Persönliches
: Nachruf Josef Eibl
Ferdinand S. Rostásy verstorben

Nachrichten: Erste deutsche Eisenbahnbrücke aus ultrahochfestem Beton
7th International Conference of Euro Asia Civil Engineering Forum 2019 in Stuttgart - Call for Abstracts

Infraleichtbeton, sehr leichter Beton als tragende Wärmedämmung, verspricht dauerhafte, nachhaltige und ansprechende Sichtbetonbauten. Ein im Jahr 2007 gebautes Haus aus diesem Hochleistungsleichtbeton hat sich bewährt und wurde in dieser Zeitschrift bereits vorgestellt. Der Infraleichtbeton ist nun so weiterentwickelt worden, dass er bei gleichen Wärmedämmeigenschaften doppelt so fest ist. Die dazu betriebene Forschung an der Technischen Universität Berlin und der Bau einer Probewand aus Infraleichtbeton 2.0 für den Entwurf eines Pavillons, der den Innovationspreis der Holcim Foundation gewonnen hat, sollen hier vorgestellt werden.

Infra-Lightweight Concrete 2.0
Infra-Lightweight Concrete acts as load-bearing heat insulation and promises durable, sustainable and attractive fair-faced concrete structures. A building made of this high performance lightweight aggregate concrete in 2007 was presented in this journal. Since then, while maintaining the heat insulating properties, the compressive strength has been doubled. This paper presents both the associated research and further development at the Technische Universität in Berlin as well as a wall mock-up for a pavilion which was awarded with an innovation price by the Holcim Foundation.

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Die Wiedernutzung innerstädtischer Fundamente trägt als Teil des Nachhaltigen Bauens zur Zukunftsfähigkeit dichtbesiedelter Metropolen bei. Im Planungsprozeß ist eine rechtzeitige Zu-standsuntersuchung möglicher wiedernutzbarer Gebäudeteile anzustreben. Mit zerstörungsfreien Prüfverfahren im Bauwesen (ZfPBau-Verfahren) können notwendige Informationen zur örtlichen Lage, Abmessungen und Zustand vorhandener Gründungen beschafft werden. Dabei stehen bei Fundamentplatten die Dickenmessung, die bildgebende Ermittlung der Geometrie sowie das Lokalisieren tieferliegender Bewehrung und Fehlstellen im Vordergrund. Bei Pfahlgründungen ist die Ermittlung der Pfahllänge und der Pfahlintegrität, z. B. durch nennenswerte Abweichungen des Pfahls von der geplanten Geometrie, Gegenstand der hier vorgestellten Verfahren. Anhand von Praxisbeispielen werden Möglichkeiten und Grenzen dieser Verfahren aufgezeigt, die dem planenden Ingenieur helfen, einen Verfahrenseinsatz in Erwägung zu ziehen und eine erfolgreiche Bearbeitung der Prüfaufgabe sicherzustellen.

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Die 1938 errichtete Eisenbahnüberführung Peeneklappbrücke Anklam ist Teil der Bahnstrecke 6081 von Berlin nach Stralsund. Im Rahmen des Ausbaus des zweigleisigen Streckenabschnitts zur europäischen Hochgeschwindigkeitsstrecke werden die insgesamt vier Brückentragwerke (zwei Klappbrücken, zwei Trogbrücken) rückgebaut und durch Neubauten, die den heutigen Anforderungen entsprechen, ersetzt. Eine der denkmalgeschützten alten Klappbrücken wird neben den Neubauten als Denkmal wiedererrichtet. Derzeit ist der erste Bauabschnitt abgeschlossen und die Arbeiten des zweiten Bauabschnitts laufen. Nach Abschluss der Arbeiten ermöglichen die Neubauten eine Geschwindigkeit von 120 km/h im Bereich der Wasserstraßenquerung.

First stage of construction of the railway overpass Peeneklappbrücke in Anklam, Germany - Dismantling and erection of the steel superstructure.
The 1938 constructed Eisenbahnüberführung Peeneklappbrücke Anklam is part of the railroad No. 6081 connecting Berlin with Stralsund. Within the development of the double tracked railroad into a European high speed route the four bridge structures (two bascule bridge, two trough bridges) are removed and substituted by new structures, which are in accordance with today’s requirements. One of the heritage-protected old moveable bridges will be reassembled as a monument next to the new constructed bridges. At this time the first construction stage has been finished and the operations for the second construction stage are processing. When the works will be finished next year, it will be possible to drive at a speed of 120 km/h on the new railway bridges.

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Die Anwendung des linearen Nachweiskonzepts auf Mauerwerksbauten führt dazu, dass bereits heute Standsicherheitsnachweise für Gebäude mit üblichen Grundrissen in Gebieten mit moderaten Erdbebeneinwirkungen nicht mehr geführt werden können. Diese Problematik wird sich in Deutschland mit der Einführung kontinuierlicher probabilistischer Erdbebenkarten weiter verschärfen. Aufgrund der Erhöhung der seismischen Einwirkungen, die sich vielerorts ergibt, ist es erforderlich, die vorhandenen, bislang nicht berücksichtigten Tragfähigkeitsreserven in nachvollziehbaren Nachweiskonzepten in der Baupraxis verfügbar zu machen. Der vorliegende Beitrag stellt ein Konzept für die gebäudespezifische Ermittlung von erhöhten Verhaltensbeiwerten vor. Die Verhaltensbeiwerte setzen sich aus drei Anteilen zusammen, mit denen die Lastumverteilung im Grundriss, die Verformungsfähigkeit und Energiedissipation sowie die Überfestigkeiten berücksichtigt werden. Für die rechnerische Ermittlung dieser drei Anteile wird ein nichtlineares Nachweiskonzept auf Grundlage von Pushover-Analysen vorgeschlagen, in denen die Interaktionen von Wänden und Geschossdecken durch einen Einspanngrad beschrieben werden. Für die Bestimmung der Einspanngrade wird ein nichtlinearer Modellierungsansatz eingeführt, mit dem die Interaktion von Wänden und Decken abgebildet werden kann. Die Anwendung des Konzepts mit erhöhten gebäudespezifischen Verhaltensbeiwerten wird am Beispiel eines Mehrfamilienhauses aus Kalksandsteinen demonstriert. Die Ergebnisse der linearen Nachweise mit erhöhten Verhaltensbeiwerten für dieses Gebäude liegen deutlich näher an den Ergebnissen nichtlinearer Nachweise und somit bleiben übliche Grundrisse in Erdbebengebieten mit den traditionellen linearen Rechenansätzen nachweisbar.

Seismic verification of masonry buildings based on realistic calculation models and increased behavior factors
With the application of the traditional linear verification concept to masonry structures it is already no longer possible to carry out structural safety verifications even for buildings with standard ground plan configurations in areas with moderate seismicity. This problem will be exacerbated in Germany with the introduction of continuous probabilistic earthquake maps. Due to the increased seismic actions, it is necessary to make the existing load-bearing capacity reserves that have not yet been taken into account available in comprehensible verification concepts in construction practice. This article presents a concept for the building-specific determination of increased behavior factors. The behavior factors are composed of three components, which take into account the load redistribution in ground plans, the deformation capability and energy dissipation and all kinds of overstrength effects. For the calculation of these three components, a non-linear verification concept based on pushover analyses is applied, in which the interactions of walls and floor slabs are described by a level of restraint. A non-linear modeling approach of the overall building is introduced for the determination of the restraint levels, with which the interaction of walls and floor slabs can be simulated. The results of the linear verifications with increased behavior factors for this building are significantly closer to the results of non-linear verifications and thus the standard ground plan configurations in areas with moderate seismicity can still be verified with the traditional linear calculation approaches.

Kleine oberflächennahe Geothermiesondenanlagen mit einer Heizleistung < 30 kW werden in Deutschland insbesondere bei Wohnimmobilien zahlreich betrieben. Dennoch ist wenig über ihren Betrieb, ihre Zuverlässigkeit und die Zufriedenheit der Eigentümer der geothermischen Sondenanlagen bekannt. Eine in den Städten Wiesbaden, Darmstadt, Düsseldorf und Frankfurt am Main durchgeführte Praxisstudie in Form einer schriftlichen Erhebung bei den Eigentümern gewährt hier Einblick und dokumentiert eine sehr große Zufriedenheit mit dem Betrieb der Anlagen, sehr wenig Ausfälle sowie eine hohe Anzahl an auch zur Kühlung verwendeten Geothermiesondenanlagen. In Abhängigkeit von der vorhandenen Grundwasserströmung im Untergrund erzeugen geothermische Anlagen Temperaturfahnen im Untergrund in Richtung der Grundwasserströmung, die eine thermische Interaktion benachbarter Geothermiesondenanlagen verursachen können. Hier knüpft die Frage nach den erforderlichen Grenzabständen zu Nachbargrundstücken an. Untersucht wird in Anlehnung an die Umfrageergebnisse die Abhängigkeit der Entwicklung der Temperaturfahne insbesondere von der Betriebsweise der geothermischen Anlage. Der Einfluss einer zusätzlichen Kühlung, die gemäß der Praxisstudie vermehrt eingesetzt wird, kann zu einer Reduzierung der Temperaturfahnenausbreitung und damit der thermischen Interaktion führen, sodass die Betriebsweise der Sondenanlage maßgeblichen Einfluss auf die erforderlichen Grenzabstände hat.

Borehole heat exchangers in operation
Small shallow borehole heat exchanger (BHE) systems (< 30 kW) are used very frequently for residential houses. Nevertheless there is a lack in information about the operation, the reliability as well as the satisfaction of the owners. A survey was carried out in the cities of Wiesbaden, Darmstadt, Düsseldorf and Frankfurt am Main which shows high satisfaction with the operation of the small geothermal systems as well as a great number of borehole heat exchanger systems that are used additionally for cooling. Geothermal systems generate thermal plumes depending on the groundwater velocity and direction which can cause thermal interaction of neighbored systems. Therefore minimal distances to the border need to be kept. Based on the results of the survey it is investigated how the thermal plume depends on the operation mode of the system, especially the alternating operation with cooling during the summer. An alternating operation can reduce the thermal plume and thereby the thermal interaction which is relevant for the needed border distances.

Zur Verbesserung des horizontalen Last-Verformungsverhaltens von Pfählen ist der Einsatz von Flügeln zur Aufweitung des Pfahlschafts im Pfahlkopfbereich eine sinnvolle Maßnahme. Der Bettungswiderstand wird im aufgeweiteten Bereich erhöht und die Verformung reduziert. In diesem Beitrag werden numerische Untersuchungen zur Verbesserung der Tragwirkung vorgestellt und ein Berechnungskonzept abgeleitet. Des Weiteren werden Feldversuche in Sand und Klei beschrieben, bei denen die Tragwirkung des Flügelpfahls messtechnisch dokumentiert wird. Es werden zudem Bemessungsdiagramme für Flügelpfähle in Sand vorgelegt.

On the response of laterally loaded piles with wings.
The use of wings attached to the pile shaft near ground surface is a simple but effective way to improve the lateral pile response. The mobilised soil resistance in this section is significantly higher and the lateral deformation decreases. This paper presents numerical analysis of winged piles and a design method is outlined. Small-scale field trials in sand and organic clay clearly point out the benefit of winged piles and proved the validity of the design method. Furthermore, design charts for a pre-design of winged piles in sand are included.

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Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ekkehard Fehling zu seinem 60. Geburtstag gewidmet
Querzug und Rissbildung führen bei Stahlbeton allgemein zu einer Verminderung der Druckfestigkeit. In Biaxialversuchen an bewehrten Scheiben konnte dies auch für ultrahochfesten Beton (UHFB) bestätigt werden. Dabei ist die Reduzierung der Druckfestigkeit für Feinkorn-UHFB bereits bei kleinen Querzugdehnungen deutlich ausgeprägt. Neben der Druckfestigkeit ist auch die Drucksteifigkeit von einer Abminderung infolge Querzugs und Rissbildung betroffen. Dies lässt sich an UHFB aufgrund seines weitgehend linear elastischen Verhaltens unter Druckbeanspruchung sehr gut nachvollziehen. Durch Zugabe von Stahlfasern verringert sich die Abminderung der Druckfestigkeit sowie der Drucksteifigkeit. Insgesamt fällt die Abminderung der Druckfestigkeit sowohl für faserfreien stabstahlbewehrten UHFB als auch für mit einer Kombination aus Stabstahl und Stahlfasern bewehrten UHFB kaum größer aus als für normalfesten Stahlbeton bzw. normalfesten stahlfaserverstärkten Stahlbeton. Die vorgestellten Ergebnisse erlauben die Formulierung eines Materialmodells für den infolge Querzugs gerissenen, druckbeanspruchten UHFB.

Compressive strength and stiffness of Ultra-High Performance Concrete subjected to transverse tension and cracking
Transverse tension and cracking generally lead to a reduction of compressive strength in reinforced concrete. This could also be confirmed for ultra-high performance concrete (UHPC) in biaxial tests on reinforced concrete panels. The reduction in compressive strength for fine-grained UHPC is already pronounced even with small transverse tensile strains. Besides compressive strength, the compressive stiffness is affected by a reduction due to transverse tension and cracking, too. This can be examined very well on UHPC due to its largely linear elastic behaviour under compressive loading. The addition of steel fibres minimises the reduction of compressive strength as well as compressive stiffness. Overall, the reduction of compressive strength is only little larger for both UHPC reinforced with steel bars only and UHPC reinforced with a combination of steel bars and steel fibres than for normal-strength concrete reinforced in the same manner. Based on the results presented here, a material model for cracked UHPC under compression loading may be developed.

Im Rahmen der Carbonbetonentwicklung steht oft die Frage im Raum: “In welchen Bereichen kann man das Anwendungsfeld des Carbonbetons erweitern?” Die vorliegende Veröffentlichung zeigt die mögliche Anwendung des Carbonbetons im Trockenbausystem. Nach einer ersten Begriffsdefinition wird allgemein auf Trockenbausysteme eingegangen. Davon abgeleitet wird die Anwendung von Carbonbeton in diesem Bereich. Erste vielversprechende Ergebnisse aus Berechnungen, Experimenten und Praxistests werden präsentiert.

Drywall system made of carbon concrete composite
With reference to recent developments of carbon concrete composite the question arises: “Which fields are suitable to extend the application of carbon concrete composite to?” The following publication shows possible applications of carbon concrete composite for drywall systems. A definition of terms is followed by a description of drywall systems in general. The use of carbon concrete composite in this field derives from that section. First promising results are presented following calculations, experiments and practical tests.

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Da korrosionsinduzierte Schäden an Bauwerken im Laufe der Zeit zu immensen Kosten führen, sind die sichere Beurteilung des Korrosionsrisikos und eine frühzeitige Erkennung und zuverlässige Vorhersage der Bewehrungskorrosion Schlüsselaufgaben des Bauwerksmanagements korrodierender Spann- und Stahlbetonbauwerke. Eine Bewertung des Korrosionszustands wird durch die Bauwerksüberwachung (Monitoring) objektiv möglich.
Im vorliegenden Beitrag werden nach einer kurzen Einführung zum monitoringbasierten Lebensdauermanagement die Entwicklung, Erprobung und Optimierung neuartiger kalibrierungsfreier Miniatursensoren zur Erfassung der Bewehrungskorrosion in Betonbauteilen vorgestellt. Mit diesen vielseitig einsetzbaren Korrosionsstellvertretersensoren, die aus mehreren im Bereich der Betonüberdeckung angeordneten, 0,065 mm bis ca. 0,5 mm dünnen Stahldrähten bestehen, kann das Eindringen der Depassivierungsfront in den Beton einfach, zuverlässig und kostengünstig überwacht werden. Basierend auf umfangreichen Untersuchungen im Labormaßstab und der Anwendungserprobung im Zeitraum von mehr als sechs Jahren werden die Erkenntnisse und Weiterentwicklungen der Drahtsensorik präsentiert und diskutiert.

Corrosion Monitoring as an Element of Service-Life-Management
Application of innovative filament sensors for rebar corrosion survey Since corrosion induced damages at civil structures result in enormous costs over lifetime, the assured assessment of the corrosion risk and an early identification and reliable prognosis of rebar corrosion are key tasks of the building management of corroding prestressed and steel reinforced concrete structures. Here an evaluation of the corrosion state is objectively possible by means of Structural Health Monitoring (SHM).
In this contribution after a brief introduction of monitoring based service-life-management, the development, testing and optimization of novel calibration-free miniature sensors for the detection of rebar corrosion in concrete members are introduced. By means of these versatile corrosion dummy sensors, made from several 0,065 mm up to 0,5 mm thin steel filaments and mounted within the concrete cover, the penetration of the depassivation front into concrete can be observed easily, reliably and cost effectively. Based upon various investigations in the lab scale and application testing during the time period of six years, the findings and further developments of the filament sensor will be presented and discussed.

The main lot of the Kerenzerberg safety gallery, a project of the Swiss Federal Roads Office (ASTRA), is currently under construction. In addition to the main works, the construction of a 5.2 km long safety gallery with a tunnel boring machine, the contract includes the excavation of 20 cross-passages and 52 ventilation galleries. The Joint Venture KER450 that was awarded the contact chose to excavate these cross headings simultaneously to the main drive. To implement the logistics concept, which needs to be highly capable and flexible at the same time, the contractor decided on an innovative and emission-free supply system known as Automated Service Vehicles (ASV). These fully electric, wheel-bound vehicles allow an almost automatic operation and were recently developed and supplied by the company VirtuRail. The first experiences after approximately one year of operation are very positive and have proven to be a main factor in the successful realisation of a challenging logistics concept.
Die Arbeitsgemeinschaft KER450 errichtet derzeit im Auftrag des schweizerischen Bundesamts für Straßen (ASTRA) den Sicherheitsstollen Kerenzerberg. Zusätzlich zum Vortrieb des ca. 5,2 km langen Sicherheitsstollens sind 52 Abluftstollen und 18 Querverbindungen zur Bestandsröhre zu errichten. Der Auftragnehmer entschied sich dabei, diese Querbauwerke zeitgleich zum Hauptvortrieb zu erstellen, was eine große Herausforderung an die Logistik stellt. Für die Bewältigung dieser Aufgabe setzt die Arbeitsgemeinschaft ein innovatives Logistikkonzept um. Zum Einsatz kommen sogenannte Automated Service Vehicles (ASV), die rein elektrisch angetrieben sind und einen hoch automatisierten Betrieb ermöglichen. Bei diesen Fahrzeugen handelt es sich um eine Neuentwicklung des Unternehmens VirtuRail. Der Einsatz dieser Fahrzeuge hat sich bewährt und war ein wesentlicher Faktor für die erfolgreiche Umsetzung des gewählten Konzepts.

Weihnachtsaufgabe:
Weihnachtsaufgabe 2022

Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

Persönliches:
Peter Schaumann erhält Auszeichnung des Deutschen Stahlbaues
Martien Teich an die Hochschule München berufen
Nachruf Dr.-Ing. habil. Werner Warkenthin

Wettbewerbe:
Ingenieurpreis 2020 für Sven Plieninger und Anton Braun

Tagungen & Veranstaltungen:
Münchener Kranbahntag 2022

ÖSTV news:
9. Österreichischer Stahlbaupreis 2023