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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Wendner, R.; Strauss, A.; Guggenberger, T.; Bergmeister, K.; Teplý, B.Ansatz zur Beurteilung von chloridbelasteten Stahlbetonbauwerken mit Bewertung der RestlebensdauerBeton- und Stahlbetonbau12/2010778-786Fachthemen

Kurzfassung

Die Sicherstellung eines ausreichenden Zuverlässigkeitsniveaus im Rahmen der Erhaltung von Bauwerken und insbesondere Betonbrücken, welche durch Verkehrs- und Umwelteinflüsse einer kontinuierlichen Verschlechterung im Laufe ihrer Lebenszeit unterliegen, ist in der Regel eine komplexe und teure Aufgabenstellung. Besonders in Regionen mit Streusalzeinsatz in der Winterzeit beeinflusst die Chloridbelastung sowohl den Entwurf als auch die Erhaltung der Bauwerke durch ihren Einfluss auf die Dauerhaftigkeit wesentlich. In diesem Beitrag wird eine Bewertungsstrategie für die durch die Chloridbelastung hervorgerufene Zustandsverschlechterung von Betonstrukturen und deren Auswirkung auf das Sicherheitsniveau sowie die verbliebene Lebenszeit an einem Fallbeispiel vorgestellt. Hierbei werden die Entnahme von Proben, deren Untersuchung, die inverse Analyse des Eindringverhaltens und infolge die Prognose der Chloridkonzentration im Bauteil, die Vorhersage der Korrosionsentwicklung über die Zeit und schließlich die Bestimmung des gegenwärtigen und zukünftigen Zuverlässigkeitsniveaus unter Beachtung der normativ festgelegten Grenzzustände für Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit behandelt. Schlussendlich werden unterschiedliche Erhaltungsstrategien in Bezug auf die zu erwartenden Lebenszykluskosten verglichen.

Approach for the Assessment of Concrete Structures Subjected to Chloride Induced Deterioration
The maintenance of an adequate safety level of concrete bridges under their gradual degradation due to traffic and environmental actions during service life is an expensive, problematic and questionable task. Chloride ion ingress is an important aspect of durability design and maintenance, especially in regions where winter salt application for traffic safety is common, e. g. for highways. A feasible approach for the assessment of chloride induced deterioration and its consequences on the safety level, remaining service life and thus maintenance planning will be presented by a case study. Steps include the extraction of samples, laboratory test, inverse analysis and prognosis of chloride ingress, prediction of likely corrosion propagation over time and determination of the current and future safety level with regard to code based service limit states and ultimate limit states. Finally different maintenance strategies are compared with respect to the total life cycle costs.

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Wendner, R.; Hoffmann, S.; Strauss, A.; Bergmeister, K.; Reiterer, M.Adaptive Flüssigkeitstilger für Vertikalschwingungen von Ingenieurstrukturen, Teil 1: LaborversucheStahlbau12/2007916-923Fachthemen

Kurzfassung

Das Schwingungsverhalten von Ingenieurkonstruktionen aus Stahl- , Stahlbeton- und Spannbeton führt bei Anregung durch Wind, Verkehr, Personen oder Erdbeben trotz statisch ausreichender Bemessung oftmals zu gebrauchstauglichkeitskritischen Zuständen. Dies ist zum einen durch den Trend zu immer schlankeren Bauwerken begründet, zum anderen auch durch Schwierigkeiten bei der Abschätzung des dynamischen Verhaltens in der Planungsphase. Treten kritische Schwingungszustände nach Fertigstellung der Konstruktion auf, so können diese durch den Einsatz von passend abgestimmten Schwingungstilgern effektiv reduziert werden. Der in diesem Artikel vorgestellte Flüssigkeitstilger für Vertikalschwingungen stellt eine wirtschaftlich sinnvolle Alternative zum konventionellen Masse-Feder-Dämpfer-Tilger dar. In der Folge werden die theoretischen Grundlagen näher erläutert sowie die Funktionsfähigkeit anhand zahlreicher Laborversuche demonstriert und neue Wege zur aktiven Steuerung und optimalen Abstimmung vorgestellt. Schlussendlich werden Vor- und Nachteile des vorgestellten Flüssigkeitstilgers für Vertikalschwingungen von Ingenieurkonstruktionen im Vergleich mit dem klassischen Masse-Feder-Dämpfer-Tilger diskutiert.

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Wendner, R.Stahlbeton for Beginners (Scheerer, S. und Proske, D.)Beton- und Stahlbetonbau5/2009320Bücher

Kurzfassung

Keine Kurzfassung verfügbar.

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Wendler, Lea; Löschner, Daniel; Engelhardt, Imke; Telljohann, Gerd; Große-Soetebier, Carsten; Sigmund, Tilo; Neher, MichaelAutomatisierte Schweißnahtnachbehandlung durch höherfrequentes HämmernStahlbau7/2023418-426Aufsätze

Kurzfassung

Die Wirksamkeit der Schweißnahtnachbehandlung durch höherfrequente Hämmerverfahren (HFH) zur Steigerung der Ermüdungsfestigkeit wurde bereits durch eine Vielzahl von Studien belegt. Durch die robotergesteuerte Anwendung der HFH-Verfahren soll die Schweißnahtnachbehandlung in den Herstellprozess automatisiert geschweißter Bauteile integriert werden können und ein wirtschaftlicher Einsatz der HFH-Behandlung innerhalb der Serienfertigung ermöglicht werden. Zudem kann eine automatisierte Qualitätskontrolle in den Nachbehandlungsprozess eingebunden werden, die eine genauere Vermessung der Nahtgeometrie als konventionelle Messmethoden ermöglicht. Dieser Beitrag befasst sich mit der gerätespezifischen Entwicklung einer robotergesteuerten Anwendung der HFH-Nachbehandlung mit dem HiFIT-Gerät sowie einer automatisierten Qualitätskontrolle. Anschließend wird die Verifizierung der Wirksamkeit der automatisierten HFH-Nachbehandlung anhand von Ermüdungsversuchen und der Vermessung der Eindruckgeometrie dargestellt.

Automated post weld treatment by High Frequency Impact Treatment
The effectiveness of post weld treatment by High Frequency Mechanical Impact Treatment (HFMI) to increase the fatigue strength has already been proven by numerous studies. An automated application of HFMI-treatment can be integrated in the manufacturing process of automated welded constructions and enables an economical use of HFMI-treatment within series production. Furthermore, an automated quality control can be embedded in a robot-controlled HFMI-process, which enables a more precise measurement of the weld geometry than conventional measuring methods. This article covers the device-specific development of a robot-controlled application of HFMI-treatment by the HiFIT-tool as well as an automated quality control. Following, the verification of the effectiveness of an automated HFMI-treatment by fatigue tests and the measurement of the geometry of the HFMI groove is presented.

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Wendland, D.; Jäger, W.; Schulten, C.Experimenteller Bau einer frei geformten MauerwerksschaleMauerwerk4/2007178-185Fachthemen

Kurzfassung

An einer frei geformten Schalenkonstruktion werden die Möglichkeiten des Mauerwerks jenseits von senkrechten ebenen Bauelementen ausgelotet. Die Form wurde mit skulpturalen Arbeitstechniken entwickelt und auf Basis einer numerischen Modellierung schrittweise so weit optimiert, dass sie standfest wurde. In der Umsetzung im Maßstab 1:1 konnte die praktische Realisierbarkeit demonstriert werden.
Das Projekt zeigt die Formbarkeit von Mauerwerk auch im Rahmen der allgemeinen technischen Anforderungen an Mauerwerksbau sowie die Wege, wie sich dies erreichen lässt. Dabei erweist sich auch die Machbarkeit geometrisch komplexer Schalenkonstruktionen aus Mauerwerk.
Eine weitere Besonderheit des Projekts liegt in dem Ansatz, mit Hilfe moderner Informationstechnik wie in einem industriellen Prozess einen direkten Informationsfluss von der Planung zur Fertigung zu etablieren. Für die Randträger der Schale wurde ein Konstruktionsdetail zur Bewehrung des Mauerwerks quer zur Lagerfuge entwickelt.

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Wendland, D.Zur traditionellen Technik des freihändigen GewölbebausMauerwerk4/2004153-158Fachthemen

Kurzfassung

Die Kunst, Gewölbekappen freihändig, also ohne Schalung, zu errichten, wird heutzutage nur noch von wenigen Spezialisten beherrscht und ist bei Architekten weitgehend unbekannt. Aus der historischen technischen Literatur lassen sich jedoch Informationen darüber gewinnen, die durch eine kritische Analyse zugänglich werden. Am Lehrstuhl Tragwerksplanung der Technischen Universität Dresden wurde zum besseren Verständnis ein Versuchsbau errichtet.

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Wendl, Katharina; Scholz, Marcus; Thuro, KuroschCharakterisierung der ingenieurgeologischen Vortriebsdokumentation von Hydroschildvortrieben am Beispiel der Baulose H3-4 und H8 im Unterinntalgeotechnik3/2012168-176Fachthemen

Kurzfassung

Die geologische Vortriebsdokumentation bei Hydroschildvortrieben ist aufgrund der im Regelbetrieb unzugänglichen Ortsbrust im Vergleich zu konventionellen Vortrieben erschwert und wurde daher in der Vergangenheit häufig vernachlässigt. Die Erfahrung aus zwei Vortrieben im Unterinntal/Tirol zeigt jedoch, dass trotz dieser erschwerten Bedingungen eine Vortriebsdokumentation möglich und zielführend ist. Der vorliegende Beitrag beschreibt die ingenieurgeologische Vortriebsdokumentation bei Hydroschildvortrieben, die sich aus einer indirekten und einer direkten Dokumentationsweise zusammensetzt. Als indirekte Dokumentation wird dabei die Erfassung der Eigenschaften des Ausbruchsmaterials im Regelvortrieb bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird bei der direkten Dokumentation das Gestein während eines Drucklufteinstiegs an der Ortsbrust begutachtet. Aus der Kombination beider Dokumentationsweisen und der Einbeziehung weiterer Informationen aus dem Vortriebsgeschehen ergibt sich ein gutes Abbild der aufgefahrenen geologischen Verhältnisse. Des Weiteren ist die Kenntnis der geologischen Gegebenheiten eine Voraussetzung für die Analyse der Wechselwirkungen zwischen Baugrund und Maschine.

Characterisation of engineering geological documentation of slurry shield drives - practical experience from construction lots H3-4 und H8 in the Lower Inn Valley.
The engineering geological documentation of slurry shield drives is limited due to adverse accessibility of the tunnel face during a slurry shield drive. Due to this reason, an extensive geological documentation was rather an exception than default in the past. A detailed engineering geological documentation has been established during two slurry shield drives in Tyrol/Austria, which showed that geological documentation is possible and contributes well to supporting the site management. The documentation comprises two parts: the indirect documentation of the excavated material and the direct documentation of the tunnel face under hyperbaric air support during maintenance interruptions. Combining the results of indirect and direct documentation leads to a complete and detailed picture of the geological conditions. Therefore it will become possible to compare the prognosis to the encountered condition. Furthermore profound consideration of geological aspects leads to a better understanding of interactions between building ground and slurry shield drive.

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Wendeler, Corinna; Gröner, Eberhard; Matthesius, JürgenProtection against debris flows using flexible ring net barriers in the Teufelskadrich, Germany / Murgangschutz Teufelskadrich mit flexiblen RingnetzbarrierenGeomechanics and Tunnelling4/2012389-396Topics

Kurzfassung

The steep slope along the river Rhine between the German villages of Lorch and Assmannshausen is called the “Teufelskadrich”. The railway line of German federal railways and the motorway run alongside the river Rhine between the foot of the slope and the riverbank. In July 2008, after heavy rain and thunderstorms, several landslides and small debris flows occurred in the area, closing the railway line for several days. Twelve flexible ring net barriers were designed, manufactured and installed within two months as part of an emergency procedure. These lightweight ring net barriers are quick to install and are suitable for slopes with difficult access. They can also blend in with nature once installed, which was important in the “Teufelskadrich” area as the valley is a popular tourist destination. With the new barriers installed on the slope, mobilised landslide or debris flow material is drained and retained by the filtering effect of the ring net barriers. As an additional measure, some of the deposited debris has been stabilised using a slope stabilisation system, utilising high-tensile chain link mesh and soil nails. Most of the future material is thus already retained in the catchment area, further reducing erosion and limiting mass mobilisation in case of an event.
Im Teufelskadrich, einem zwischen Lorch am Rhein und Assmannshausen gelegenen steilen Abhang des Rheinischen Schiefergebirges, wurde infolge von Hangrutschungen und kleineren Murgängen im Juli 2008 die dortige Hauptbahnverbindung für mehrere Tage unterbrochen. Auslösendes Moment der Massenbewegungen waren Starkniederschlagsereignisse im Zuge eines Gewitters. Im Rahmen einer Sofortmaßnahme wurde innerhalb von zwei Monaten in enger Zusammenarbeit zwischen DB AG, Planer, Produkthersteller und ausführenden Bauunternehmungen ein in Deutschland neuartiges Schutzsystem aus zwölf flexiblen Ringnetzbarrieren realisiert. Diese Systeme eignen sich durch ihre einfache und schnelle Installation im schwer zugänglichen Gelände, ohne dabei das touristisch geprägte Landschaftsbild der “Loreley-Region” des Rheins stark zu beeinträchtigen. Zukünftige Murgangereignisse sollten folglich nicht mehr zu einem Stillstand des Bahnverkehrs und einer Gefährdung von Mensch und Infrastruktur in diesem Gebiet führen.

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Wendeler, Corinna; Bühler, Yves; Bartelt, Perry; Glover, JamesApplication of three-dimensional rockfall modelling to rock face engineering / Anwendung eines 3D-Steinschlag Modells für FelssicherungenGeomechanics and Tunnelling1/201774-80Topics

Kurzfassung

Many problems in engineered rock faces involve evaluation of the efficiency of rockfall mitigation measures, specifically rockfall dams, embankments and catch nets. Existing rockfall trajectory models are not suited for this purpose because they do not consider the non-linear dynamics of rock motion, which is highly dependent on rock size, shape and impact configuration. In this paper, we discuss the application of the new 3D rockfall modelling tool RAMMS::Rockfall, which computes rock-ground interactions using hard-contact impact mechanics. The model is applied to evaluate the effectiveness of a rockfall bank at the Geobrugg/WSL test site in Walenstadt, Switzerland.
Viele Fragestellungen bezüglich Steinschlagschutz betreffen die Effizienz von Schutzsystemen, vor allem bei einer Neubeurteilung von Steinschlagschutzwällen, -dämmen sowie flexiblen Fangnetzen. Viele bestehende Steinschlag-Trajektorien-Modelle sind nicht geeignet für diesen Zweck, da sie das nichtlineare Verhalten der Steinbewegung, die stark von der Größe und Form der Sturzblöcke sowie den Aufschlagparametern abhängt, nur ungenügend abbilden. In dem vorliegenden Beitrag wird die Anwendung des neuen 3D-Steinschlagmodells RAMMS::Rockfall vorgestellt, das die Interaktion zwischen Stein und Untergrund mittels mechanischer Modelle berechnet, die von einem harten Kontakt zwischen den beiden Einflussgrößen (Stein und Untergrund) ausgehen. Das Berechnungsmodell wird an einem Fallbeispiel angewendet, um die Effizienz eines Steinschlagdamms in der gemeinsamen Testanlage der Firma Geobrugg AG und der WSL in Walenstadt, Schweiz, zu überprüfen und neue Schutzmaßnahmen zu planen.

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Welzel, Mario; Schendel, Alexander; Goseberg, NilsGWK+: Erweiterung des Großen Wellenkanals - Analyse des EinlaufbereichsBautechnik8/2021541-551Aufsätze

Kurzfassung

Der notwendige Ausbau maritimer erneuerbarer Energien bedingt die eingehende Untersuchung von strukturellen Belastungsgrenzen und potenziellen Umwelteinflüssen von Offshore-Strukturen. Großmaßstäbliche Versuchseinrichtungen nehmen hierbei eine wichtige Rolle ein, da nur hier Belastungen, die sich mit der Expansion von Offshore-Strukturen in größere Wassertiefen ergeben, realitätsnah untersucht werden können. Von besonderer Bedeutung für die Bemessung von Offshore-Strukturen ist eine realistische Abbildung der komplexen Überlagerung von Wellen und Strömung, die bisher nur in wenigen Versuchseinrichtungen großmaßstäblich möglich ist. Mit der Erweiterung des Großen Wellenkanals (GWK) in Hannover zum GWK+ wird ab 2022 die erste Versuchsanlage dieser Art in Deutschland zur Verfügung stehen. Die Planung und Konstruktion der Einleitung einer zusätzlichen Strömung in einen Wellenkanal mit dem Ziel der Erreichung natürlicher Strömungszustände stellt eine große Herausforderung dar. Als wesentliche strömungstechnische Komponente soll daher in diesem Beitrag die Entwicklung der Strömungseinleitung in den erweiterten GWK vom Entwurf bis hin zu einer Optimierung durch ein eigens hierfür geschaffenes 1:10-Modell beschrieben werden. Einblicke in die Umsetzung, die strömungstechnischen Herausforderungen sowie die Optimierung der Strömungseinleitung in einen Wellenkanal mittels Leitwände und verstellbarer Lamellen sowie die Passfähigkeit eines 1/15-Potenzgesetzes für das vertikale Strömungsprofil werden gegeben.

GWK+: extension of the large wave flume in Hannover - analysis of current inlet
The necessary expansion of maritime renewable energies requires the detailed investigation of structural load limits and potential environmental impacts of offshore structures. Large-scale test facilities play an important role in this context, as they provide the rare opportunity to investigate offshore structures in large scale under realistic conditions. Of particular importance for the design of offshore structures is a realistic representation of the complex superposition of waves and currents, which is currently only possible in a few large-scale test facilities. With the extension of the large wave flume (GWK) in Hannover to the GWK+, the first test facility of this kind in Germany will be available from 2022. The design and construction of an additional current inlet into a wave channel represents a major technical challenge. The design of the current inlet must ensure that flow conditions similar to those in nature can be reproduced in the study area of the wave channel. As an essential flow component, this paper will therefore describe the development of the current inlet into the extended GWK from the design stage to further optimization by means of a 1:10 model created specifically for this purpose. Insights into the implementation, the flow-related challenges as well as the optimization of the current inlet into the wave flume by means of guiding walls and adjustable guiding vanes, and the general suitability for the approximation of the vertical velocity profile as a 1/15 law are presented.

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Welzel, Ch. S.Hassan Fathy - Erinnerung an den großen ägyptischen ArchitektenBautechnik1/200167-69Berichte

Kurzfassung

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Welzel, Ch. S.Beirut im Wiederaufbau - wie "Phönix aus der Asche"Bautechnik6/1999516-518Berichte

Kurzfassung

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Welzel, Ch. S.Saudi Arabien - ein Land zwischen Tradition und ModerneBautechnik5/1998325-331Berichte

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Welzel, Ch. S.Wiederaufbau der Bibliothek von Alexandria - Glorie des Altertums.Bautechnik9/1996634-636Berichte

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Welter, RobertVerstärken mit CFK-LamellenBautechnik1/201248-57Berichte

Kurzfassung

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Welsch, Torsten; Reißen, Karin; Schnellenbach-Held, Martina; Hegger, Josef; von Weschpfennig, Dieter; Haardt, PeterPraxiserfahrungen zum Verstärken von BetonbrückenBeton- und Stahlbetonbau4/2016241-252Berichte

Kurzfassung

Steigende Beanspruchungen insbesondere durch Schwerlastverkehr und altersbedingte Tragfähigkeitsdefizite älterer Brückenbauwerke führen dazu, dass zahlreiche Betonbrücken instand gesetzt oder verstärkt werden müssen. Um einen Beitrag zur konstruktiv und wirtschaftlich erfolgreichen Durchführung zukünftiger Verstärkungsmaßnahmen zu leisten, wurde im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) eine Erfahrungssammlung zu “Verstärkungen älterer Beton- und Spannbetonbrücken” erstellt [1]. In der Dokumentation wird ein Überblick über den Stand der Technik der im Massivbrückenbau eingesetzten Verstärkungstechniken gegeben, und insgesamt 76 durchgeführte Verstärkungsmaßnahmen werden ausgewertet. Repräsentative Verstärkungsmaßnahmen werden in anonymisierter Form detailliert vorgestellt. Der vorliegende Bericht gibt einen Überblick über die in Kürze erscheinende Erfahrungssammlung [1], wobei die wesentlichen Erfahrungen der ausgewerteten Anwendungsfälle vorgestellt werden.

Experiences on the Strengthening of Concrete Bridges
Increasing loads, in particular by heavy-duty traffic, and age-related load-bearing deficits of older bridges result in the need of repairing and strengthening numerous concrete bridges. In order to contribute to a successful realization of future strengthening measures, a collection of experiences focusing on economical and constructive perspectives was provided on behalf of the German Federal Highway Research Institute (BASt). In this documentation [1], an overview is given on the state of the art of strengthening technologies for reinforced and prestressed concrete bridges, and the experiences of 76 strengthening measures are summarized. Representative strengthening measures are presented in anonymized form. This report describes the new documentation [1], and essential experiences of the evaluated cases of application are introduced.

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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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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, 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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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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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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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, 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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