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Die chemische Vorspannung ist ein alternatives Verfahren zur Spannungseinleitung in Beton, das ohne mechanische Spannvorrichtungen auskommt. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten von dünnen textilbewehrten Quellbetonelementen vorgestellt. Hierzu wurden Verformungsmessungen zum freien und behinderten Quellen an Probekörpern unterschiedlicher Quellbetonmischungen sowie experimentelle Untersuchungen zum Biege- und Verbundverhalten von dünnen, mit Carbontextilgittern bewehrten Probekörpern durchgeführt. Die Versuchsergebnisse bestätigen, dass die Verwendung von Quellzusatzmitteln das Verhalten des Textilbetons beeinflusst. Die Beanspruchung bei Erstrissbildung sowie die Durchbiegung bei Erstrissbildung können mit zunehmendem Anteil von Quellzusatzmitteln erhöht werden. Zudem erreichen die Probekörper aus Quellbeton höhere maximale Verbundspannungen als entsprechende Probekörper ohne Quellzusatzmittel.

Flexural and bond behaviour of chemically prestressed concrete elements with textile reinforcement
Chemical prestressing is a method of introducing stresses into concrete with the use of expansive admixtures instead of mechanical devices. The paper presents an approach to chemical prestressing of thin textile reinforced concrete elements. Measurements of free and restraint expansion are described, as well as experimental investigations regarding flexural and bond behaviour of thin specimens with carbon textile grids. Results of four-point bending tests on slab members and of bond tests are presented. It was confirmed that the use of expansive concrete influences the behaviour of textile reinforced concrete specimens. The cracking load can be increased with increasing amount of expansive admixture, as well as the deflection at first cracking. Similarly, higher maximal bond stresses are achieved for specimens made of expansive concrete that of control mixture. The results are evaluated and an overview is provided.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rolf Kindmann zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Das als Königliches Schauspielhaus im Zeitraum von Dezember 1911 bis zum September 1913 errichtete Theatergebäude hat eine wechselvolle Geschichte erfahren. Hierzu gehörten die Zerstörungen am 13. und 14. Februar 1945 durch die alliierten Luftangriffe auf Dresden und der unmittelbare Wiederaufbau mit den bescheidenen Mitteln der Nachkriegsjahre. Zu DDR-Zeiten wurde das Gebäude als multifunktionale Veranstaltungsstätte für Oper, Ballett, Schauspiel und Staatskapelle genutzt, da die naheliegende Semperoper noch durch Kriegsschäden zerstört war und erst im Februar 1985 erneut in Betrieb gehen konnte. Nach der “Wende” wurde ein Architekturwettbewerb ausgelobt, der als einen der wesentlichen Eingriffe die Abtragung und den Neuaufbau des Zuschauerraumes vorsah. Gegen zeitgemäße Entwürfe konnte sich der Vorschlag des Dresdener Architekturbüros Hänsch zu einer Rekonstruktion in enger Anlehnung an den Zustand von 1913 durchsetzen, der bis zum September 1995 umgesetzt wurde. Beim Hochwasser im August 2002 wurden durch das eindringende Wasser von Elbe und Weißeritz die Unterbühne überflutet und zahlreiche technische Anlagen zerstört. Nach der Beseitigung der Flutschäden erfolgte im Jahr 2007 eine Außensanierung mit der Wiederherstellung des ehemals weißen Anstrichs des Gebäudekomplexes. Zur “Erhaltung der Spielfähigkeit” wurde das Dresdener Schauspielhaus innerhalb einer verlängerten Spielpause im Jahr 2016 umfangreich saniert und modernisiert. Zu den Maßnahmen gehörten die Modernisierung des technischen Ausbaus, insbesondere die Erneuerung der Bühnentechnik, Nachbesserungen zum Brandschutz, die Ertüchtigung des Dachtragwerks vom Bühnenturm, die Sanierung des Parketts, des Gestühls und der Dekorationsmalereien im Zuschauersaal. Im vorliegenden Beitrag werden nach einem geschichtlichen Rückblick die Untersuchungen zur Standsicherheit des Dachtragwerkes vom Bühnenturm, die Modernisierung der Bühnentechnik, die Planungen zur Ertüchtigung und Ergänzungen des Stahltragwerks sowie die bauliche Umsetzung beschrieben.

The Dresden Schauspielhaus - Revitalisation and upgrading of the supporting structures of the stage roof.
The Dresden Schauspielhaus, built as a royal theater in the period from December 1911 to September 1913, has undergone a changeful history. These included the destruction on the 13th and 14th February 1945 by the Allied air raids on Dresden and the reconstruction with the modest means of the post-war years. In GDR times, the building was used as a multifunctional venue for opera, ballet, drama and Staatskapelle, since the nearby Semper Opera House was still destroyed by war damages and could only went into operation again in February 1985. After the reunification of Germany, an architectural competition was held which, as one of the most important interventions, provided the ablation and reconstruction of the spectator hall. Against modern designs, the proposal of the Dresden architectural office Hänsch for a reconstruction closely to the state of 1913 prevailed, which was implemented until September 1995. During the floods in August 2002, the water of the Elbe and Weißeritz floods the lower stage area and destroys many technical facilities. After repairing of the flood damages in 2007, an external renovation took place with the restoration of the former white painting of the building complex. The Dresdener Schauspielhaus was extensively renovated and modernised within an extended break of the spectacle in 2016 in order to “maintain the capability to play”. The measures included the modernisation of the technical equipment, in particular the renewal of the stage technology, upgrading of the fire protection, the strengthening of the roof structure from the stage tower, the restoration of the parquet, seating and the decorative paintings in the spectator hall. Following a historical review this paper presents the investigations of the structural safety of the stage roof structure and the modernisation of the stage equipment. In addition the planning of the strengthening measures and supplemental structures as well as the implementation will be described.

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The precast shear wall structure has outstanding features for green buildings due to its construction convenience, safety, high quality and low pollution. In general, precast concrete shear walls are connected by multiple joints. The joint between precast walls has very strong influence on the whole structure, which calls for more detailed investigation. A new kind of connection - the joint connecting beam - was developed to connect the vertical reinforcement in precast concrete shear wall structures. This innovative connecting method has the advantages of convenient operation and saving steel. To evaluate the performance and for better application of the joint connecting beam, an experiment on seven full-scale specimens was conducted under cyclic loading, including two cast-in-situ walls and five precast walls with varying reinforcement and sectional heights of the joint connecting beam. A comparison was performed between cast-in-situ walls and precast walls with joint connecting beam, focusing on failure mode, hysteretic curve, skeleton curve, bearing capacity, ductility and energy-dissipating capacity. The results show that the joint connecting beam can effectively transfer the load of precast walls, especially for squat precast walls. Moreover, finite element models were developed to simulate the performance of the specimens. The simulation results agree well with experimental results.

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In den Empfehlungen des Arbeitskreises "Baugrunddynamik", veröffentlicht im Heft 10/98 der Bautechnik, ist ein Beispiel für indirekt über Bodenschwingungen erregte Fundamente enthalten. Darin wird die vertikale Wegamplitude behandelt. Bei einem Fundament, dessen Grundrißmaß in Ausbreitungsrichtung der Bodenwelle nicht mehr klein im Verhältnis zur Wellenlänge ist, treten auch Kippschwingungen auf. Es werden die Formeln für den Drehwinkel der Kippschwingungen des Fundaments infolge indirekter Erregung hergeleitet und ein Zahlenbeispiel gerechnet.

Ernst & Sohn Nachwuchspreis bester Vortrag Münchener Stahlbautage 2019
Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF) ist ein additiver Fertigungsprozess, mit dem steifigkeitsoptimierte Bauteile gewichtsreduziert gefertigt werden können. Die mechanischen Eigenschaften sind vergleichbar mit denen von gegossenen Bauteilen, im Idealfall sogar mit geschmiedeten. In der Luft- und Raumfahrtbranche sowie im Automotive-Bereich und Medizinsektor wird die additive Fertigung bereits eingesetzt. Für sicherheitsrelevante Bauteile wird jedoch die additive Fertigung bisher nur selten verwendet. Dies ist auf die unzuverlässige Reproduzierbarkeit der mechanischen Eigenschaften zurückzuführen. Großer Forschungsbedarf besteht bspw. bei der Verknüpfung von LPBF-Produktionsparametern mit zuverlässigen Produktionsparametern. In diesem Bericht wird der Zusammenhang zwischen Abkühlraten im LPBF-Prozess und den resultierenden mechanischen Eigenschaften von 316L (1.4404) untersucht. Zu diesem Zweck wurden unterschiedliche Probengeometrien additiv gefertigt und die jeweiligen Abkühlraten in situ mittels Thermografie erfasst. Anschließend wurden Zugversuche und metallografische Untersuchungen durchgeführt. Je nach Geometrie der Zugproben konnten verschiedene Abkühlraten nachgewiesen werden, die schlussendlich zu unterschiedlichen Zugfestigkeiten führten.

Effect of cooling rate on the mechanical properties of 316L tensile specimen, manufactured by Laser Powder Bed Fusion
Laser-Powder Bed Fusion (LPBF) is an additive manufacturing process, which allows weight savings of components through structural optimization without loss of stiffness. The mechanical properties are comparable with casted and - under ideal conditions - even with forged components. In the aerospace industry, as well as in the automotive and medical sector, LPBF is already applied. However, LPBF has only been used for components which are not safety-related. This is mainly due to the unreliable reproducibility of the mechanical properties of this process. Research has to be executed to find correlations between LPBF-parameters and reliable product properties. This report investigates the relationship between cooling rates in the LPBF process and the resulting mechanical properties of 316L (1.4404). For this purpose, different sample geometries were manufactured. The respective cooling rates were measured by in-situ-thermography. After that, tensile tests and metallurgical investigations were performed. Depending on the geometry, different cooling rates were observed, which finally led to different tensile strength results.

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Die menschengemachten CO2-Emissionen sind weiterhin viel zu hoch, um die 2015 im Pariser Klimaabkommen gesetzten Ziele - nämlich eine Beschränkung der Erderwärmung auf 1,5 °C im Vergleich zum vorindustriellen Zeitraum - zu erreichen. Das Bauwesen spielt dabei eine besondere Rolle, denn es ist anteilig der größte Emittent des klimaschädlichen Gases CO2. Der vorliegende Aufsatz untersucht deshalb Umfang und Reduktionspotenzial der grauen Emissionen, die für Herstellung, Einbau und Abbruch von tragwerksrelevanten Bauelementen in Deutschland entstehen. Ziel ist es hierbei, einzuhaltende Grenzwerte aufzuzeigen und zu erläutern, welche Maßnahmen bereits in frühen Planungsphasen eine deutliche Reduktion der grauen Emissionen möglich machen.

Embodied emissions in the building sector
The global, manmade CO2-emissions remain on a high level. Too high to meet the objectives that were set in the Paris agreement on climate change in 2015. Reducing the global warming to 1,5 °C compared to preindustrial times seems to be a hopeless endeavor. When it comes to a sustainable future, the building industry is the most critical sector since it emits the most climate harming CO2-emissions. In this paper we address the embodied emissions that occur with production, implementation and disassembly of construction materials in Germany. It is shown what limits must not be overtaken and which manners enable a reduction of emissions in early planning phases.

Im konstruktiven Ingenieurbau wie auch im Stahlwohnungsbau gibt es ein gesteigertes architektonisches Interesse, die tragenden Stützen außerhalb der Gebäudehülle anzuordnen. Um die Bildung von Wärmebrücken zwischen außen liegender Stütze und innen verlaufendem Riegel zu vermeiden, kann die Stirnplattenverbindung dieser beiden Bauteile mittels einer Zwischenplatte aus glasfaserverstärktem Kunst-stoff thermisch getrennt werden. Auf der Basis des bisherigen Kenntnisstandes wurden Untersuchungen an geschraubten, biegesteifen und mit einer thermischen Trennschicht versehenen Stirnplattenstößen durchgeführt, welche eine praxisnahe Betrachtung des Trag- und Verformungsverhaltens thermisch getrennter biegesteifer Stirnplattenstöße ermöglichten.

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Bei der Injektion von Feinstbindemittelsuspensionen kommt es als Folge von Tiefenfiltrationsmechanismen zu einer Anreicherung der Bindemittelpartikel in der Nähe der Injektionsquelle sowie reduzierten Bindemittelgehalten in den Randzonen der Injektionskörper. Hierdurch kommt es zu einer Verringerung der prognostizierten Injektionsreichweiten. Gleichzeitig ergeben sich in den Randzonen der Injektionskörper erhöhte Durchlässigkeiten und reduzierte Festigkeiten. Mit Hilfe einer Serie von großmaßstäblichen Injektionsversuchen wurden die Auswirkungen von Tiefenfiltrationsmechanismen auf die Ausbreitung von Feinstbindemittelsuspensionen in Lockergesteinen untersucht und Hinweise für die Ausführung von Injektionsmaßnahmen mit Feinstbindemittelsuspensionen gegeben.

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Übliche Qualitätsprüfungen an mineralischen Deponiedichtungsschichten nach Frosteinwirkung beschränken sich in der Regel auf den Nachweis der geforderten Einbaudichte bzw. Durchlässigkeit. Diese Parameter sind insbesondere unter den Bedingungen des geschlossenen Systems und schneller Frosteindringung nicht immer alarmierenden Veränderungen unterworfen oder werden als solche nicht erkannt. Gleichzeitig kann daraus allerdings nicht auf eine Beeinträchtigung mechanischer Parameter, wie die Grenzdehnbarkeit oder die Scherfestigkeit geschlossen werden. Der vorliegende Beitrag dokumentiert Versuche, in denen drei Deponiedichtungserdstoffe hinsichtlich Durchlässigkeit, Grenzdehnbarkeit und einaxialer Druckfestigkeit nach einem bzw. zwei Frost-Tau-Wechseln (geschlossenen System) untersucht und vergleichend gegenübergestellt wurden. Dabei zeigte sich, daß nach zwei Frostdurchgängen bei allen Materialien der Durchlässigkeitsgrenzwert von 5 mal 10 hoch -10 m/s überschritten wurde, es jedoch lediglich in einem Fall zur Überschreitung des Grenzwertes von 5 mal 10 hoch -9 m/s kam. Hinsichtlich der Grenzdehnbarkeit, ein für die Einschätzung der Verformungssicherheit im Rahmen der Deponienachsorge wichtiger Kennwert, zeigte lediglich ein Erdstoff eine signifikante Abnahme. Die anderen beiden Erdstoffe reagierten hingegen mit signifikanten Abnahmen der Grenzzugspannung und der einaxialen Druckfestigkeit. Ergänzende computertomographische Aufnahmen dienten der Veranschaulichung der erreichten Gefügehomogenität der verdichteten Materialien, waren allerdings nur bedingt zur Visualisierung frostbedingter Gefügeänderungen geeignet.

Die Applikation eines Oberflächenschutzsystems befahrener korrosionsgefährdeter Stahlbetonbauteile wird seit vielen Jahren im Rahmen des nach TR Instandhaltung [3] definierten Prinzips 8.3 (W-Cl) angewandt. Die damit erreichbare Wirkung dieses Instandsetzungsprinzips ist nach wie vor schwer einzuschätzen, da sowohl der zeitliche Verlauf der von verschiedenen Einflüssen abhängigen Korrosionsaktivität als auch die Chloridumverteilung infolge der Beschichtung nicht eindeutig bestimmt sind. Der Fokus der vorliegenden Arbeit liegt auf der dreidimensionalen zeitabhängigen Erfassung der Chloridumverteilung nach dreimonatiger, damit kurzzeitiger, intermittierender Tausalzkontamination bewehrter gerissener Betonbalken und anschließender Beschichtung. Nach dieser Kurzzeitexposition wurden die Risse beschichtet und über einen Zeitraum von 18 Monaten insgesamt 160 Chloridprofile aus dem chloridbelasteten Rissbereich des Betons entnommen. Die Versuchsmatrix umfasste dabei sowohl Biege- als auch Trennrisse sowie CEM-I- und CEM-III-Betone. Die tiefenabhängigen Chloridgehalte aus der Bohrmehlentnahme der baupraktisch üblichen Blindprofile (über dem Riss senkrecht gebohrt) wurden durch die Chloridgehalte der Profile entlang der nachträglich offengelegten Rissflanken bestätigt. Zusätzlich konnte senkrecht zur Rissflanke kein signifikanter Einfluss der Grenzfläche zwischen Beton und Bewehrung gegenüber unbewehrtem Beton als begünstigender oder limitierender Faktor ausgemacht werden. Da bei den meisten Profilen am Ende des Untersuchungszeitraums von 18 Monaten in unmittelbarer Nähe zum Riss immer noch Chloridgehalte über 0,5 M.-%/z. vorlagen, ist, zunächst nur Informationen zum Chloridgehalt in Betracht ziehend, aktive Korrosion nach wie vor nicht auszuschließen.

Chloride redistribution in cracked and with W-Cl repaired reinforced concrete structures
The application of a surface protection system to avoid corrosion in frequented reinforced concrete structures, has been used for many years as a part of the repair method 8.3 (W-Cl). The effectiveness of this repair method is still not clearly established, since both the course of the corrosion mechanisms and the chloride redistribution as a result of the coating have not been clearly determined. Thus, the focus of the present work tackles three-dimensional, time-dependent recording of chloride redistribution after three months of intermittent de-icing salt contamination of reinforced, cracked concrete beams and subsequent surface coating. A total of 160 chloride profiles have been collected over a period of 1.5 years. The test matrix included both bending and transverse cracks as well as CEM I and CEM III concretes. The depth-dependent chloride contents determined from drilling dust sampling of blind profiles used in construction practice were confirmed by the chloride contents of the profiles along the subsequently opened crack flanks. In addition, perpendicular to the crack flank, no significant influence of the interface between concrete and reinforcement could be identified as a favoring or limiting factor compared to plain concrete. Most of the profiles still showed chloride contents above 0.5 M.-%/c. in the immediate vicinity of the crack at the end of the investigation period of 1.5 years. From this point of view corrosion activity still cannot be excluded entirely.

Eine baubegleitende oder langfristige Überwachung von historischen Bauwerken dient der Bemühung, Einwirkungen und Veränderungen an der bestehenden Bausubstanz frühzeitig zu erkennen, um etwaige Schädigungen zu verhindern und den Bestand zu sichern. Mit dem dargelegten Instrumentierungskonzept für Schloß Tirol in Südtirol wurde versucht, einige aussagekräftige Größen zu identifizieren und zu erfassen, um dieser Aufgabe mit den vorhandenen Mitteln bestmöglich gerecht zu werden. Zudem soll auch ein Abriß der wichtigsten Erkenntnisse aus den gewonnenen Meßdaten diskutiert werden.

An Schwachwindstandorten ist ein wirtschaftlicher Betrieb von Windenergieanlagen (WEA) zumeist nur mit großen Rotordurchmessern und Nabenhöhen möglich. Große Nabenhöhen stellen große Herausforderungen an die Tragfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit der Türme, die für den sicheren Betrieb der Anlage bestimmte statische und dynamische Eigenschaften erfüllen müssen. In Kombination mit steigenden Nennleistungen führt dies zu höheren Betriebslasten bei derartigen WEA. Für materialeffiziente Stahlrohrturmstrukturen sind daher erhöhte Anforderungen an die Schwingfestigkeit geschweißter Kerbdetails notwendig. Dieser Aufsatz befasst sich mit Untersuchungen zur Bewertung der Schwingfestigkeit eines typischen Konstruktionsdetails, der Schweißbuchse. Darüber hinaus werden alternative Konzepte mit dem Ziel der Schwingfestigkeitssteigerung vorgestellt und bewertet, welche einerseits auf die Reduktion des Wärmeeintrags und anderseits auf die Randschichtverfestigung setzen. Neben experimentellen Unter suchungen zum Blechdicken- und Mittelspannungseinfluss werden auf Basis der neu erschienenen Norm DIN 18088-3 [1] die Möglichkeiten einer praxisnahen Anwendung von numerisch basierten Nachweiskonzepten zur Ermüdungsfestigkeit beleuchtet und den Versuchsergebnissen vergleichend gegenübergestellt.

Experimental and numerical investigations on the fatigue strength of welding details in tubular steel towers for wind turbines
At low-wind locations, economic operation of wind turbines is usually only possible with large rotor diameters and hub heights. Large hub heights present great challenges to the ultimate and fatigue limit state of the towers, which must meet certain static and dynamic requirements for the safe operation of the turbine. For material-efficient tubular steel tower structures, higher requirements are therefore necessary for the fatigue strength of welded notch details. This article deals with investigations to evaluate the fatigue strength of a typical design detail, the weld bushing. In addition, alternative concepts with the aim of increasing the fatigue strength are presented and evaluated, which on the one hand focus on the reduction of heat input and on the other hand on the surface layer hardening. In addition to experimental investigations on the influence of plate thickness and mean stress, the newly published standard DIN 18088-3 [1] will be used to examine the possibilities of a practical application of numerically based verification concepts for fatigue strength and compare them with the test results.

In der südkoreanischen Metropole entstand in den Jahren 2007 bis 2011 das Busan Cinema Center (BCC), das ab 2012 Schauplatz für das Busan International Film Festival (BIFF) sein wird, eines der wichtigsten Filmfestspiele in Asien. Zwischen einem Kinokomplex in Massivbauweise mit mehreren Kinosälen und einem großen Theatersaal sowie einem Verwaltungsbau spannen zwei Stahldächer mit gewaltigen Ausmaßen, welche die Open-Air Bereiche des BCC überspannen und dem Projekt ihre charakteristische Signatur verleihen. Während das so genannte small roof zwischen den Gebäuden ca. 110 m weit gespannt ist, kragt das big roof an einer Seite spektakuläre 85 m aus und ist somit die weiteste Dach-Auskragung der Welt.

The roofs of the Busan Cinema Center.
The Busan Cinema Center (BCC) has been built between 2007 and 2011 in the Southkorean metropolis Busan. The BCC will be the future location for the Busan International Film Festival (BIFF), which is one of the most important film festivals in Asia. Two roofs with immense dimensions are spanning between a massive building comprising several cinemas and a big theatre and between a building for administrational use. The two roofs are protecting the open air areas of the BCC and are the characteristic elements of the architectural design. The so-called small roof is a single spanning roof with a span width of app. 110 m. The big roof is a spectacular canopy cantilevering 85 m. It is the longest cantilevering roof structure in the world.