Firmen und Verbände:
Joachim Altenhofen neuer Vorsitzender der Fachvereinigung Leichtbeton
Technologie- und Forschungszentrum von Haniel Bau-Industrie
Kalksandsteinwerk Niederlehme feiert 100jähriges Bestehen
Fachliteratur
Reeh, H., Schlundt, A.: Veränderungsvorschläge für das vereinfachte Berechnungsverfahren für Mauerwerk nach ENV 1996-3.
Gerner, M.: Formen, Schmuck und Symbolik im Fachwerkbau.
Ansorge, D.: Bauwerksabdichtung gegen von außen und innen angreifende Feuchte. Pfusch am Bau Band 1.
Schild, K.: Zur Bemessung von Injektionsverankerungen in Mauerwerk. Schriftenreihe des Lehrstuhls für Baukonstruktionen, Ingenieurholzbau und Bauphysik der Ruhr-Universität Bochum Heft 28.
Zilch, K., Schermer, D.: Mauerwerk unter seismischen Einwirkungen.
Vorschau
Schwerpunktthema: “Bewehrtes Mauerwerk”
Bemessung von bewehrtem Mauerwerk auf Biegung
nach Eurocode 6 - Bemessungsverfahren, Bemessungsbeispiele
nach dem Omega-Verfahren
nach einem vereinfachten Verfahren
Mauerwerk mit konstruktiver Bewehrung zur Rißbreitenbeschränkung
Anwendungsfälle, Bemessungsverfahren, Bemessungsbeispiele, Anwendungsbeispiele
Die Überarbeitung der DIN 1053-3 “Bewehrtes Mauerwerk”
Ringanker und Ringbalken

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Die derzeit gültigen Regeln zur Bemessung von Holzbauteilen im Brandfall beruhen auf der Annahme einer linear-elastischen Arbeitslinie. Ein wirklichkeitsnahes Materialgesetz zur Berücksichtigung des plastischen Tragverhaltens bei Druckbeanspruchung liegt den Betrachtungen nicht zugrunde. Es handelt sich aus den genannten Gründen um vereinfachte Methoden, die keine optimale wirtschaftliche Bauwerksausführung, wie sie für andere Baustoffe üblich ist, ermöglichen. Es wurde ein allgemeingültiges thermisch-strukturmechanisches Modell zur Simulation der Tragfähigkeiten von Voll- und Brettschichtholzbauteilen im Brandfall unter Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens entwickelt. Anhand der Ergebnisse umfangreicher Parameterstudien konnten allgemeingültige praxisgerechte Bemessungsmethoden für den Nachweis von Voll- und Brettschichtholzbauteilen im Brandfall für eine Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten entwickelt werden.

Um die Tragfähigkeit von Holzverbindungen mit stabförmigen metallischen Verbindungsmitteln im Brandfall bestimmen zu können, wurden thermische und mechanische Betrachtungen durchgeführt. Die thermischen Betrachtungen wurden unter Berücksichtigung der physikalischen und thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten an Finite-Elemente-Modellen vorgenommen. Für die mechanische Betrachtung wurde die plastische Theorie von K. W. Johansen für den Brandfall erweitert. Als maßgebende Einflüsse auf die im Brandfall auftretende Tragfähigkeitsreduzierung gegenüber der Tragfähigkeit einer Verbindung bei Normaltemperatur wurden neben der Branddauer die Seitenholzdicke, die Verbindungsmittellänge und der Verbindungsmitteldurchmesser festgestellt. Abschließend konnte auf der Grundlage zahlreicher Berechnungen eine differenzierte, praxisrelevante Bemessungsmethode für zweischnittige Stabdübelverbindungen entwickelt werden.

Auf der Basis der Bruchmechanik wird der Einfluß von Durchbrüchen auf das Tragverhalten von Brettschichtholzträgern untersucht. Mit Hilfe der Methode der finiten Elemente werden die Spannungsintensitätsfaktoren an der Spitze von fiktiven Rissen variabler Länge und Lage unter verschiedenen Einheitsbelastungen ermittelt. Mit Hilfe des Versagenskriteriums nach Wu werden Bruchgrenzkörper für verschiedene Spannungskombinationen berechnet, die die Basis für Vorschläge von Bemessungskurven bilden.

Es wird ein analytisches Berechnungsverfahren zur Stabilisierung kippgefährdeter Biegeträger in Holzbauweise vorgestellt. Schlanke Biegeträger mit großen Stützweiten sind kippgefährdet. Zur Stabilisierung werden diese Träger durch anschließende Aussteifungsverbände seitlich gehalten. Die Stäbe der Aussteifungsverbände werden somit durch Seitenlasten (qS-Lasten) beansprucht. Zur praktischen Berechnung werden diese Seitenlasten durch vereinfachte Ansätze berücksichtigt, die jedoch in besonderen Fällen nicht mehr anwendbar sind. Eine genauere Bestimmung der Stabilisierungskräfte kann nach einem modifizierten Berechnungsverfahren erfolgen [1], [2]. Für Vollwand- oder Fachwerkträger werden auf Grundlage der Energiemethode die Kraftverläufe zwischen den Trägern und dem Aussteifungsverband ermittelt. Es werden praxisgerechte Näherungsformeln angegeben, mit deren Hilfe insbesondere auch die Einflüsse von abgestuften Belastungsfiguren, der Verbandsanordnung auf beliebiger Bauhöhe des Biegeträgers, einer veränderlichen Trägerhöhe sowie beliebige symmetrische Trägerquerschnitte berücksichtigt werden können. Die praktische Anwendung des Verfahrens wird für den Fall eines weit spannenden Brettschichtholz-Binders einer ausgeführten Sporthalle aufgezeigt.

In diesem Beitrag wird ein Bemessungsverfahren für das Tragverhalten von geschichteten Werkstoffen auf bruchmechanischer Grundlage für eine Anwendung im Mauerwerksbau vorgestellt. Die im folgenden dargestellten Untersuchungen beziehen sich auf einzelne Stein-Fugen-Elemente und nicht, wie allgemein im Mauerwerksbau üblich, auf ganze Wandelemente. Hierbei werden der Einfluß der Rißlänge, die Lage des Risses in der Fuge, sowie die unterschiedlichen Materialsteifigkeiten von Stein- und Fugenmaterial berücksichtigt. Der Hintergrund für dieses Verfahren ergibt sich aus der Tatsache, daß die Biegezugfestigkeit im Mauerwerksbau schon beim Vorhandensein von sehr kleinen Rissen stark reduziert wird. Mit den bruchmechanischen Berechnungsansätzen ist in Ergänzung zu den bisherigen Verfahren bei Biegezug- und Biegeschubbelastung eine Berücksichtigung von Rissen im Fugenbereich möglich.

Es wird über die Verifizierung versagensrelevanter Dehnungsverteilungen im Bereich von runden Durchbrüchen biegebeanspruchter Träger aus Brettschichtholz berichtet. Aus einer Reihe von Bauteilversuchen im Zusammenhang mit der experimentellen Kalibrierung eines neuen Bemessungsmodells wird anhand von zwei exemplarisch diskutierten Bauteilversuchen der Einfluß unterschiedlicher Schnittgrößenkombinationen auf die Dehnungsverteilungen und die Versagenscharakteristik betrachtet. Die primär rechtwinklig zur Faserrichtung gemessenen Dehnungen werden mit den Ergebnissen von 2D- und 3D-Finite-Elemente-Berechnungen verglichen. Es wird gezeigt, daß die Berücksichtigung des zylindrisch anisotropen konstitutiven Gesetzes der individuellen Brettlamellen im Lochbereich eine verbesserte Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen ergibt. Die Untersuchungen bestätigen, daß die versagensrelevanten Dehnungsverteilungen bzw. die nicht direkt meßbaren Spannungen rechtwinklig zur Faserrichtung den unterschiedlichen Annahmen von Eurocode 5 und E DIN 1052 nur bedingt entsprechen. Die Dehnungen sind bis zum Erreichen der Traglast, unabhängig von der Schnittgrößenkombination, nahezu linear lastabhängig und hierbei quantitativ gut mit kontinuumsmechanischen Berechnungen prognostizierbar.

Biegebeanspruchte Holz-Beton-Verbundkonstruktionen können bei einer kontinuierlichen Anordnung der Verbindungsmittel näherungsweise mit Hilfe des gamma-Verfahrens berechnet werden. Kommen aber nur wenige, diskontinuierlich angeordnete Verbindungselemente zum Einsatz, erweist sich diese Näherung als weniger geeignet. Die in dieser Arbeit vorgestellte Vorgehensweise ermöglicht die einfache Bestimmung der Schnittgrößen in den Teilquerschnitten sowie der durch die Verbindungselemente zu übertragenden Schubkräfte mittels eines Stabwerksmodells. An einem Beispiel werden die in bezug auf eine Näherungsberechnung nach dem gamma-Verfahren der DIN 1052 auftretenden Abweichungen in den Bemessungsgrößen aufgezeigt und Hinweise für die baupraktische Anwendung gegeben. Im Teil 2 dieses Beitrages werden dann Vorgehensweisen zur realistischen Berücksichtigung des Schwind- und Kriechverhaltens dieser Verbundkonstruktionen behandelt.

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Im Teil 1 dieses Beitrages wurde gezeigt, daß bei diskontinulerlich verbundenen Holz-Beton-Verbunddecken das in der DIN 1052 dargestellte Gamma-Verfahren nur sehr begrenzt für die Abschätzung des Tragverhaltens geeignet ist. Für die praxisgerechte Berechnung und Dimensionierung solcher Verbunddeckenelemente kann daher das im Teil 1 vorgestellte Stabwerksmodell verwendet werden. Ergänzend hierzu werden im Teil 2 die Ergebnisse der Langzeitsimulation des Tragverhaltens auf Basis dieses Stabwerkmodells vorgestellt. In dem verwendeten Simulationsprogramm können sowohl das klimaabhängige Kriech- und Schwindverhalten der beiden Baustoffe Holz und Beton als auch gegebenenfalls auftretende Nichtlinearitäten und Temperatureinflüsse realitätsnah berücksichtigt werden. Aufbauend auf diese Simulationen werden dem Tragwerksplaner Hinweise zur Abschätzung des Langzeittragverhaltens von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen mittels üblicher Stabwerksprogramme gegeben.

Die architektonische Qualität einer gelungenen Synthese aus Nutzung, Gestaltung und Konstruktion in Verbindung mit technischer Raffinesse machten den Neubau der Messe in Karlsruhe schon vor seiner Einweihung zu einem vielbeachteten Projekt. Der anspruchsvollen und umfangreichen Bauaufgabe wurde von Seiten der beteiligten Architekten und der Ingenieure für Tragwerksplanung durch innovative und nicht-konventionelle Ansätze und Lösungen im Tragwerksentwurf, in der Statik und der konstruktiven Durchbildung entsprochen. Ihre Entstehung in der Zusammenarbeit mit den Architekten und ihre Entwicklung in Abhängigkeit einer Vielzahl technischer und organisatorischer Abhängigkeiten und Randbedingungen, vom Wettbewerbsentwurf bis hin zur Ausführungsplanung, wird im folgenden anhand ausgewählter Beispiele dargestellt

In dem Forschungsprojekt wurde untersucht, ob Ziegel mit einfacher Hohlraumstruktur durch Verwendung einer wärmedämmenden Hohlraumfüllung einen höheren Wärmedurchlaßwiderstand haben. Als Dämmstoff wurde ein Recyclingdämmaterial aus Reststoffen aus der Produktion von Polystyrolplatten sowie Holzbauteilen, die mittels Zementlein zu einem Gemisch verarbeitet wurden, verwendet. Es wurde der Einfluß von Anordnung und Stärke der Dämmschicht sowie von Lage und Geometrie der Hohlräume des Ziegelbausteines auf die thermisch-hygrischen Zustände untersucht. Für die Untersuchung der thermischen Eigenschaften und der Ermittlung der Wärmedurchgangskoeffizienten wurde das Programm THERM verwendet, das den Wärmetransport durch Wärmeleitung im Ziegelscherben und die Transportmechanismen Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung in den luftgefüllten Hohlräumen berücksichtigt. Zur Untersuchung des Feuchtigkeitstransports in den Ziegelsteinen wurde das Programmpaket WUFI 2D verwendet. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß die so strukturierten Ziegel-Verbundsteine einen etwa doppelt so hohen Dämmwert haben, wie der ursprüngliche Ziegelstein. Die hygrischen Zustände können im Ziegel teilweise über 80 % Luftfeuchtigkeit betragen. Diese Belastung wird als unkritisch eingeschätzt, weil die Holzpartikel mit Zementschlämme umhüllt sind.

Aufbauend auf einer Arbeit von Blaß/Romani (2000) wird ein vereinfachtes Verfahren zur Bemessung eines Biegeträgers aus BS-Holz mit einer Längsbewehrung aus einer faserverstärkten Kunstharzlamelle (FVK) auf der Zugseite entwickelt. Bei einer innenliegenden Bewehrung (Typ N) kann die Bemessung auf der Grundlage der Verbundtheorie erfolgen und bei einer außenliegenden (Rand-)Bewehrung (Typ R) sollte sowohl nach der Verbundtheorie als auch näherungsweise analog zu einem gerissenen Stahlbetonquerschnitt vorgegangen werden. Das vorgeschlagene Rechenmodell wird dem von Blaß/Romani (2000) entwickelten Berechnungsverfahren gegenübergestellt. Es zeigt sich, daß durch einige wesentliche Vereinfachungen bei in der Regel vernachlässigbarem Einfluß auf die Rechenergebnisse der Rechenaufwand geringer und die Übersichtlichkeit größer werden. Im Vergleich mit Versuchsergebnissen aus der Arbeit von Blaß/Romani liefert der erweiterte Ansatz beim Typ R zudem eine deutlich bessere Übereinstimmung.

Die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs Holz sind durch eine hohe Tragfähigkeit in Faserrichtung und eine deutlich geringere Querzug- und Schubtragfähigkeit gekennzeichnet. Das Aufkleben von Furniersperrhölzern, das Einleimen von Verstärkungselementen, das Aufkleben von hochfesten Fasern und die Verwendung von selbstschneidenden Holzschrauben dienen der Verstärkung schräg zur Holzfaserrichtung. Im vorliegenden Beitrag wird die Verstärkung von vertikalem Brettschichtholz mittels eingeklebter, flächiger Glasfaserelemente beschrieben.

Die Abstände der Verbindungsmittel von Holz/Beton-Verbundbalken werden im allgemeinen vorrangig aus Kostengründen entsprechend dem Querkraftverlauf abgestuft. Das Tragvermögen gemäß Bemessungsgrundlagen nach DIN 1052 bzw. EC 5 mit linear ermittelten Schnittgrößen (Näherungsverfahren/Gamma-Verfahren) wird gegenüber Balken ohne die o. g. Abstufung deutlich reduziert. Da das tatsächliche Last-Verformungsverhalten jedoch deutliche Nichtlinearitäten aufweist und die Verbundsteifigkeit hinsichtlich des Tragvermögens nur einen geringen Einfluß besitzt, wird in diesem Beitrag der Einfluß der Abstufung der Verbindungsmittelabstände auf das Tragverhalten von Verbundbalken mittels nichtlinearer FE-Analysen untersucht. Im Ergebnis ist festzustellen, daß der Sicherheitsabstand zwischen Gebrauchslast gemäß E DIN 1052 und Versagenslastniveau mit zunehmendem Abstufungsgrad zunimmt, weil das tatsächliche Tragvermögen weniger - als durch das derzeitige Bemessungsmodell unterstellt - reduziert wird. Somit weisen also die Systeme, deren Verbinderabstände mehrmals abgestuft sind, den größten Sicherheitsabstand auf, könnten also noch wirtschaftlicher bemessen werden. Deshalb wird im Ergebnis der Untersuchungen ein neuer Bemessungsvorschlag unterbreitet und verifiziert, der die Nichtlinearitäten berücksichtigt, einen gleichmäßigen Sicherheitsabstand zum Versagenslastniveau gewährleistet und eine deutlich wirtschaftlichere Bemessung erlaubt.

An Verbundquerschnitten verursachen unterschiedliche Dehnungsänderungen der Teilquerschnitte, wie sie infolge ungleichen Schwindens oder durch voneinander abweichende Temperaturdehnungen auftreten können, Eigenspannungszustände. Gerade im Falle des nachgiebigen Verbundes ist die rechnerische Erfassung dieser Zustände eine anspruchsvolle Ingenieuraufgabe. Es wird die Anwendung eines neueren Rechenverfahrens, der so genannten Schubanalogie, auf ein bewährtes Gedankenmodell zur Lösung der Problematik am Beispiel eines zweiteiligen Verbundquerschnitts gezeigt. Ergänzend werden die numerisch ermittelten Ergebnisse mit der analytischen Lösung verglichen, sowie die Entsprechung der Ergebnisse belegt.

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Ein Produktmodell ist ein ganzheitlicher EDV-Standard, durch den sämtliche Anwendungssoftware in Bauprojekten verlustfrei gekoppelt werden kann. In diesem Beitrag werden die Entstehung und die Anwendung zweier verwandter Produktmodelle beschrieben: die "Produktschnittstelle Stahlbau", die für die Projektabwicklung und die Fertigung im Stahlbau entwickelt wurde und vom Deutschen Stahlbau-Verband zur Anwendung empfohlen wird, sowie deren Auslegung auf den Holzbau, das Produktmodell "Datentransfer im Holzbau (DtH)".

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Die Ermittlung von Stabilisierungslasten für Aussteifungsverbände erfolgt üblicherweise nach einem vereinfachten Verfahren der Holzbaunorm. Im vorliegenden Aufsatz werden zwei Verfahren für eine genaue Ermittlung der Stabilisierungskräfte vorgestellt. Das eine Verfahren beruht auf der Energiemethode und ist gültig für gabelgelagerte Einfeldträger mit kontinuierlicher seitlicher Stützung. Für Einfeldträger mit Belastung durch konstante Normalkräfte oder Biegemomente können hieraus Gleichungen für die Ermittlung der Seitenlast ermittelt werden. Eine weitere Nachweismöglichkeit ist die Ermittlung der Seitenlasten nach der Biegetorsionstheorie II. Ordnung für den räumlich belasteten und punktuell seitlich gestützten Stab für beliebige Lagerung und Belastung unter Verwendung des Übertragungsverfahrens. Die Ergebnisse beider Verfahren werden anhand von Beispielen verglichen.