modellstraße der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) validiert; auf dem Versuchsfeld der Modellstraße wurden zyklische Belastungen mit dem sog. Mobile Load Simulator (MLS10) zur Simulation von Strukturschädigungen in der Fahrbahn aufgebracht.
Durch eine systematische Analyse von Deflektionsmessungen bei bewegter Belastung wurden Rückschlüsse auf das Tragverhalten der Asphaltbefestigungen gezogen. Dabei wurden aus den gemessenen Deflektionen physikalisch begründete Struktur- und Materialparameter rechnerisch abgeleitet. Die Rückrechnung erfolgte mithilfe der Methode der finiten Elemente, wobei insbesondere auf eine realitätsnahe Abbildung des jeweiligen Belastungszustands durch bewegte Lasten geachtet wurde. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurde ein eigenständiges Modul erarbeitet, welches als Grundlage für eine konzeptionelle Erweiterung bestehender Pavement-Managementsysteme hin zu einer realistischeren Berücksichtigung der Substanzwerte von flexiblen Befestigungen dienen kann.

Non-destructive evaluation of the structural state of asphalt pavements with geophones
Currently in Germany, methods used to assess the state of pavement bearing capacity rely solely on observations made at the surface. However, the bearing capacity of the pavements is influenced by the pavement structure and material properties, which means the current assessment is not comprehensive. The objective of this research project “In-Motion”, which is from the national road innovation program commissioned by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure, is to determine and evaluate the structural state of asphalt pavements by means of different kinds of non-invasive and non-destructive methods. The approach was validated on the full scale pavement test facilities at the German Federal Highway Research Institute (BASt); on the test section, cyclic loads were applied by the Mobile Load Simulator (MLS10) to simulate structural damage processes of asphalt pavements.
A systematic analysis of deflection measurements conducted with a moving load was used to draw conclusions about the bearing capacity of the asphalt pavement. The measured deflections were used to derive mechanically accurate structural material parameters. The back-calculation was carried out with the aid of the finite element method, whereby a realistic depiction of the respective load condition by moving loads was considered. The obtained results were used to develop an independent module which may serve as a conceptual enhancement for existing Pavement-Management-Systems due to a more realistic inclusion of in-situ characteristics of flexible pavements.

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Rodenhausen, Moritz; Obradovic, DraganStrukturdämpfung von Hybrid-Türmen für WindenergieanlagenBautechnik10/2017710-716Aufsätze

Kurzfassung

Windenergieanlagen werden in Deutschland mit immer größeren Türmen installiert. Die Anforderungen an die strukturelle Auslegung werden ebenfalls immer größer - insbesondere weil wirtschaftliche Aspekte im Fokus stehen. Da Windenergieanlagen zunehmend mit variabler Drehzahl betrieben werden, besteht bei der Auslegung der Türme ein großes Interesse, Lasterhöhungen durch Resonanzen zu vermeiden. Dieser Artikel erörtert den Einfluss der strukturellen Dämpfung auf die mechanischen Lasten von Hybrid-Türmen. Ein Vorschlag für eine vereinfachte Methode zur Berechnung der strukturellen Dämpfung von Hybrid-Türmen wird gemacht, welche durch verschiedene Messmethoden validiert wurde.

Damping of wind turbines
The hub heights of wind turbines in Germany have significantly increased over the years. The requirements for these towers are also increasing - especially due to the high focus on costs. Since turbines are increasingly installed with variable rotor speeds, there is a high incentive to avoid potential resonance issues. This article investigates the influence of the structural damping on the mechanical loads on high hybrid-towers. A new method to estimate the structural damping is proposed, which has been validated by means of a full-scale measurement campaign.

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Boller, Christian; Fox, Christian; Starke, Peter; Wu, Haoran; Doktor, Markus; Kurz, WolfgangZustandserfassung von Stahlbauwerken mithilfe akustischer und elektromagnetischer Verfahren der ZfPBautechnik10/2017717-725Aufsätze

Kurzfassung

In dem Beitrag wird dargestellt, wie man mit Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) Baustähle hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften wie auch ihres Schädigungsgrads im anrissfreien Stadium charakterisieren kann. Bei den angewandten ZfP-Verfahren handelt es sich um den Ultraschall und die Elektromagnetik. Mit der Elektromagnetik lassen sich Baustähle hinsichtlich ihrer Festigkeitsklassen unterscheiden, während mit Ultraschall mechanische Spannungen ermittelt werden, die wiederum als Basis für die Rückrechnung von Schnittgrößen herangezogen werden können. Das vorgestellte Verfahren SteBLife ermöglicht mit nur einer einzigen Werkstoffprobe die Ermittlung einer kompletten Werkstoffwöhlerlinie und unter Anwendung der ZfP-Verfahren sogar den kompletten nichtlinearen Schadensakkumulationsprozess. Statistische Verfahren runden den Prozess der Evaluierung ab. Die vorgestellten Verfahren bilden die Basis für einen Paradigmensprung im Management alternder Stahlinfrastruktur.

Health monitoring of steel structures based on acoustic and electromagnetic methods of NDT
This article describes on how to determine mechanical properties of structural steels as well as their damage condition in a pre-cracked stage using non-destructive testing (NDT) techniques. The NDT techniques considered include ultrasonics and electromagnetism. Electromagnetism allows structural steels to be differentiated regarding their yield strength while ultrasonics allows stresses to be determined which can then be taken as a basis to get acting forces determined. The SteBLife procedure being presented allows a complete S-N curve to be determined with a single specimen only and when considering NDT techniques even the complete non-linear damage accumulation process can be described. Statistical procedures do complement the evaluation process. The procedures presented do build a basis for a paradigm change in the management of ageing steel infrastructure.

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Gunreben, Yvonne-ChristinePlanungsgrundsätze von Ingenieurbauten - Einführung der RE-INGBautechnik10/2017726-729Berichte

Kurzfassung

Mit der Neuordnung des Regelwerks im Jahr 2003 des Brücken- und Ingenieurbaus war es das erklärte Ziel, die Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau (ARS) im Entwurfsbereich des Brücken-, Tunnel- und Ingenieurbaus des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) in ein kompaktes Regelwerk zu überführen - die Richtlinien für den Entwurf, die konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauten (kurz: RE-ING).
Die RE-ING gelten für Planung, Entwurf, konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauwerken in der Baulast des Bundes.
Sie bündeln zum einen die Entwurfs- und Konstruktionsanforderungen für Ingenieurbauwerke der Bundesfernstraßen, die bisher in verschiedenen Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau veröffentlicht wurden, und bilden zum anderen ein umfassendes Werk für die Planung, den Entwurf, die konstruktive Durchbildung sowie die Ausstattung von Ingenieurbauwerken. Hierzu zählen auch Verstärkungsmaßnahmen an bestehenden Bauwerken.
In einem ersten Schritt wurden Verwaltungsanweisungen, Gestaltung sowie umfassende konstruktive Grundsätze, die Durchbildung sowie Ausstattungsmerkmale inklusive der Verfahrensweise bei der Planung von integralen Brücken eingeführt.

Planning principles for engineering structures - introduction of the RE-ING
When the set of regulations on bridge construction and civil engineering was reorganized in 2003, it was the stated aim to merge the Road Construction General Circulars (ARS) published by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure (BMVI) on the design of bridges, tunnels as well as engineering structures into a compact set of regulations, i. e. the RE-ING (Guidelines for the design, constructive design and equipment of engineering structures).
The RE-ING apply to the planning, design, constructive design and equipment of engineering structures for which the Federal Government is responsible.
On the one hand, they pool the design and structural design requirements for engineering structures along federal trunk roads that have been published in the different Road Construction General Circulars so far; on the other hand, they form a comprehensive work for the planning, design, constructive detailing as well as the equipment of engineering structures. Among these are also measures to reinforce existing structures.
As a first step, administrative instructions, layout and comprehensive construction principles, detailing as well as equipment characteristics, including procedures for planning integral bridges, were introduced.

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Moryson, Ralf; Herrmann, Hans-GeorgBetoScan 2.0 - Werkzeug für die proaktive LebenszyklusbetrachtungBautechnik10/2017730-735Berichte

Kurzfassung

Zunehmendes Verkehrsaufkommen, höhere Gesamtgewichte und klimatische Veränderungen haben in den letzten Jahrzehnten den Alterungsprozess der Infrastruktur verstärkt. Der daraus resultierende Anstieg der Erhaltungskosten erfordert einen optimierten Einsatz der Erhaltungsmittel der Betreiber. Basis des Erhaltungsmanagements ist ein umfassendes Wissen über den Zustand der Bauwerke. Die aktuellen Richtlinien (z. B. DIN 1076, RI-EBW-PRÜF) definieren Prüfintervalle, die üblicherweise mehrere Jahre umfassen; wobei viele Methoden der Zustandserfassung auf einer handnahen Prüfung beruhen. Ergebnisse der Zustandsbewertung werden in Kennzahlen zusammengefasst, die einen objektiven Vergleich gestatten. Die daraus ableitbare Priorisierung unterstützt die reaktive Substanzerhaltung bei der Optimierung der Ressourcen. Schädigungsprozesse können damit aber über große Zeiträume ihr destruktives Potenzial zur Entfaltung bringen. Besonders bei großen Bauwerken zieht dies einen höheren Aufwand für Prüfung und Instandhaltung nach sich. Automatisierte, multimodale Zustandserfassungssysteme, wie der hier vorgestellte BetoScan, unterstützen daher gleichermaßen Bauwerksprüfer wie Betreiber. Durch einen schnelleren Prüfprozess, höhere Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sowie eine größere Informationsbasis unterstützt BetoScan eine optimale Diagnose und fördert damit Konzepte einer proaktiven Substanzerhaltung mit dem Ziel, Schädigungsprozesse frühzeitig zu erkennen und zu beseitigen.

BetoScan 2.0 - tool for proactive lifecycle assessment
Infrastructure structures are subject to particular stress loads and a continuous aging process. Increasing traffic volumes, higher overall weights and climatic changes have intensified these stress levels over the last decades. The resulting increase of the maintenance costs requires an optimized use of resources by public authorities. The basis of each maintenance management is comprehensive information on the condition of the structures, which is recorded, evaluated and documented according to recognized standards (e. g. DIN 1076, RI-EBW-PRÜF). The current guidelines define multi-year test intervals with many methods of condition monitoring based on hand-held inspection. However, damage processes can have an effect over a long period of time with an increased expenditure of personnel and technical effort for testing and maintenance. These results are usually summarized in key figures, which stand for a specific structure and allow an objective comparison. New automated multimodal condition monitoring systems, e. g. BetoScan-System, equally support building inspectors, such as operators. They enable flexible damage diagnostics through a faster test process, higher reproducibility of the results and a greater amount of information. Thus, BetoScan can support concepts of proactive substance conservation with the goal of early detection and elimination of damage processes.

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Bautechnik aktuell 10/2017Bautechnik10/2017737-740Bautechnik aktuell

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Persönliches
: Georg Lochner verstorben

Nachrichten: Brandschutz des Jahres 2018 ausgelobt
Nachfrage nach Ingenieuren steigt immer weiter
Unterschwellenvergabeordnung

Firmen und Verbände: Keine Duldung für Luft-Lecks
DBV-Arbeitstagungen
2. DAfStb/DBV-Fachkolloquium

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik10/2017741-742Veranstaltungskalender

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Inhalt: Bautechnik 9/2017Bautechnik9/2017Inhalt

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Lesny, KerstinWerbung für unseren Beruf - brauchen wir das?Bautechnik9/2017603Editorials

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Carow, Christian; Rackwitz, Frank; Savidis, StavrosÜber ein elastoplastisches Stoffgesetz für zyklisch beanspruchten SandBautechnik9/2017604-612Aufsätze

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Die numerische Simulation aktueller Problemstellungen in der Geotechnik erfordert Stoffgesetze, die das Spannungs-Dehnungsverhalten von Sand realitätsnah beschreiben. In Bezug auf monotone Lasten sind mit bestehenden Modellierungsansätzen bereits sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Das Materialverhalten bei zyklischer Beanspruchung ist jedoch außerordentlich komplex. Selbst die derzeit leistungsfähigsten Stoffgesetze können nur einzelne Aspekte abbilden. Daher ist weitere Forschungsarbeit dringend erforderlich.
Vor diesem Hintergrund stellt der Beitrag ein Stoffgesetz für Sand vor, das auf der Grenzflächenplastizität sowie dem Konzept kritischer Zustände basiert. Es kann das Verhalten des Bodens für komplexe zyklische Belastungspfade über eine breite Spanne von Dichte- und Spannungszuständen mit einem einzigen Parametersatz abbilden. Die Funktionsweise des Stoffgesetzes wird im Beitrag konzeptionell dargestellt. Die Ergebnisse der numerischen Simulation zyklischer undränierter Triaxialversuche werden den Ergebnissen entsprechender Laborversuche gegenübergestellt. Der Vergleich liefert eine gute Übereinstimmung. Die Eignung des Stoffgesetzes für den Einsatz in komplexen numerischen Simulationen wird anhand eines Berechnungsbeispiels gezeigt. Hierfür wurde ein Staudamm gewählt, der durch einen Erdbebenzeitverlauf an der Basis angeregt wird. Abschließend werden im Beitrag Ansätze zur Weiterentwicklung des Stoffgesetzes aufgezeigt.

Modeling the behavior of cyclically loaded sands by means of a bounding surface plasticity model
Thanks to contemporary information processing technology it is possible to numerically solve complicated geotechnical boundary value problems that involve cyclic loading. In order to obtain reliable and realistic simulation results one has to utilize an efficient and powerful constitutive model for the soil. Vast amounts of such models have been developed during the past five decades. Nevertheless, a sufficiently comprehensive model is still missing, especially with regard to sands.
This article aims at presenting a model for sands which currently seems to be one of the most promising. The model is based on the principles of bounding surface plasticity and critical state soil mechanics. With a single set of material constants, the model is able to reproduce the stress strain behavior of sands over a broad range of stresses and densities for monotonic as well as for cyclic loading paths. The article depicts the modeling approach in detail. The capabilities of the model are illustrated by simulating cyclic laboratory tests and the response of a reservoir dam to earthquake loading. After that the models shortcomings are analyzed and further developments are being discussed.

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Schmüdderich, Christoph; Gußmann, Peter; König, Diethard; Schanz, TomVergleichende Untersuchungen zum räumlichen Erdwiderstand mit der Kinematischen-Elemente-MethodeBautechnik9/2017613-623Aufsätze

Kurzfassung

Die Bestimmung des Erdwiderstands gehört zu den grundlegenden Aufgaben in der Geotechnik und ist allgemein als ein Traglastproblem zu behandeln. Mithilfe der Kinematischen-Elemente-Methode (KEM), welche eine geeignete Methode darstellt, um Tragfähigkeiten und Standsicherheiten im Grenzzustand zu berechnen, wird im vorliegenden Beitrag das Problem des räumlichen Erdwiderstands untersucht und eine umfangreiche Parameterstudie durchgeführt. Aus den Ergebnissen werden für variable Reibungswinkel, Wandreibungswinkel sowie Seitenverhältnisse die räumlichen Erdwiderstandsbeiwerte für den Anteil aus Bodeneigengewicht abgeleitet und in Form von Tabellen und Diagrammen präsentiert. Es zeigt sich, dass auch im räumlichen Fall durch Verfeinerung existierender KEM-Mechanismen Bruchzustände genauer abgebildet und geringere Erdwiderstandsbeiwerte bestimmt werden können. Der Vergleich mit kinematischen Ansätzen aus der Literatur sowie der deutschen Norm ergibt, dass mit der KEM gute Abschätzungen des räumlichen Erdwiderstands möglich sind.

Comparative investigations on spatial passive earth pressure by the kinematic element method
The determination of earth pressures belongs to the fundamental tasks in geotechnical engineering and is generally treated as a load capacity problem. Using the Kinematic Element Method (KEM), which is an appropriate method for the prediction of limit states, the spatial passive earth pressure is examined. From the results the earth pressure coefficients are determined for variable friction angles, wall friction angles as well as wall geometries. These coefficients are presented in tables and diagrams. Comparing the KEM results to other kinematic approaches as well as the German standard, it turns out that good estimation of the spatial passive earth pressure is possible already with simple mechanisms. Further refinement may additionally improve the quality of the results.

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Richwien, WernerDer Sachverständige für Geotechnik - Fachliche Voraussetzungen und Aufgaben bei Planung und BauausführungBautechnik9/2017624-629Berichte

Kurzfassung

Seit Einführung der aktuellen geotechnischen Normung gibt es den “Sachverständigen für Geotechnik”. Baugrunderkundung und Gründungsberatung werden seither nicht mehr als Ingenieurleistungen für Bodenmechanik oder Felsmechanik, Erd- und Grundbau oder Fels- und Tunnelbau bezeichnet, sondern als Leistungen der “Geotechnik”. Diese Änderung der Bezeichnung löste eine äußerst kontrovers geführte Debatte aus. Es ging darum, ob der Sachverständige für Geotechnik notwendigerweise ein Bauingenieur mit dem Schwerpunkt in Ausbildung und Erfahrungen in den Disziplinen Grundbau und Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau sein muss, oder ob auch Geowissenschaftler, also insbesondere Geologen und Ingenieurgeologen, Baugrunderkundungen und Gründungsberatungen anbieten dürfen.
So wichtig diese Frage ist, hat die Debatte um die fachliche Qualifikation des Sachverständigen für Geotechnik eine ganz andere grundsätzliche Schwäche der neuen Regelungen aus dem Blick geraten lassen. Nach EC 7 ist nämlich vor Einschaltung des Sachverständigen für Geotechnik über die Einordnung in eine der geotechnischen Kategorien und damit darüber, ob überhaupt ein Sachverständiger für Geotechnik benötigt wird, zu entscheiden. Das macht dann der Objektplaner!
In der Konsequenz wurden dann 2009 die verbindlichen Planungsleistungen der Bodenmechanik und des Erd- und Grundbaus der alten HOAI zu unverbindlichen Beratungsleistungen der Geotechnik herabgestuft.
Im Ergebnis muss man heute feststellen, dass hinsichtlich der Einschaltung eines Sachverständigen für Geotechnik und seiner fachlichen Qualifikation eine sehr große Verunsicherung herrscht. Es kommt immer wieder vor, dass ein Sachverständiger für Geotechnik überhaupt nicht oder erst eingeschaltet wird, wenn etwas schiefgegangen ist. Und oft genug werden auch Büros und Personen mit der Aufgabe des Sachverständigen für Geotechnik betraut, die weder die erforderliche Sachkunde noch Erfahrung für die wichtigen Planungsleistungen der Gründungsberatung mitbringen.
Ich erlaube mir mit meinem Beitrag auf diese Fehlentwicklung hinzuweisen. Dazu werde ich zunächst in Erinnerung rufen, was Geotechnik ist und welche Aufgaben im Zusammenhang mit einer soliden Gründungsberatung zu erledigen sind. Daraus folgen zwangsläufig die Anforderungen an Ausbildung, Sachkunde und Erfahrung des Sachverständigen für Geotechnik. Und wie es sich für Ingenieure ziemt, rege ich abschließend Maßnahmen an, die nach meiner Meinung dringend geboten sind, um der Fehlentwicklung der letzten Jahre entgegenzuwirken.

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Vollmert, Lars; Klompmaker, Jörg; Pauls, WaldemarGeokunststoffbewehrte Brückenwiderlager - Entwicklung der Bautechnik im europäischen UmfeldBautechnik9/2017630-638Berichte

Kurzfassung

Geokunststoffbewehrte Erdbauwerke (KBE) haben durch entsprechende Langzeiterfahrung mit den verwendeten Bauprodukten und den ausgeführten Konstruktionen einen hohen Reifegrad erreicht. Über die reine Nutzung als Steilböschung und Stützkonstruktion hinausgehend, werden sie im europäischen Umfeld zunehmend als Brückenwiderlager eingesetzt. Der geokunststoffbewehrte Erdkörper stellt dann das Widerlager selbst dar, auf dem ein Betonfundament als Träger der Brückenlager aufgesetzt wird. Die Konstruktionsweise stellt damit eine Mischung aus geotechnischen Verfahren und konstruktivem Ingenieurbau dar.
Infolge der Komplexität der aufgehenden geotechnischen Konstruktion im Zusammenspiel mit den hohen, lokal konzentrierten Flächenlasten ergeben sich besondere Anforderungen an die Bemessung, die Prognose von Verformungen und die Robustheit der Konstruktion. Vor diesem Hintergrund gewinnen Ergebnisse aus großmaßstäblichen Versuchen, insbesondere zum Verformungsverhalten der Gesamtkonstruktion unter Berücksichtigung des Bauverfahrens, sowie Erfahrungen und Beispiele aus der Praxis besondere Bedeutung.

Geosynthetic reinforced bridge abutments - development of construction methods in Europe
Geosynthetic-reinforced soil structures are highly sophisticated due to long-term experience with the construction process, products used and the serviceability of constructions. Beyond the use as steep slope and retaining structure, they are increasingly used as bridge abutments in Europe. The geosynthetic-reinforced soil structure serves as abutment itself on which a concrete foundation is placed as carrier of the bridge abutment. The construction method shows a mixture of geotechnical procedures and structural engineering.
As a result of the complexity of the geotechnical construction in conjunction with the high, locally concentrated loads, special demands on design, deformation forecast and robustness of the construction arise. Against this background, results from large-scale tests, in particular on the deformation behaviour of the overall construction, taking into account the construction method as well as experiences and examples from practice, gain special importance.

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Kissel, Wolfgang; Toker, Engin; Reul, OliverGeotechnische Aspekte beim Bau der Großforschungsanlage FAIRBautechnik9/2017639-648Berichte

Kurzfassung

In Darmstadt entsteht derzeit mit dem neuen Teilchenbeschleuniger FAIR eine der weltweit größten Forschungsanlagen. Herzstück von FAIR ist ein großer, unterirdischer Ringbeschleuniger von 1,1 km Länge, an den sich 24 Gebäude und Tunnelabschnitte anschließen, die Raum bieten für 3,5 km Strahlführung, für Experimentier- und Speicherringe sowie für riesige Teilchendetektoren. Wegen der Anforderungen des Strahlenschutzes sind die Wände und Decken der Bauwerke, deren Gründungssohle sich z. T. bis 21 m unter der Geländeoberfläche befindet, bis zu 8 m dick.
Um die In-situ-Verformungseigenschaften des Baugrunds, i. W. kompressible Ablagerungen des Pliozän und Miozän, besser einschätzen zu können, wurde eine Probeschüttung aufgebracht sowie Pfahlprobebelastungen und Ankerzugversuche durchgeführt. Auf Grundlage dieser Untersuchungen sowie von 3D-Finite-Elemente-Berechnungen wurden als Gründungen für die setzungsempfindlichen Bauwerke Kombinierte Pfahl-Plattengründungen gewählt, mit denen die Setzungen und die Winkelverdrehungen auf ein verträgliches Maß reduziert werden. In der ersten Bauphase wurden bereits ca. 1 350 Gründungspfähle mit einer Gesamtbohrlänge (inkl. Leerbohrungen) von rd. 60 000 m und max. Bohrlängen von bis zu 62 m hergestellt.
Im Rahmen dieses Beitrags werden die Ergebnisse der Probebelastungen präsentiert sowie geotechnische Aspekte bei der Planung der tiefen Baugruben und der Gründung im Hinblick auf die außergewöhnlichen Projektrandbedingungen diskutiert.

Geotechnical aspects in the construction of the major research facility FAIR
With the new particle accelerator FAIR one of the world's largest research facilities is currently designed and build in Darmstadt. The centerpiece of FAIR is a large underground ring accelerator with a length of 1.1 km, connected to 24 buildings and tunnel sections that provide space for 3.5 km of beam guidance, for experimental and storage rings, as well as for giant particle detectors. Because of the requirements of radiation protection, the walls and ceilings of the buildings, some of them with foundation levels 21 m below ground level, are up to 8 m thick.
In order to evaluate the in-situ stiffness of the soil layers (mainly compressible soils of the Pliocene and Miocene) a test embankment was applied and pile load tests as well as anchor pull-out tests have been carried out. Based on these investigations and 3D finite element analyses, it was decided to found the structures extremely sensitive to deformations on piled rafts, which allow for a reduction of settlements, differential settlements and rotations to a tolerable level. In a first construction phase, approximately 1,350 foundation piles with a total drilling length of approximately 60,000 m (including empty bores) and maximum drill lengths of up to 62 m have already been installed.
Within the scope of this paper, the results of the load tests are presented as well as geotechnical aspects in the design of the deep excavations and the foundation with regard to the exceptional project boundary conditions.

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Erdbebensichere GebäudeBautechnik9/2017648Firmen und Verbände

Kurzfassung

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Schuppener, Bernd; Richter, Thomas; Ziegler, Martin; Tafur, Elias; Vogt, NorbertDie Überarbeitung des Eurocode 7 "Geotechnik" hat begonnen - Vorarbeiten, Mandat und erste DiskussionenBautechnik9/2017649-655Berichte

Kurzfassung

Der Aufsatz berichtet über europäische und deutsche Vorarbeiten für die Neufassung des Eurocode 7 “Geotechnik” (EN 1997). Eine besondere Rolle nahm dabei die Initiative PraxisRegelnBau (PRB) mit der Projektgruppe Geotechnik (PG6) ein, die gleichzeitig auch Arbeitskreis der beiden Arbeitsausschüsse des DIN ist, die für die beiden Teile der EN 1997 als Spiegelausschüsse zuständig sind. Schwerpunkte ihrer Arbeit waren die Straffung des Normentexts zur Verbesserung der Nutzerfreundlichkeit und die Vorbereitung der Diskussion über die Aufnahme von geotechnischen Berechnungsmodellen in informative Anhänge der zukünftigen EN 1997. Die EN 1997 “Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik” wird aus drei Teilen bestehen: Teil 1 “Allgemeine Regeln” (EN 1997-1), Teil 2 “Baugrunduntersuchungen” (EN 1997-2) und Teil 3 “Geotechnische Bauwerke” (EN 1997-3). In halbjährlichen Sitzungen des SC7 wurden Konzepte für inhaltliche Änderungen der EN 1997 diskutiert und im April 2017 wurde der erste Entwurf für den ersten Teil “Allgemeine Regeln” vorgelegt. Eine wesentliche Neuerung betrifft die EN 1997-2 “Baugrunduntersuchungen”, bei der in Zukunft nicht mehr die Versuche, sondern die Bodenkennwerte für die Bemessung im Vordergrund stehen werden. Für erhebliche Diskussion sorgte zuletzt der Vorschlag, die schon in der bestehenden EN 1990 im informativen Anhang B enthaltenen Klassifizierungen in den Kerntext der EN 1997-1 zu übernehmen und durch eine Reihe weiterer geotechnischer Klassifizierungen zu ergänzen. Diese Klassifizierungen sollten mit Zu- und Abschlägen bei den Teilsicherheitsbeiwerten gekoppelt werden. Dies wurde in der letzten Sitzung des SC7 von vielen abgelehnt. Man einigte sich dann darauf, das System der Klassifizierungen in einen informativen Anhang zu übernehmen.

The revision of Eurocode 7 “Geotechnical design” begins - preparatory works, mandate and first discussions
The article describes European and German preparatory work for the new Eurocode 7 (EN 1997). A leading role had the German initiative PraxisRegelnBau (PRB) and its Project Group Geotechnics (PG6), which simultaneously acted as a working group of the German mirror committees of DIN responsible for the two parts of EN 1997. Streamlining the text of both parts to enhance their ease of use and the preparation of proposals for geotechnical calculation models for informative annexes in EN 1997 had highest priority. The new EN 1997 “Geotechnical design” will consist of three parts: Part 1 “General rules” (EN 1997-1), Part 2 “Ground investigation” (EN 1997-2) and Part 3 “Geotechnical constructions ” (EN 1997-3). In meetings of SC7 in 2015 and 2016 concepts for changes and amendments of the future EN 1997 were discussed and in April 2017 a first draft of part 1 “General rules” was presented. An important change is planned for Part 2 “Ground investigation", the contents of which will be focused on geotechnical parameter for design instead of field and laboratory tests. A heated discussion came up by the proposal in the draft on EN 1997-1 to adopt the classification system of the informative Annex B of EN 1990 and further geotechnical classifications in the core text of EN 1997-1. These classifications should partly be coupled with a reduction and/or an increase in the partial factors of safety. Many delegates did not approve of this and a compromise was found by moving the classification system into an informative annex.

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Derksen, Jan; Ziegler, Martin; Detert, Oliver; Hangen, HartmutGrundbruchversagen bei geogitterbewehrten StützkonstruktionenBautechnik9/2017656-660Berichte

Kurzfassung

Die Bemessung von Stützbauwerken beinhaltet nach EC 7 und DIN 1054 den Nachweis der Grundbruchsicherheit in Anlehnung an DIN 4017. Der für starre Fundamente entwickelte Ansatz zur Ermittlung des Grundbruchwiderstands wurde auf geogitterbewehrte Stützkonstruktionen übertragen. Vorgaben für die Nachweisführung finden sich in der EBGEO und anderen internationalen Regelwerken. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften flexibler und starrer Konstruktionen wird das tatsächliche Grundbruchversagen von geogitterbewehrten Stützkonstruktionen in physikalischen Modellversuchen am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen der RWTH Aachen untersucht.
Die Untersuchungen werden an geogitterbewehrten Modellwänden durchgeführt und einem Referenzversuch mit starrer Stützkonstruktion gegenübergestellt. Eine gleichförmige Belastung wird auf die Modellkonstruktion übertragen, die bis zum Versagen gesteigert wird. Während des Versuchsablaufs wird die Bodenverformung mittels Digital Image Correlation (DIC) aufgenommen und die Bruchkinematik durch Auswertung der Scherfugen qualitativ analysiert.
Die physikalischen Modellversuche zeigen eine Abhängigkeit des maßgebenden Versagensmechanismus von der Konstruktionsweise der Stützmauer. Während unterhalb der flexiblen geogitterbewehrten Modellkonstruktion ein Grundbruchversagen auftritt, versagt ein entsprechendes starres System durch eine Gleitbewegung, die im Vergleich zum Grundbruch einen deutlich geringeren Widerstand aufweist.

Bearing capacity failure of geogrid reinforced retaining walls
Retaining structures are one of the commonly used applications of geogrid reinforced soil. Most design codes such as EBGEO and other international regulations assume a quasi-monolithic reinforced block securing adequate bearing capacity for retaining walls. Due to flexible behavior of the geogrid reinforcement the assumption of a rigid foundation base is questionable. Consequently, laboratory model tests have been developed at the Geotechnical Institute of RWTH Aachen University to investigate the bearing capacity behavior of both rigid and flexible retaining structures.
Laboratory model tests are carried out to illustrate the failure kinematics of reinforced and cantilever retaining structures qualitatively. A path-controlled punching force is increased on top of the structure until failure of the subsoil is observed. The deformation of the specimens is evaluated with digital image correlation (DIC) method in order to analyze the failure mechanism qualitatively.
The test results indicate different failure modes for rigid and flexible walls. Bearing capacity failure occurred in cases of flexible geogrid reinforced walls, whereas a comparable rigid wall failed by sliding. The load resistance of bearing capacity was considerably higher compared to sliding. Moreover, a considerable increase in bearing capacity is observed with enlarged reinforcement length resulting in an improved bearing resistance.

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Vavrina, Lars; Windeln, DirkBeispiel einer erschütterungsarmen Tiefgründung mit Fertigrammpfählen aus StahlbetonBautechnik9/2017661-666Berichte

Kurzfassung

Sofern bei der Ausführung von Fertigrammpfählen aus Stahlbeton Hydraulikhämmer verwendet werden, ist der Einbau der Pfähle gemäß DIN 18304 “Ramm-, Rüttel- und Pressarbeiten” [1] als erschütterungsarm zu bezeichnen. Verfahrensbedingt sind Erschütterungen bei der Ausführung von Rammpfählen nie gänzlich auszuschließen, da durch die dynamische Einwirkung der Boden in Bewegung versetzt und verdrängt wird. Die impulsartige Verdrängung führt zu Erschütterungen, die sich im Boden bis zu benachbarten Bauwerksfundamenten fortpflanzen und übertragen können. Um eine Beeinträchtigung benachbarter Bauwerke zu vermeiden oder zu minimieren, erscheint es sinnvoll bereits in der Planung einer Gründungsmaßnahme die Erschütterungseinwirkungen zu prognostizieren. Zur Prognose von Erschütterungen infolge Schlagrammung bietet die Literatur rechnerische Ansätze, mit denen Boden- oder Fundamentschwinggeschwindigkeiten ermittelt werden können. Für die Bewertung gibt es Beurteilungskriterien nach DIN 4150 für Schwinggeschwindigkeiten bei denen Schäden ausgeschlossen werden können.
Das in diesem Beitrag vorgestellte Beispiel eines Bauvorhabens in der Stadt Essen in Nordrhein-Westfalen veranschaulicht, dass die vor Ort aufgenommenen Messwerte im Vergleich mit den Beurteilungskriterien nach DIN 4150 [2, 3] auf der sicheren Seite liegen und die Schwinggeschwindigkeiten bei sachgerechter Ausführung in der Regel unkritisch für Bauwerke sind.

Example of a low vibration deep foundation with precast driven piles
In accordance with DIN 18304 “Ramm-, Rüttel- und Pressarbeiten” [1], the installation of driven precast piles is to be described as low vibration when hydraulic hammers are used. Due to the installation process, vibrations could never be completely excluded. The impulsive displacement of soil leads to vibrations which can be probably transmitted in soil to neighbouring structures. In order to avoid or minimize the influence on neighbouring structures, it is necessary to predict the effects of vibration. For the prediction of vibrations caused by pile driving, the literature offers mathematical approaches, which can be used to determine ground or foundation vibrations. For evaluation, there are assessment criteria according to DIN 4150 for vibration rates at which damage can be excluded.
An example of a construction project in Essen, North Rhine-Westphalia, presented in this paper, shows that the measured values are on the safe side in comparison with the assessment criteria according to DIN 4150 [2, 3]. Vibrational velocities are normally not critical in the case of a proper design.

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Bautechnik aktuell 9/2017Bautechnik9/2017667-671Bautechnik aktuell

Kurzfassung


Persönliches
: Nachruf Prof. Peter Schießl
Nachruf Dipl.-Ing. Kurt Harrer † 15.07.2017

Firmen und Verbände: Testturm in Rottweil im Leichtbau
Katja Maihold ist erste Niederlassungsleiterin bei Keller weltweit
Einführung der Richtlinien für den Entwurf, die konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauten (RE-ING)

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik9/2017672-674Veranstaltungskalender

Kurzfassung

Keine Kurzfassung verfügbar.

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