Ein vom Autor früher entwickeltes dreigeteiltes Tragwerksmodell für Stahlbetonbalken wird auf Plattenbalken angewendet, um die in Versuchen scheinbar auftretende Abhängigkeit der Grenztragfähigkeit von dem Verhältnis der Stegbreite zur Breite der Druckzone in der Platte zu erklären.

Die Querkraft-Tragfähigkeit eines Stahlbetonträgers setzt sich summativ aus drei Teilen zusammen: aus dem des Betonquerschnitts, aus einer möglichen Längsvorspannung und einer Schubbewehrung. Durch die Entwicklung von Teilmodellen für diese Querkraft-Tragfähigkeit von Stahlbetonträgern mit beliebigem Vorspanngrad gelingt es, die Bruchlast summativ zu bestimmen. Die Ergebnisse der analytischen Methode stimmen mit Laborversuchen sehr gut überein.

Konzept zur Bestimmung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonträgern mit und ohne Vorspannung. Es beruht auf drei Ingenieurmodellen, von denen die beiden ersten miteinander gekoppelt sind und alle Traganteile erfassen, die eine Schubbewehrung entlasten.

Für den zuverlässigen Einsatz von modernen elementierten Systemschalungen im Betonbau müssen klar definierte Leistungsdaten vorliegen. Ein vorherrschendes Merkmal ist der unter üblichen baubetrieblichen Bedingungen aufnehmbare Frischbetondruck, der seit Erscheinen der DIN 18 218 im September1980 geregelt ist. Der Beitrag zieht eine Erfahrungsbilanz nach sechsjährigem Gebrauch des genormten Frischbetondrucks, nennt die bedeutendsten Schwächen und gibt Hinweise für mögliche Lösungsansätze.

Die Querkrafttragfähigkeit eines Stahlbetonträgers setzt sich aus den Traganteilen des Betonquerschnitts, der Längsbewehrung, der Längsvorspannung und der schlaffen und der vorgespannten Schubbewehrung zusammen. Letztere wird gewöhnlich als Haupttragwirkung, alle übrigen werden als Nebentragwirkung bezeichnet. Zur Beschreibung des Traganteils aller Nebentragwirkungen wird ein Ingenieurmodell entwickelt, das alle Parameter wie Einfluss der Längsbewehrung, Mindeststärke des Zugbands, statische Höhe und Trägerschlankheit, Betongüte sowie die Längsvorspannung erfasst.

Es werden näherungsweise Zusammenhänge entwickelt zwischen der Betondeckung, dem Wasser-Zement-Wert, der Kapillarporosität, dem Hydratationsgrat, der Nachbehandlung und der Wassereindringtiefe des Betons. Hieraus wird eine empfohlene Mindestbetondeckung abgeleitet.

Aus Anlass des Teileinsturzes der Kongresshalle Berlin gliedert der Autor mögliche Schäden an Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen nach deren Ursachen auf: wie Bewehrungskorrosion infolge ungenügender Betondeckung, Tausalzbeanspruchung, Wasserstoffversprödung bei Spannstählen, Planungsmängel, bewusst eingegangene Risiken infolge von wirtschaftlichen Zwängen, falsche Idealisierungen bei der statischen Berechnung.

Überlegungen und Versuche, die zur DIN 18218 führten und die Erläuterung ihres Inhalts

Es werden Ergebnisse von Reibungsversuchen zwischen Frischbeton und verschiedenen Schalungsoberflächen geschildert. Hieraus abgeleitete Gleitreibungsbeiwerte bilden die Grundlage für die Behandlung der Probleme einer Lehrgerüstbeanspruchung beim Betonieren auf geneigter Bodenschalung und des Betondrucks gegen eine geneigte Wandschalung.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Der ständige Wechsel der meteorologischen Randbedingungen führt in Bauwerken, die mit geringer oder ohne Wärmedämmung ausgeführt werden, z. B. Brücken, zur Ausbildung instationärer Temperaturfelder. Eine falsche Einschätzung oder Vernachlässigung dieser klimatisch bedingten Temperaturbeanspruchungen kann zu Schäden führen, die nicht nur die Dauerhaftigkeit, sondern in Extremfällen auch die Standsicherheit eines Bauwerks gefährden. In den letzten 30 Jahren sind viele solcher Schäden in Stahl- und Spannbetonbrücken beobachtet worden, deren Ursachen zunächst nicht eindeutig zu ermitteln waren, die aber mit hoher Wahrscheinlichkeit durch klimatisch bedingte Temperaturbeanspruchungen verursacht wurden. Neu entwickelte Rechenmodellierungen ermöglichen die Durchführung rechnerischer nichtlinearer Simulationen von instationären Temperaturfeldern in Bauwerken, die durch klimatische Einflüsse beansprucht werden. Das Verhalten von Beton-Kastenbrücken ist nach dem entwickelten Verfahren untersucht worden. Darüber wird berichtet; anschließend werden die thermischen Beanspruchungen solcher Brücken allgemeingültig beschrieben und Empfehlungen zur Erfassung der klimatisch bedingten thermischen Beanspruchung gegeben.

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Bei der Belastung von Tragwerken mit erhöhten Belastungsgeschwindigkeiten lassen sich auf der Materialseite teilweise erhebliche Widerstandsreserven mobilisieren. Diese zu nutzen, kann ein Gebot der Wirtschaftlichkeit sein oder in Sonderfällen zur Erfüllung der Standsicherheit beitragen. Insbesondere zur Bestimmung der Zugfestigkeit des Betons bei erhöhter Belastungsgeschwindigkeit liegen etliche Veröffentlichungen vor. Die verschiedenen Ansätze werden erläutert, ihre Ergebnisse in einer Beispielrechnung verglichen und bewertet.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Schadensfrüherkennung und Dauerüberwachungstechniken nehmen auch im Bauwesen einen immer höheren Stellenwert ein, gilt es doch, technisch hochwertige und volkswirtschaftlich wichtige Bauwerke funktionstüchtig zu erhalten. Zur Entwicklung eines praxisgerechten Überwachungssystems wird auf die Erfahrungen, die bei den Untersuchungen an drei Berliner Brücken gesammelt werden konnten, zurückgegriffen.

Bei der beschriebenen Fußgängerbrücke kamen extern verlegte Spannglieder aus Glasfasern mit teilweiser Vorspannung (ohne Verbund) zum Einsatz. Für die Schubbemessung wurde ein von M. Specht entwickeltes Konzept gewählt. Beanspruchungen und Verformungen wurden durch ein umfangreiches Meßprogramm im Zuge von Probebelastungen aufgezeichnet.

Zwei Kraftwerksschornsteine mit Tragwerken aus Tonerdebeton zeigten eine besorgniserregende Festigkeitsabnahme. Als preisgünstige Sanierungsmethode wurde eine Querschnittsverstärkung der gefährdeten Bauteilen gewählt.

In den letzten 30 Jahren ist eine Vielzahl von Großtafelbauten nach dem System "CAMUS" errichtet worden. Die Fassaden sind als Sandwichelemente ausgebildet, deren Vorsatz- und Tragschalen durch geschosshohe Ankerleisten aus Betonstahl miteinander verbunden sind. Es bestand der Verdacht, daß deren Tragfähigkeitinfolge von Einbauungenauigkeiten und Korrosion vermindert sei. Es wurde ein zerstörungsfreies Untersuchungsverfahren entwickelt, mit dem Ergebnis, das eine Gefährdung der Standsicherheit nicht gegeben ist.

Bei der Herstellung von Trägern und Brücken in Segmentbauweise mit Vorspannung ohne Verbund werden die Vorspannkräfte so gewählt, daß der Querschnitt immer überdrückt wird. Schäden an ausgeführten Segmentbrücken, bei welchen die Segmentfuge entgegen der Berechnung aufriss, führten zu Überlegungen die Fuge mit einer Verbundbewehrung zu überbrücken. Es wird über Versuche berichtet, den Grad der Mindestbewehrung zu ermitteln um eine Begrenzung der Rißweite noch zu gewährleisten.

Die Auswertung zahlreicher mehraxialer Versuche hat ergeben, dass die auftretenden Versagensmechanismen unter mehraxialer Beanspruchung für alle Betonarten prinzipiell gleich sind. Dies gilt sowohl für Normal- bis ultrahochfesten Beton, für Leichtbeton als auch für Faserbeton. Das vorgestellte Bruchkriterium orientiert sich an diesen Versagensarten und wird über eine entsprechende Kalibrierung an das Verhalten des jeweiligen Betons angepasst. Im Zuge der Aktualisierung des CEB-FIP Model Codes 90 wird es Einzug in die Bemessungsvorschriften finden.

A Unified Multiaxial Fracture Criterion for all Concretes
The evaluation of numerous multiaxial tests has shown that the occurring failure mechanisms under a multiaxial load are basically the same for all types of concrete. This is true for normal to ultra high performance concrete, lightweight concrete, as well as for fibre concrete. The presented fracture criterion is based on these failure types and is adjusted by a corresponding calibration to the behaviour of each concrete. In the course of the upgrade of the CEB-FIP Model Code 90, it will find entry into the dimensioning specification.

Die Ermittlung lastinduzierter, anisotroper Schädigungen unter verschiedenen mehraxialen Spannungszuständen bedingt die Dehnungsmessung im Inneren kleinformatiger Probekörper. Die Wahl fiel auf quasi-kontinuierlich messende, faseroptische Sensoren ohne werksseitige Schutzummantelung. Dieser Beitrag erläutert das Messprinzip und zeigt, welche Messkonfigurationen bestehend aus Messsystem, Sensorfaser und Coatingmaterial für diese Aufgabe geeignet sind und mit welchen Hilfskonstruktionen die Positionierung der Messsensoren im Probekörper gelingt, um besonders auch im Bereich kleiner Dehnungen exakte Messwerte zu erhalten, die mindestens die gleiche Genauigkeit wie die etablierten Messsysteme Dehnmessstreifen und Photogrammetrie aufweisen. Dafür werden einaxiale Druck- und Zugversuche an Mörtelprismen ausgewertet und ein geeignetes Messkonzept für kommende mehraxiale Versuche entwickelt.

Fiber optic sensors for continuous strain measurement in concrete
The determination of load-induced, anisotropic damages under various multi-axial stress conditions requires a strain measurement inside small sized specimens. Therefore, quasi-continuous measuring fibre optic sensors without factory-set protective coating were used. This article explains the measuring principle and shows which measuring configurations are suitable for the existing measuring system in order to obtain exact values, especially in the range of small strains. Sensor fibres and coating material were varied for this purpose and it was investigated which supporting structures could be used to position the measuring sensors in the specimen. The aim was to obtain measurements with at least the same accuracy as the established strain gauge and photogrammetry measurement systems. For this purpose, uniaxial compression and tensile tests on mortar prisms are evaluated and a suitable measuring concept for future multiaxial tests is developed.

Für die Quantifizierung lastinduzierter anisotroper Schädigungen unter verschiedenen mehraxialen Spannungszuständen ist die Dehnungsmessung im Inneren kleinformatiger Probekörper erforderlich. Quasikontinuierlich messende faseroptische Sensoren ohne werksseitige Schutzummantelung können dafür neue Möglichkeiten eröffnen. Dieser Beitrag erläutert die Herausforderungen bei der Dehnungsmessung bei mehraxialen Versuchen und das Potenzial der quasikontinuierlichen Dehnungsmessung mit faseroptischen Sensoren. Es wird die Positionierung der Messfasern mittels eines Messingprofils in den unbewehrten Probekörpern erläutert und die Beeinflussung der Betoneigenschaften durch dieses Trägergestell. Die möglichen Messgenauigkeiten und messtechnischen Besonderheiten speziell hinsichtlich der querdruckempfindlichen und nicht alkaliresistenten Messfasern werden aufgezeigt. Ein Vergleich mit der häufig angewandten Dehnungsmessung über die Bürstenverformung zeigt, dass trotz aller bestehenden Herausforderungen die faseroptischen Sensoren eine Dehnungsmessung bei dreiaxialen Versuchen in bisher nicht erreichbarer Genauigkeit ermöglichen.

Strain measurement in multi-axial compression tests on concrete using fiber optic sensors
The quantification of load-induced anisotropic damage under various multi-axial stress conditions requires the measurement of strain inside small specimens. Therefore, quasi-continuously measuring fiber optic sensors without a protective coating were preferred. This paper explains the challenges of strain measurement in multi-axial tests and the potential of quasi-continuous strain measurement with fiber optic sensors. The positioning of the measuring fibers by using a brass profile in the unreinforced test specimens is explained and the influence of this support frame on the concrete properties is described. The available measuring accuracies and special measuring requirements, especially regarding the transverse pressure-sensitive and non-alkali-resistant measuring fibers, are shown. A comparison with the frequently used strain measurement via brush deformation shows that despite all existing challenges the fiber optic sensors allow strain measurement in triaxial tests in a so far not achievable accuracy.

Das Trag- und Verformungsverhalten von segmentären Hohlkastenbrücken mit Trockenfugen wird für verschiedene Laststellungen und Tragsysteme erläutert. Es zeigt sich, daß die Steifigkeit der Konstruktion wesentlich von den Fugen zwischen den Fertigteilen beeinflußt wird. Der Schwerpunkt der weiteren Untersuchungen liegt daher in der Bestimmung des Kräfteverlaufes im Bereich der unbewehrten geschlossenen bzw. offenen Fugen. Auf der Basis von numerischen Berechnungen und Versuchen wird ein Modell zum Nachweis der Schubtragfähigkeit der Fuge vorgestellt, welches eine erheblich wirtschaftliche Bemessung dieses kritischen Bereiches als nach ermöglicht. Weiterhin werden die Vor- und Nachteile der verschiedenen Fugenausbildungen diskutiert.

Lüftungssysteme mit Wärmerückgewinnung sollten so energieeffizient und kompakt wie möglich realisiert werden, dies gilt besonders im Bereich der Gebäudesanierung. Die Kombination von Ventilator und Wärmetauscher bietet die Möglichkei, beide Anforderungen zu erfüllen. Eine bereits bestehende Kombination aus Ventilator und Wärmetauscher zeigt eine limitierte Effizienz (48 % Wärmerückgewinnung). Diese Arbeit beschreibt ein modifiziertes Konzept mit einer verbesserten Wärmerückgewinnung von über 80 %. Sowohl die Konstruktionsprinzipien als auch die Berechnung der Konstruktionsparameter werden dargelegt.

Development of a highly efficient counterflow heat recovery fan for use in building modernization.
Ventilation systems with heat recovery should be designed as energy efficient and compact as possible, especially if it should be applied in an existing building. A combination of fans and heat exchanger gives the chance to meet both requirements. An existing combination of fan and heat exchanger however shows a limited performance (48 % sensible heat recovery). This paper provides a modified concept with an enhanced heat recovery rate of more than 80 %. The design principles as well as the calculation procedure of the main design parameters are published.

Lüftungssysteme werden sowohl im Neubau als auch in der Gebäudesanierung eingesetzt, um eine ausreichende Raumluftqualität sicher zu stellen. Durch den Einsatz von Wärmeübertragern kann dabei gleichzeitig der Energieverlust minimiert werden. Speziell in der Sanierung kann das Lüftungssystem durch die Kombination von Ventilatoren und Wärmeübertrager in einer einzigen Komponente sehr kompakt ausgeführt werden. Derzeit am Markt verfügbare Geräte dieses Typs haben eine physikalisch prinzipbedingte relativ geringe strömungsmechanische und thermische Effizienz. Durch ein neuartiges Konzept kann sowohl die Ventilationseffizienz als auch die Wärmerückgewinnung erheblich gesteigert werden. Systembedingte Eigenschaften sorgen für Feuchterückgewinnung in der kalten und trockenen Jahreszeit und ermöglichen niedrige Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten durch einfache Installation und hohe Effizienz. Die Ergebnisse von strömungsmechanischen und thermischen Parameterstudien und das daraus resultierende optimierte Systemdesign werden hier vorgestellt. Darüber hinaus wird das Konzept für einen energieeffizienten Volumenstrombalanceabgleich sowie den Sommerbypass präsentiert und die Einsatzmöglichkeiten des Lüftungssystems in der minimalinvasiven Gebäudesanierung erörtert.

Development of a decentralized compact ventilation system for use in minimally invasive refurbishment.
Ventilation systems are needed in new buildings as well as in the renovation of existing buildings to ensure adequate indoor air quality. Through the use of heat exchangers, the energy loss can be minimized at the same time. Especially in the renovation decentralized ventilation systems can be realized very compact through the combination of fans and heat exchanger in a single component. Currently available devices on the market of this type have a physically limited low fluid mechanical and thermal efficiency. Through an innovative concept both the ventilation efficiency and heat recovery can be increased considerably. System-related properties provide automated moisture recovery during the cold and dry season and enable low investment, operating and maintenance costs through simple installation and high efficiency. The results of fluid mechanical and thermal parameter studies and the resulting optimized system design are presented. Moreover, the concept of an energy-efficient flow balance as well as the summer bypass is introduced and the area of application of the ventilation system in minimally invasive building renovation is discussed.