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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Weller, B.; Naumann, T.Hohlmauerwerkskonstruktionen - eine typische Bauweise des 19. JahrhundertsMauerwerk2/2007104-110Fachthemen

Kurzfassung

Das Hohlmauerwerk ist eine zweischalige Konstruktionsform des Ziegelmauerwerks, die in verschiedenen Regionen Deutschlands insbesondere im 19. Jahrhundert verbreitet war. Zur Herstellung von Wänden aus Hohlmauerwerk verwendete man häufig Vollziegel, welche in speziellen Verbänden so vermauert wurden, dass im Inneren planmäßige Hohlräume entstanden. Nachfolgend werden Hohlmauerwerkskonstruktionen des 19. Jahrhunderts in ihren typischen Konstruktionsformen und ihrer Entwicklung dargestellt. Die Ausführungen basieren dabei sowohl auf umfangreichen Bestandsaufnahmen an datierten Beispielgebäuden in Dresden und Umgebung als auch auf einer Quellenrecherche in Fachbüchern und Aufsätzen der Bauzeit.

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Weller, B.; Prautzsch, V.; Tasche, S.; Vogt, I.; Jansen, I.Fügen und Verbinden mit UV- und lichthärtenden AcrylatenStahlbau6/2006521-528Fachthemen

Kurzfassung

Geklebte Verbindungen für den Einsatz bei Glaskonstruktionen im Bauwesen sind zur Zeit überwiegend auf die Anwendung von Silikonen beschränkt. Dabei bieten alternative Klebstoffe viele Vorteile. Neben höherer Festigkeit mit teilweise deutlich geringeren Klebstoffdicken sind volltransparente und eingefärbte Klebfugen möglich. Erforderlich für die verbreitete Ausführung von Glasklebungen im Bauwesen ist die Berechenbarkeit des Systems.
In einem laufenden Forschungsverbundprojekt werden transparente höherfeste Klebstoffsysteme, deren Eignung für baupraktische Anwendungen nicht beschrieben werden kann, gezielt auf ihre Anwendbarkeit in Glaskonstruktionen untersucht. Typische Konstruktionen im Glasbau, die transparente, elastische und alterungsbeständige Klebungen erfordern, werden erschlossen. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

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Weller, B.; Reich, S.; Wünsch, J.zu Weller, B.; Reich, S.; Wünsch, J.: Berechnungstafeln für den Konstruktiven GlasbauStahlbau7/2006612Berichtigung

Kurzfassung

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Weller, B.; Reich, S.; Wünsch, J.Berechnungstafeln für den Konstruktiven GlasbauStahlbau6/2006479-487Fachthemen

Kurzfassung

Im Konstruktiven Glasbau werden für Verglasungen zu einem Großteil rechteckige, allseits linienförmig gelagerte Gläser eingebaut. Aufgrund der begrenzten Anzahl von Lastfällen ist es für diese Verglasungen nicht immer erforderlich, numerische Modelle für die Berechnung zu nutzen. Mit Hilfe der linearen Plattentheorie werden Berechnungstafeln für den Konstruktiven Glasbau erstellt, die häufig auftretende Situationen behandeln.

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Weller, B.; Schadow, T.Forschung und Entwicklung im Konstruktiven GlasbauStahlbau3/2007162-166Fachthemen

Kurzfassung

Forschung und Entwicklung im Konstruktiven Glasbau werden an der Technischen Universität Dresden weiterhin intensiv mit dem Ziel betrieben, lichtdurchlässige und innovative Gebäudehüllen zu schaffen. Neben dem zunehmenden Einsatz von lastabtragenden Bauteilen aus Glas wird auch verstärkt Forschungs- und Entwicklungsleistung in glasgerechte Verbindungstechniken investiert, um zukünftig den Baustoff Glas noch umfassender im Hochbau einsetzen zu können.

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Weller, B.; Schadow, T.; Wünsch, J.GLASKONNEX - Technologieentwicklung adhäsiver Verbindungen im Konstruktiven GlasbauStahlbau3/2007203Berichte

Kurzfassung

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Weller, B.; Tasche, M.Die Betonschalen von Ulrich Müther (1934-2007)Beton- und Stahlbetonbau7/2009438-446Berichte

Kurzfassung

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Weller, B.; Tasche, M.Glashäuser im Osten DeutschlandsStahlbau6/2006441-445Fachthemen

Kurzfassung

Nach einer kurzen Darstellung wichtiger englischer Entwicklungen auf dem Gebiet der Glashäuser werden noch erhaltene Pflanzenhäuser aus dem 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts in Berlin und Dresden näher erläutert. Anschließend wird die stürmische Entwicklung beim Bau transparenter Dächer, Fassaden und Hallen aus Glas und Stahl in den 1990er Jahren anhand ausgewählter Beispiele aus dem Osten Deutschlands dargestellt. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

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Weller, B.; Tasche, M.Massive Brücken in MitteldeutschlandBeton- und Stahlbetonbau4/2006292-297Berichte

Kurzfassung

Anhand ausgewählter Brücken aus Sachsen, Thüringen und Sachsen-Anhalt soll die Entwicklung des Massivbrückenbaus in Ausschnitten nachgezeichnet werden. Beginnend mit der frühen Steinbrücke über die Werra in Creuzburg, der bekannten Göltzschtalbrücke bei Netzschkau und der Syratalbrücke in Plauen werden mit einer Möllerbrücke und einem Visintini-Träger zwei weniger bekannte Bauweisen aus den Anfängen des Stahlbetonbaus vorgestellt. Hervorzuheben ist die erste Spannbetonbrücke Deutschlands in Aue/Sachsen ebenso wie die Entwicklung der weltweit ersten textilbewehrten Brücke durch die Technische Universität Dresden.

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Weller, B.; Tasche, M.Bahnhofshallen im Osten DeutschlandsStahlbau3/2006219-224Fachthemen

Kurzfassung

Die Geschichte des Eisenbaus ist eng verbunden mit der Ausprägung des Konstruktiven Ingenieurbaus im 19. Jahrhundert [1]. An der Eisenbahn läßt sich die Entstehung des Neuen der mechanisierten Zivilisation exemplarisch ablesen [2]. Die großstädtischen Bahnhöfe, insbesondere die großen Hallenbauwerke, machen einen Abschnitt der Geschichte des Konstruierens unmittelbar erfahrbar. Die Beschreibung der Bahnhofshallen in Ostdeutschland ist Auftakt einer Reihe, die in loser Folge über die Konstruktionsgeschichte ausgewählter Bauformen berichten wird.

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Weller, B.; Tasche, M.; Baatz, J.Die Lamellendächer von Hugo JunkersStahlbau8/2009537-543Fachthemen

Kurzfassung

Hugo Junkers (1859-1935) ließ sich 1924 und 1925 ein stählernes Lamellendach patentieren. Wegen seines hohen Vorfertigungsgrades, der einfachen Montage und großen Robustheit konnte es sich schnell weltweit verbreiten. Bis zu 40 m weit spannende Hallen und Hangars wurden nach dem Junkers 'schen System gebaut. Da jedoch viele Hallen im zweiten Weltkrieg zerstört und nach dem Krieg nicht mehr gebaut wurden, geriet diese Bauart zunehmend in Vergessenheit. Der Aufsatz stellt Konstruktion, Statik, Vor- und Nachteile sowie noch existierende Objekte in Deutschland vor.

Steel Lamella Roofs by Hugo Junkers
1924 and 1925, Hugo Junkers (1859-1935) patented a steel lamella roof construction. Because of its simplicity and markable rigidity it was soon used for many large roofs worldwide, which could span up to 40 m. It combines prefabrication, light weight, easy erection and durability in a striking manner. Unfortunately, due to the World War II and its consequences only few of these roof structures still exist.

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Weller, B.; Weimar, T.Sicherheitsverglasungen als HybridbauteilStahlbau11/2008802-808Fachthemen

Kurzfassung

Hybride Bauteile spielen im Bauwesen eine immer größere Rolle. Durch die gezielte Kombination von unterschiedlichen Werkstoffen zu einem Verbundwerkstoff lassen sich gewünschte Gebrauchseigenschaften erweitern oder optimieren, die einer allein nicht leisten kann. Im Konstruktiven Glasbau trägt die Verbindung des spröden Baustoffes Glas mit duktilen Materialien entscheidend dazu bei, das Anwendungsspektrum über die Werkstoffgrenzen hinaus zu erweitern. Im Bereich der Sicherheitssonderverglasungen besteht die Möglichkeit, die allgemeinen und angriffhemmenden Gebrauchseigenschaften durch ein Hybridbauteil aus Glas und Polycarbonat zu optimieren. Diese Verbundtafeln sind im Vergleich zu konventionellen Verbund-Sicherheitsgläsern schlanker und leichter. Dazu wurde das Tragverhalten und Resttragverhalten der Glas-Polycarbonat-Verbundtafeln experimentell untersucht. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für Berechnungsmethoden und die ingenieurmäßige Erfassung von Glas-Polycarbonat-Verbundtafeln. Am Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden bilden hybride Bauteile aus Glas einen Schwerpunkt der aktuellen Forschungsarbeit.

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Weller, Bernhard; Fahrion, Marc-Steffen; Horn, Sebastian; Pfuhl, Anne-MareenDoppelfassaden im Zeichen des KlimawandelsBauphysik2/201468-73Fachthemen

Kurzfassung

Der Primärenergiebedarf muss erheblich reduziert werden, um die von der Bundesregierung geforderten Ziele der Energiewende bis 2020 zu erreichen. Der Gebäudeenergieverbrauch spielt dabei eine sehr große Rolle, da er allein etwa 40 % des Endenergiebedarfs in der Bundesrepublik Deutschland ausmacht. Doppelfassaden können hier aufgrund ihrer positiven Eigenschaften in Bezug auf den winterlichen Wärmeschutz einen enormen Beitrag leisten, wobei allerdings deren Verhalten hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes zu beachten ist. Letzteres rückt insbesondere durch die Auswirkungen des Klimawandels immer mehr in den Vordergrund. Der vorliegende Beitrag behandelt den Klimawandel und die daraus resultierenden Erfordernisse für Gebäude. Mehrere baukonstruktive Typen von Doppelfassaden werden vorgestellt. Mit Hilfe thermischer Gebäudesimulationssoftware und unterschiedlicher Klimadatensätze wird der Einfluss des Klimawandels auf die verschiedenen Doppelfassadentypen anhand relevanter Parameter, wie z. B. Heizwärme- und Kühlbedarf, beziffert und bewertet.

Double-skin façades in the context of climate change.
Primary energy demand has to be reduced considerably in order to achieve the German objectives for an energy transition by 2020. The building sector plays a very important role, since it accounts for about 40 % of the final energy demand in Germany. Double-skin façades can contribute enormously here because of their advantageous properties in terms of thermal insulation in winter. However, their characteristics regarding the heat protection during summertime and by the effects of climate change must be considered. This paper describes the fundamentals of climate change with the resulting problems in the building sector, and introduces various types of double-skin façades. With the help of dynamic thermal building simulation software and different climate data sets, the impact of climate change on various types of double-skin façades is quantified and evaluated based on relevant parameters, e. g. heating and cooling energy demands.

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Weller, Bernhard; Horn, Sebastian; Bagda, Engin; Brandau, KaiEinfluss der Bauwerkintegrierten Photovoltaik in Fassaden bei der energetischen Bilanzierung von Gebäuden (Teil 1) - Potenzial der Fassadenintegration von PhotovoltaikBauphysik2/201868-73Fachthemen

Kurzfassung

Im Rahmen der Umsetzung des Pariser Klimaschutzabkommens gibt die Bundesregierung als Ziel einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand bis zum Jahr 2050 vor. Neben der Verminderung von Energieverlusten spielen dabei die Erzeugung und Verbrauch von Energie aus erneuerbaren Quellen, die in unmittelbarer Umgebung zum Gebäude erzeugt werden, eine große Rolle. Photovoltaik (PV) hat dabei ein großes Potenzial, indem sie einen Teil der Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt. Bei der Deckung des Primärenergiebedarfes eines Gebäudes mit erneuerbarer Energie aus PV reicht die bisher bevorzugte Orientierung auf den Dachflächen nicht aus. Hier bieten Fassaden ein großes Flächenpotenzial. Dieser Beitrag beschreibt die konstruktiven, normativen und energetischen Besonderheiten der Energieerzeugung an Fassaden mit Bauwerkintegrierten PV-Modulen und diskutiert diese unter dem Hintergrund der Eigennutzung.
In Teil 2 werden das Betriebsverhalten Bauwerkintegrierter PV-Fassaden anhand von Freifeldmessungen detailliert untersucht und Empfehlungen hinsichtlich der derzeitigen normativen Berücksichtigung gegeben.

Influence of building-integrated photovoltaics in façades for the energetic evaluation of buildings. Part 1: Potential of façade integration of photovoltaics.
In the framework of the realization of the Paris Agreement, the Federal Government aims for a nearly climate-neutral building stock by 2050. Apart from the prevention of energy loss, the production and consumption of energy from renewables in the close proximity to the building are immensely important. Photovoltaics (PV) offer a considerable potential by converting a part of solar power into electrical energy. The so far preferred orientation of PV on the surface of roofs does not generate enough energy to cover the primary energy demand of a building. Façades offer a great capacity potential.
This contribution describes the constructive, normative and energetic peculiarities of energy production at façades with building-integrated PV modules and discusses these in the scope of own consumption.
In Part 2, the operating behavior of building-integrated PV façades will be examined in detail by applying free field measurement and recommendations will be given regarding normative considerations.

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Weller, Bernhard; Horn, Sebastian; Bagda, Engin; Seibel, Michael; Loewenstein, Thomas; Brandau, KaiEinfluss der Bauwerkintegrierten Photovoltaik in Fassaden bei der energetischen Bilanzierung von Gebäuden (Teil 2) - Betriebsverhalten Bauwerkintegrierter Photovoltaik in Fassaden in der Praxis - FreilandmessungenBauphysik3/2018143-150Fachthemen

Kurzfassung

Im Rahmen der Umsetzung des Pariser Klimaschutzabkommens gibt die Bundesregierung als Ziel einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand bis zum Jahr 2050 vor. Neben der Verminderung von Energieverlusten spielen dabei die Erzeugung und Verbrauch von Energien aus erneuerbaren Quellen, die in unmittelbarer Umgebung zum Gebäude erzeugt werden, eine große Rolle. Photovoltaik (PV) hat dabei ein großes Potenzial, indem sie einen Teil der Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt. Bei der Deckung des Primärenergiebedarfes eines Gebäudes mit erneuerbarer Energie aus PV reicht die bisher bevorzugte Orientierung auf Dachflächen nicht aus. Hier bieten Fassaden ein großes Flächenpotenzial.
In Teil 1 des Beitrages (siehe Bauphysik 2/2018) wurden die konstruktiven, normativen und energetischen Besonderheiten der Energieerzeugung an Fassaden mit Bauwerkintegrierter Photovoltaik beschrieben und diese in Verbindung mit der Eigennutzung diskutiert. In diesem zweiten Teil wird das Betriebsverhalten Bauwerkintegrierter PV-Module an Fassaden anhand von Monitoringmaßnahmen an zwei Standorten über einen längeren Zeitraum untersucht.

Influence of Building Integrated Photovoltaic in Facades for the Energetic Evaluation of Buildings. Part 2: Operating Performance of Building Integrated Photovoltaic in Facades in the Field - Free-Field Measurements
In the framework of the realization of the Paris Agreement, the Federal Government aims for a nearly climate-neutral building stock by 2050. Apart from the prevention of energy loss, the production and consumption of energy from renewables in the close proximity to the building are immensely important. Photovoltaics (PV) offer a considerable potential by converting a part of solar power into electrical energy. The so far preferred orientation of PV on the surface of roofs does not generate enough energy to cover the primary energy demand of a building. Facades offer a great capacity potential. In part 1 of this contribution constructional, normative and energetic features for energy production on facades with Building Integrated Photovoltaics are described and discussed in the scope of own consumption. In this second part, the operating performance of Building Integrated Photovoltaics on facades is investigated by means of two Free-Field measurements on different locations under a longer period.

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Weller, Bernhard; Tasche, SilkeSonderheft: Glasbau 2012 (Buch)Stahlbau3/20121-388Sonderheft

Kurzfassung

Glasbau findet überwiegend in der Gebäudehülle statt. Glasfassade und Glasdach haben bestimmenden Einfluss auf das Erscheinungsbild heutiger Architektur. War für die Moderne der 1920er und 1930er Jahre, ja noch für die Nachkriegsmoderne der 1950er und 1960er Jahre, die Transparenz ebener Hüllflächen das entscheidende Kriterium der Glasarchitektur, so hat der Glasbau heute eine Vielzahl zusätzlicher Aufgaben zu übernehmen: Formgebung und Lastabtragung, Sonnenschutz und Verschattung, Dämmung und Energiegewinnung stellen dabei große Anforderungen.

Ernst & Sohn, allen voran Herr Dr. Karl-Eugen Kurrer, hat die Herausgeber des vorliegenden Buches seit vielen Jahren motiviert, für die Zeitschrift »Stahlbau« ein Sonderheft »Glasbau« zu gestalten. Jährlich im März bot diese Fachzeitschrift etwa zwölf Beiträgen Raum, über den Stand der Technik des Glasbaus zu informieren. Die Fortsetzung dieser Hefte in Form des vorliegenden Jahrbuches »Glasbau« berichtet über den aktuellen Stand des Wissens in über dreißig Fachaufsätzen namhafter Autoren aus den Bereichen Planung, Bemessung, Ausführung und Forschung.

Die Berichterstattung gliedert sich in vier große Abschnitte:
• Teil A »Bauten und Projekte« zeigt jüngste Beispiele, die wegweisende Architektur mit innovativer Glasfassadentechnik erreichen.
• Teil B »Bemessung und Konstruktion« erläutert die neue DIN 18008 bis hin zum prüffähigen Bemessungsbespiel.
• Teil C »Forschung und Entwicklung« berichtet über neueste Projektergebnisse anerkannter Forschungseinrichtungen.
• Teil D »Energieeffizienz und Nachhaltigkeit« zeigt die Optimierung zukunftsfähiger Gebäudehüllen neben der energetischen Sanierung historischer Fassaden.

Das Buch ist bestellbar unter: http://www.ernst-und-sohn.de/glasbau-2012

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Wellershoff, F.Aussteifung von Gebäudehüllen durch eckgeklotzte GlasscheibenStahlbau8/2008555-565Fachthemen

Kurzfassung

Hinsichtlich seiner Festigkeit zeigt Glas eine große hnlichkeit zum Beton und kann ebenso wie dieser ca. 10 fach höhere Druckspannungen als Zugspannungen aufnehmen. Das Potential der hohen Druckfestigkeit des Glases wurde jedoch bislang nur in wenigen Sonderprojekten genutzt. Übliche Verglasungen in Gebäudehüllen werden ausschließlich durch Lasten beansprucht, die senkrecht zur Scheibenebene wirken und bemessungsrelevante Oberflächenzugspannungen hervorrufen. Die Möglichkeit einer gleichzeitigen Übertragung von Druckkräften in der Scheibenebene könnte genutzt werden, um die Gebäudehülle auszusteifen oder um ein seitliches Ausweichen von Pfosten und Riegeln zu verhindern.
Für das hier betrachtete System wurden neue Eckklotzungsdetails konzipiert und getestet. Das Tragverhalten von quadratischen Glasscheiben unter kombinierten Belastungen in der Scheibenebene und senkrecht zur Scheibenebene wurde analysiert und Bemessungsmodelle entwickelt. Die Verzweigungslast von eckgeklotzten, monolithischen Scheiben unter diagonaler Druckkraft konnte mit der Energiemethode analytisch bestimmt werden.

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Wellershoff, F.Aussteifung von Gebäudehüllen durch randverklebte GlasscheibenStahlbau1/20085-16Fachthemen

Kurzfassung

Das Streben nach immer transparenteren Gebäudehüllen mit immer filigraneren Tragstrukturen weckt den Wunsch, die Verglasung als aussteifendes Element zu nutzen und Kräfte in der Scheibenebene abzutragen. Besonders geeignet erscheinen hierfür Stabgitterschalen mit viereckigen Maschen. Bei diesem Tragwerkstyp werden ebene oder gekrümmte Flächen durch ein Netz aus Stäben gebildet. Zur Minimierung der Stabquerschnitte und der Montagekosten können die Stäbe in der Schalenebene gelenkig aneinander geschraubt werden. Nach dem heutigen Stand der Technik wird dieser Stabgitterschalentyp durch diagonale Zugstäbe oder vorgespannte Seile in der Schalenebene stabilisiert. Diese Diagonalelemente könnten entfallen, wenn die Aussteifung von der Verglasung übernommen würde.
Bei dem hier betrachteten System werden die Verglasungselemente als Schubfelder aktiviert. Hierzu werden die Glasscheiben umlaufend mit den viereckigen Stabgittermaschen verklebt. Für dieses System wurden Details konzipiert und das Tragverhalten der Anschlüsse sowie der Glasscheiben zwischen den Gittermaschen und der Verglasung untersucht und Bemessungsmodelle entwickelt. Diese berücksichtigen die Verbundwirkung von Verbundglasscheiben und die Interaktion von Aussteifungskräften in der Scheibenebene mit den Plattenbelastungen senkrecht zur Scheibenebene.

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Wellershoff, F.Bemessungsschubmodulwerte für VerbundglasscheibenStahlbau3/2007177-188Fachthemen

Kurzfassung

Verbundglasscheiben bestehen aus zwei oder mehr Glasschichten, die durch Zwischenschichten aus transparenten Folien oder Harzen miteinander verbunden werden. Erstrebenswert ist daher eine Bemessung, die ein Zusammenwirken der einzelnen Schichten erfaßt. Basierend auf der Sandwichtheorie existieren verschiedenste Bemessungsmodelle, die als wesentlichen Parameter einen Schubmodulwert der Zwischenschicht beinhalten. Da die polymeren Zwischenschichten rheologische Materialeigenschaften aufweisen, ist ihr Schubmodul von der Materialtemperatur und der Belastungszeit abhängig. Mangels Kenntnis von Belastungsverläufen und korrelierten Materialtemperaturen werden für die Lastfälle Wind und Schnee derzeit sehr konservative Annahmen getroffen, die zu unwirtschaftlichen Bemessungen führen.
Auf der Basis meteorologischer Daten des Deutschen Wetterdienstes sowie Meßreihen an Verbundglasscheiben werden dreidimensionale Belastungskollektive für Wind- und Schneelasten, bestehend aus Belastungshöhe und Belastungsdauer, sowie der gleichzeitigen Materialtemperatur bestimmt. In einem weiteren Schritt werden Bemessungsschubmodulwerte abgeleitet, die alle rheologischen Effekte implizieren.

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Wellershoff, F.; Stief, U.Lehrter Bahnhof Berlin - Zustimmung im Einzelfall der GlasanwendungenStahlbau1/200329-33Fachthemen

Kurzfassung

Zur Erlangung der Zustimmung im Einzelfall für die Verglasung des Lehrter Bahnhofs durch das Eisenbahn-Bundesamt (EBA) wurden zahlreiche Bauteilversuche durchgeführt. In diesem Beitrag wird auf die Besonderheiten der zustimmungspflichtigen Glasbauteile eingegangen. Neben Belastungs- und Resttragfähigkeitsversuche wurden qualitätssichernde Maßnahmen für die Anwendung von Structural Glazing Silicon-Klebstoffen durchgeführt.

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Wellershoff, Frank; Gebbeken, Norbert; Teich, Martien; Nehring, GordonKonstruktion und Berechnung von explosionshemmenden SeilnetzfassadenStahlbau1/201213-25Fachthemen

Kurzfassung

Die Bedrohung durch Bombenanschläge ist heute sehr real, und wir hören häufiger von den tragischen Konsequenzen dieser Anschläge. Um die Öffentlichkeit zu schützen, werden derzeit neue Fassadensysteme und Bemessungsmethoden entwickelt, die mit einem vertretbaren finanziellen Aufwand die Schutzfunktion gefährdeter Gebäude wesentlich verbessern. Die Entwicklungsphilosophie umfasst vor allem Fragen der Stand- und Reststandsicherheit (Schutz von Leben und Vermeiden von Verletzungen) und Aspekte der Gebrauchstauglichkeit. Aber auch die Minimierung des finanziellen Schadens wird berücksichtigt.
Bei Fassaden mit Spannweiten über 15 m sind Seilnetzsysteme die transparenteste Lösung (maximaler Glasanteil bezogen auf die Fassadenfläche). Seilnetzfassaden werden daher häufig im Eingangsbereich von Bahnhöfen, Flughäfen, Banken oder Hotels gebaut. Für diese Gebäude wird häufig ein erhöhtes Schutzniveau gefordert. Hieraus resultiert der Bedarf an neuen Konstruktionselementen und Bemessungsmethoden für explosionshemmende Seilnetzfassaden. Drei neuentwickelte Konstruktionselemente werden im Folgenden im Detail dargestellt. Die Verbindung zwischen der unmittelbaren Glaslagerung (z. B. Eckklemme) und dem Seil kann mit einem Crashkörper versehen werden, wodurch die Spitzenspannung in der Glasscheibe wesentlich reduziert werden kann. Sollte die Scheibe dennoch brechen, kann durch einen besonderen Glashalter die Resttragfähigkeit der Verglasung verbessert werden. Neu entwickelte Seilendverankerungen verringern die Belastungen auf die Seile und das Gebäude.
Die neuen Bemessungsmethoden ermöglichen eine schnelle numerische Analyse von Seilnetzfassaden unter definierten Druckwellen und ermöglichen so eine schnelle und effiziente Dimensionierung der neu entwickelten Seilendverankerungen.

Design and calculation of cable net facades under impulsive blast loads.
Nowadays the threat of terrorist bomb attacks on buildings is very real, and we frequently hear about tragic consequences of such attacks. To protect the public against such horrible acts, the engineering community has embarked on developing technologies and concepts that can economically provide life safety measures to vulnerable structures. The design philosophy is primarily to save lives and prevent injuries, and secondarily to protect buildings, functions, and assets. The design criteria take a balanced approach to safety, considering cost effectiveness and acknowledging acceptance to some risks.
For cable net facades with point supported glazing new design methods and solutions are developed. These methods include new tools for the numerical evaluation of facades under impulsive blast loads. New design solutions include appropriate connections to the supporting structure (cable end support) which are able to dissipate a significant part of the blast wave energy and positively influence the structural post-failure behaviour.

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Wellmann, Florian; Amann, Florian; Chudalla, Nils; de la Varga, MiguelAutomated geological model updates during TBM operation - An approach based on probabilistic machine learning conceptsGeomechanics and Tunnelling5/2022635-641Topics

Kurzfassung

Geological models are commonly used to predict the position of relevant geological features, such as rock types or faults in the subsurface. These models can contain significant uncertainties, as the geological input parameters are often not perfectly known. Predictions of geological features, for example, on the level of a tunnel during an excavation process, are therefore uncertain. This work shows how these uncertainties can be estimated using probabilistic concepts. Furthermore, an approach is presented to automatically adjust the geological model predictions using measurements of the tunnel boring machine (TBM) operation. To this aim, the geological forward model is combined with a measurement model and both are integrated in a probabilistic machine learning framework. This integration enables a Bayesian inference process using computational methods, enabling an update of the parameters of the geological and measurement models. Based on the inferred parameter distributions, the model predictions on the tunnel level are subsequently updated. The application of the concept in a simple schematic application shows that such a combination can accurately and precisely predict features ahead of the operation within the limits of the model capabilities. In future work, the methods need to be tested with a real case study to evaluate the accuracy of predictions using real-world TBM data and more complex geological models. The framework presented here could directly be extended to this purpose.

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Welsch, Johannes; Herle, IvoEinfluss der Dichte auf den Suffosionsverlauf in binären granularen Packungengeotechnik4/2022268-276Aufsätze

Kurzfassung

Suffosion ist ein hydromechanischer Prozess, welcher die Umlagerung und den Transport der feinen Partikel eines Bodens infolge einer Wasserströmung beschreibt. Um die Auswirkungen des Materialverlustes infolge Suffosion auf das Materialverhalten zu verstehen, wurden der Einfluss der Ausgangsdichte des Bodens auf die Masse des Materialverlusts, die volumetrische Verformung und die Änderung der Wasserdurchlässigkeit untersucht. Hierfür wurde die Struktur (Kontakt- und Kontaktkraftverteilung) eines suffosionsanfälligen Bodens qualitativ mithilfe von DEM-Simulationen dargestellt und ausgewertet. Anhand von Laborversuchen unter isotroper Belastung und konstanter Durchströmung wurden die Auswirkungen verschiedener Dichten experimentell untersucht. Mit steigender Materialdichte zeigten sich eine Abnahme des Materialverlustes, eine Abnahme der Verformungen und eine Abnahme der Wasserdurchlässigkeit infolge der Suffosion. Um die Änderung des mechanischen Verhaltens beschreiben zu können, wurden drainierte Triaxialversuche an nichtdurchströmten und durchströmten Proben durchgeführt. Hierbei zeigte sich, dass die drainierte Scherfestigkeit hauptsächlich von der Porenzahl des Grobmaterials vor der Scherung abhängt, unabhängig davon, ob diese künstlich oder infolge Durchströmung entstand.

Influence of density on suffusion behaviour of binary granular packings
Suffosion is a hydromechanical process that describes a rearrangement and transport of fine particles in soil as a result of water flow. In order to understand the effects of material loss due to suffosion on material behaviour, the influence of density on the mass of material loss, volumetric deformation and the change in permeability was investigated. For this purpose, the structure (contact and contact force distribution) of a soil susceptible to suffosion was qualitatively simulated and analysed with help of DEM. The effects of different densities were investigated experimentally by means of laboratory tests under isotropic load and constant flow. A decrease in material loss, a decrease in deformation and a decrease in permeability due to suffosion with increasing material density were found. In order to be able to describe the change in mechanical behaviour, drained triaxial tests were carried out on non-eroded and eroded samples, respectively. It was shown that the drained shear strength mainly depends on the void ratio of the coarse material before shearing, regardless of whether this was created artificially or as a result of flow.

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Welsch, Torsten; Held, MarkusZur Geschichte der StahlbetonflachdeckeBeton- und Stahlbetonbau2/2012106-116Bericht

Kurzfassung

Die Stahlbetonflachdecke hat sich aufgrund ihrer hinlänglich bekannten wirtschaftlichen und gestalterischen Vorzüge ihren festen Platz im Geschossbau erobert. Nachfolgend soll ein Rückblick auf ihre Entwicklungsgeschichte gegeben werden.

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Welsch, Torsten; Mucha, Rainer; Schnellenbach-Held, Martina; Held, MarkusExperimentelle Untersuchungen zum Durchstanztragverhalten lochrandgestützter Platten mit kleiner LasteinleitungsflächeBeton- und Stahlbetonbau3/2020198-208Aufsätze

Kurzfassung

Bei der Errichtung von Hochbauten werden schon seit einigen Jahren bevorzugt Stahlbetonflachdecken eingesetzt, die aufgrund ihrer punktförmigen Stützung eine flexible Grundrissgestaltung mit leichten Trennwänden ermöglichen. Bei sehr schlanken Druckgliedern wie Stützen aus hochfestem Beton, Schleuderbetonstützen oder Verbundstützen für die punktförmigen Auflager der Flachdecken ergibt sich die technische Herausforderung der vertikalen Lastdurchleitung durch die in der Regel aus normalfestem Beton hergestellten Flachdecken. Hierfür wurden Konstruktionselemente in Form von hochfesten Kernen entwickelt, die den Deckenknoten durchdringen und somit einen direkten vertikalen Kraftschluss zwischen den am Knoten angreifenden Stützen ermöglichen. In diesem Fall verbleibt für die Lasteinleitung aus der Decke in die untere Stütze nur eine im Querschnitt deutlich reduzierte, ringförmige Lasteinleitungsfläche. Im Vorfeld durchgeführte Finite-Elemente-Simulationen zum Durchstanztragverhalten solcher lochrandgestützter Platten mit kleiner ringförmiger Lasteinleitungsfläche lassen den Schluss zu, dass sich je nach Größe der Lasteinleitungsfläche und der Art der konstruktiven Ausbildung Effekte auf das Bruchverhalten und die Versagenslasten ergeben. Nachfolgend wird über die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen dieser besonderen Durchstanzproblematik und der begleitend durchgeführten Finite-Elemente-Simulationen berichtet.

Experimental Investigations on the Punching Shear Behavior of Hole Edge Supported Slabs with a Small Load Application Area
Due to their benefits regarding freedom of flexible floorplan design, flat slabs have established as an important part of building construction. In case of use of very slender construction members with a high load carrying capacity, such as columns of high strength concrete, spun concrete or composite columns, the problem of the vertical load transmission through the normal strength slab arises. Special construction members have been developed with high-strength cores penetrating the slab in order to enable a direct vertical force closure between the columns. In this case only a reduced load application area with a ring-shape remains for the load introduction from the slab into the column. Preliminary investigations based on finite element simulations revealed that this has an influence on the punching shear behavior and the failure loads of flat slabs, depending on the size of the reduced load application area and the kind of the core design. Subsequently the results of the first experimental investigations on that special kind of punching problem and the accompanying finite element simulations are presented.

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