Artikeldatenbank
Autor(en) | Titel | Zeitschrift | Ausgabe | Seite | Rubrik |
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Claßen, Martin; Claßen, Johannes; Sharma, Rahul | Konzeptionierung eines praxisorientierten 3D-Druckverfahrens für den Verbundwerkstoff Stahlbeton (AMoRC) | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 934-942 | Aufsätze |
KurzfassungMit extrusionsbasierten 3D-Druckmethoden herstellbare unbewehrte Betonbauteile sind nur in seltenen Fällen für den Einsatz in realen Bauwerken geeignet, da sie spröde versagen und unzureichende Tragfähigkeiten aufweisen. Daher werden neue Verfahren benötigt, die die Integration von Stahlbewehrung in den Betondruckprozess und damit die additive Fertigung des Verbundwerkstoffs Stahlbeton ermöglichen. Die Konzeptionierung eines praxisorientierten 3D-Druckverfahrens für Stahlbeton, das sog. “Additive Manufacturing of Reinforced Concrete” (AMoRC), ist daher Gegenstand des vorliegenden Beitrags. Im AMoRC-Verfahren werden konfektionierte Stahlbewehrungsstäbe abschnittweise mit einem Lichtbogenbolzenschweißverfahren zu einer dreidimensionalen Bewehrungsstruktur gefügt und simultan mit einem Beton-Extrusionsprozess umdruckt. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Entwicklung des Verfahrens und erste Voruntersuchungen zur Umsetzbarkeit. x | |||||
Neef, Tobias; Müller, Steffen; Mechtcherine, Viktor | 3D-Druck mit Carbonbeton: Technologie und die ersten Untersuchungsergebnisse | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 943-951 | Aufsätze |
KurzfassungDer 3D-Druck mit zementgebundenen Materialien erfordert geeignete Lösungen für die Integration der Bewehrung während des Herstellungsprozesses. Im vorliegenden Aufsatz wird eine neue Technologie vorgestellt, die mineralisch imprägnierte Carbonfasergarne (engl: mineral-impregnated carbon-fibre, MCF) für diesen Zweck verwendet. Diese neue Art der nicht korrosiven Bewehrung weist hervorragende mechanische Eigenschaften, hohe Nachhaltigkeit und Dauerhaftigkeit auf. Entscheidend ist jedoch, dass MCF eine extrem hohe technologische Flexibilität bietet, da sie im frischen Zustand leicht geformt und vollautomatisch verarbeitet werden kann. Der Artikel beschreibt eine neue Düse, die für die Integration der MCF-Bewehrung direkt in Betonfilamente bei den extrusionsbasierten 3D-Druck-Verfahren entwickelt wurde. In jede Betonschicht wurden gleichzeitig drei Carbongarne eingeführt. Die bestehenden Prüfverfahren wurden angepasst, um das Zug- und Biegeverhalten von gedrucktem Carbonbeton sowie die Qualität des Verbunds zwischen Bewehrung und Beton zu beurteilen. Die Versuche ergaben eine mechanische Leistung des gedruckten Betons, die mit der von Textilbeton aus Carbonfasern vergleichbar ist. Die präsentierte Forschung hat die Machbarkeit und das sehr hohe Potenzial der neuen Technologie in Bezug auf die Digitalisierung und Automatisierung des Betonbaus nachgewiesen. x | |||||
Großeinsatz für STRABAG AG beim Neubau der BAB 26 West in Norddeutschland | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 951 | Nachrichten | |
Adam, Viviane; Bielak, Jan; Will, Norbert; Hegger, Josef | Experimentelle Untersuchungen zur Verstärkung von Brückenfahrbahnplatten mit Textilbeton | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 952-961 | Aufsätze |
KurzfassungEtwa die Hälfte der Straßenbrücken in Deutschland wurde vor 1985 gebaut. Als Folge des gestiegenen Verkehrsaufkommens und strengerer normativer Anforderungen kann der Tragfähigkeitsnachweis durch eine Brückennachrechnung häufig nicht erbracht werden. Durch eine gezielte Tragwerksverstärkung lässt sich die Restnutzungsdauer verlängern, was eine erweiterte Planungsphase und Entzerrung der Baumaßnahmen von Ersatzneubauten ermöglicht. Am Institut für Massivbau (IMB) der RWTH Aachen wurden Versuche zur Ermittlung des Biege- und Querkraftverstärkungspotenzials einer Querschnittsergänzung der Brückenfahrbahnplatte mit Carbonbeton durchgeführt. Im vorliegenden Beitrag werden 17 Bauteilversuche an Fahrbahnplattenstreifen vorgestellt (verstärkte Versuchskörper und unverstärkte Referenzen). Dabei erfolgte ein Großteil der Versuche mit statischer Belastung, zwei Tastversuche wurden zyklisch beansprucht. x | |||||
Regierung von Niederbayern genehmigt Bau von Lärmschutzwänden entlang B 15 im Markt Ergolding | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 961 | Nachrichten | |
Schumann, Alexander; May, Maximilian; Schladitz, Frank; Scheerer, Silke; Curbach, Manfred | Carbonstäbe im Bauwesen - Teil 2: Verbundverhalten - Verbundversuche an unterschiedlichen Carbonstäben | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 962-971 | Aufsätze |
KurzfassungCarbonbeton findet immer größere Akzeptanz im Bauwesen. Für Carbonbewehrungsmatten gibt es bereits umfangreiche Forschungsergebnisse zum Zug- als auch zum Verbundtragverhalten. Bei Carbonstäben und hier insbesondere zu deren Verbundtragverhalten im Beton besteht hingegen noch erheblicher Forschungsbedarf. Deshalb wurden in experimentellen Auszugversuchen acht unterschiedliche Carbonstäbe mit verschiedenen Oberflächenprofilierungen und Ausgangsmaterialien im hochfesten Beton getestet. Die Verbundergebnisse wurden dem Verbundverhalten eines konventionellen Stahlstabs gegenübergestellt. Anhand der Tests und der vorliegenden Materialien wurde eine Vorzugsstabvariante, eine Oberflächenprofilierung infolge von Fräsung, empfohlen. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass einige Carbonstabvarianten maximale Verbundspannungen übertragen können, die mit denen aus dem Stahlbeton vergleichbar sind. Deren vertiefte Betrachtung wird Bestandteil einer weiteren Veröffentlichung sein [1]. x | |||||
Zdanowicz, Katarzyna; Schmidt, Boso; Hansen, Michael; Marx, Steffen | Biege- und Verbundverhalten von chemisch vorgespannten textilbewehrten Betonelementen | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 972-979 | Aufsätze |
KurzfassungDie 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. x | |||||
Oppeneder, Johannes; Dittmar, Frank; Tue, Nguyen Viet | Analyse von Beton-Stahlrohrsteckverbindungen für Maste - Großversuche und FEM-Simulationen | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 980-993 | Aufsätze |
KurzfassungDie Beton-Stahlrohrsteckverbindung wird in dieser Arbeit für die Anwendung bei hybriden Mastkonstruktionen aus der Stahlrohrsteckverbindung weiterentwickelt. Die maßgebende Biegebeanspruchung der Maste wird dabei vom Stahlrohr mit Schubrippen über die Mörtelfuge in das darunterliegende Schleuderbetonrohr eingeleitet. Der Kraftfluss in der Verbindung ändert sich fortlaufend mit der Lastzunahme und wird entscheidend vom Verformungsverhalten der Rohre beeinflusst. Das Trag- und Verformungsverhalten der neuen Verbindung wird in diesem Beitrag anhand zweier durchgeführter Großversuche und begleitender FEM-Simulationen untersucht. Des Weiteren wird anhand zweier variierter Parameter, der Position der Schubrippen sowie einer Steckverbindung ohne Schubrippen der Einfluss auf das Trag- und Verformungsverhalten ermittelt und diskutiert. x | |||||
Bilfinger macht Münchner Flughafen startklar für die Zukunft | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 993 | Nachrichten | |
Plückelmann, Sven; Breitenbücher, Rolf | Verformungsverhalten von Betonen mit ausgeprägtem plastischen Stauchvermögen | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 994-1005 | Aufsätze |
KurzfassungFür besondere Anwendungsfälle, wie beispielsweise Stauchschichten im Tunnelbau, liegen bereits erste Ansätze für Mörtel und Betone vor, die durch ein ausgeprägtes plastisches Stauchvermögen charakterisiert sind. Der vorliegende Beitrag beschreibt Versuche zum Stauchverhalten unter Querdehnungsbehinderung von stark porosierten Betonen mit geringer Druckfestigkeit (< 5 N/mm2). In die Versuche wurden Betone mit verschiedenen kompressiblen Additiven (Blähglas/EPS) und unterschiedlichen Wasserzementwerten einbezogen. Des Weiteren wurde das Verformungsverhalten sowohl unter Teilflächen- als auch Vollflächenbelastung untersucht, um unterschiedliche anwendungsbezogene Randbedingungen abzudecken. Auf Grundlage der ermittelten Spannungs-Verformungskurven sowie Gefügeuntersuchungen von Proben vor und nach den Stauchversuchen konnten wesentliche Erkenntnisse zum Stauchverhalten der Betone gewonnen sowie material- und versuchstechnische Einflussfaktoren identifiziert werden. x | |||||
Vasilic, Ksenija | Additive Fertigung im Betonbau: aktueller Stand | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 1006-1012 | Berichte |
KurzfassungDie Umsetzung innovativer Konzepte, wie digitale Betonherstellung und Prozessautomatisierung, könnte zu einer Steigerung der Produktivität und zu einer Verringerung des Materialbedarfs im Betonsektor führen. Die wissenschaftliche Fachwelt hat dieses Potenzial erkannt, sodass das globale Interesse und die Anzahl der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu diesem Thema exponentiell zunehmen. Aktuell werden bereits weltweit hochwertige digitale Fertigungskonzepte entwickelt und erfolgreich zum Drucken einiger Pilotprojekte eingesetzt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die bekanntesten additiven Fertigungsverfahren im Betonbau und wesentliche Fallstudien. Darüber hinaus werden die offenen technischen und technologischen Fragen diskutiert. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung praktischer Lösungen und deren Umsetzung im Betonsektor. x | |||||
Beton- und Stahlbetonbau aktuell 12/2020 | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 1013-1016 | Beton- und Stahlbetonbau aktuell | |
Kurzfassung
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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Beton- und Stahlbetonbau | 12/2020 | 1017-1018 | Veranstaltungskalender | |
Titelbild: Stahlbau 12/2020 | Stahlbau | 12/2020 | Titelbild | ||
Kurzfassung
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Inhalt: Stahlbau 12/2020 | Stahlbau | 12/2020 | Inhalt | ||
Lange, Jörg | Chancen des 3D-Drucks im Stahlbau | Stahlbau | 12/2020 | 955 | Editorials |
Bergmann, Jean Pierre; Lange, Jörg; Hildebrand, Jörg; Eiber, Mathias; Erven, Maren; Gaßmann, Christof; Chiang, Chen-Hao; Lenz, Claus; Röder, Thorsten; Bashariar, Wais | Herstellung von 3D-gedruckten Stahlknoten - Vom Entwurf bis zur Herstellung von Strukturen | Stahlbau | 12/2020 | 956-969 | Aufsätze |
KurzfassungEs wird ein Einblick in die Vorgehensweise zur Fertigung von Knotenstrukturen im Stahlbau mittels Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) und der numerischen und experimentellen Untersuchung der Knotenstrukturen gegeben. Ausgehend von der geometrischen Komplexität sich schneidender Profilstäbe aus Stahl werden wesentliche Punkte bei der simulationsgestützten Ermittlung von Knotenstrukturen beschrieben. In Abhängigkeit von den Lastfällen können unterschiedliche Strukturen in der Topologieoptimierung gefunden werden. Für die Herstellung der Knotenstruktur durch das Wire and Arc Additive Manufacturing müssen die numerisch gefundene Geometrie angepasst sowie Varianten der Bahnplanung entwickelt und bewertet werden. Dabei wird auch der Einfluss von Prozessparametern auf Verzug, Endkonturnähe und mechanische Eigenschaften der Bauteile untersucht. Für die Prognose von Spannungs- und Verformungszuständen des Knotens wird eine vereinfachte thermische und mechanische Analyse des Herstellungsprozesses durchgeführt. Weiter wird ein Verfahren für eine In-situ-Bauteilprüfung vorgestellt, welche Prozessunregelmäßigkeiten anhand von Sensordaten erkennt und deren Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils bewertet, wodurch frühzeitig im Prozess Maßnahmen zur Fehlerkorrektur getroffen oder Kosten durch Ausschuss reduziert werden können. x | |||||
Diller, Johannes; Auer, Ulrich; Radlbeck, Christina; Mensinger, Martin; Krafft, Frank | Einfluss der Abkühlrate auf die mechanischen Eigenschaften von additiv gefertigten Zugproben aus 316L | Stahlbau | 12/2020 | 970-980 | Aufsätze |
KurzfassungErnst & Sohn Nachwuchspreis bester Vortrag Münchener Stahlbautage 2019 x | |||||
Lange, Jörg; Feucht, Thilo; Erven, Maren; Waldschmitt, Benedikt; Oechsner, Matthias; Klein, Marcus; Schudlich, Anna-Katharina | 3D-Druck im Stahlbau - additive Fertigung von Details, Verbindungen und Bauteilen | Stahlbau | 12/2020 | 981-991 | Aufsätze |
KurzfassungDie vollautomatische Fertigung ist in der Stahlbauindustrie angekommen. Zwar gibt es erst sehr wenige Firmen, die Stahlbauteile komplett von Robotern zusammenbauen lassen, aber der Mangel an Facharbeitern verbunden mit einem kontinuierlichen Fortschritt in der Maschinentechnik führt zu einem kontinuierlichen Zuwachs in diesem Bereich. So kann z. B. ein Roboter eine Fußplatte oder eine Steife an eine Stütze halten, während der zweite die Schweißnähte fertigt. Schweißroboter können darüber hinaus mithilfe des 3D-Druckverfahrens WAAM (Wire and Arc Additive Manufacturing) Details (Steifen), Knotenpunkte, Bauteile (insbesondere mit außergewöhnlichen Geometrien) und ganze Bauwerke herstellen. Der Schweißdraht wird hierbei als Druckwerkstoff eingesetzt, sodass es sich im Prinzip um eine Auftragsschweißung handelt. Hierdurch kann nicht nur die Logistik im Fertigungsbetrieb vereinfacht werden, da Steifen oder andere Anschlusselemente nicht mehr vorab zugeschnitten und an den Zusammenbauplatz geliefert werden müssen. Es können sich auch neue, dem Kraftfluss entsprechende Geometrien ergeben. Dadurch wird ein ganz anderes Konstruieren als bisher ermöglicht. Der vorliegende Beitrag zeigt, neben einem kurzen Überblick über das WAAM, einige Fertigungsbeispiele aus Forschungsprojekten des Fachgebiets Stahlbau der TU Darmstadt, sich aus der Optimierung ergebende neue Lösungen für alte Probleme und die erste Brücke, die komplett an ihrem Einsatzort gedruckt wurde. x | |||||
Pinger, Thomas; Müller, Thomas; Kaucke, Christoph; Straetmans, Boris; Wessel, Waldemar | Verzinkbarkeit höher- und hochfester MSH-Profile | Stahlbau | 12/2020 | 992-1002 | Aufsätze |
KurzfassungDie Feuerverzinkung von Stahlbauteilen ist zur Gewährleistung eines dauerhaften Korrosionsschutzes seit Jahrzehnten bekannt und etabliert. Auch für warmgewalzte Rohre und Hohlprofile ist dieses Verfahren von Vorteil, da durch das Eintauchen in die Zinkschmelze sowohl die äußere wie auch die innere Oberfläche des Bauteils mit einer Zinkschicht vollständig überzogen und geschützt wird. Die im Zuge des Verzinkungsprozesses auftretenden Ein- und Wechselwirkungen sind im Hinblick auf die Stahlkonstruktion und den verbauten Stahl selbst, bisher üblicherweise normalfeste Stähle, gut bekannt. Mit dem zunehmenden Aufkommen und Einsatz von höher- und hochfesten Stählen stellt sich die Frage, ob die vorliegenden Erkenntnisse im Hinblick auf die Einflüsse der Verzinkung auch auf diese Stähle übertragen werden können und die Verzinkbarkeit bestätigt werden kann. Im Zuge einer ausführlichen Versuchskampagne wurde hierzu an sechs Stahlwerkstoffen die Auswirkung der Feuerverzinkung auf die mechanischen Werkstoffeigenschaften und die Ausbildung der Zinkschicht untersucht. Die erzielten Ergebnisse werden im vorliegenden Beitrag vorgestellt. x | |||||
Analysis of fatigue test data to reassess EN 1993-1-9 detail categories | Stahlbau | 12/2020 | 1002 | Empfehlungen der Redaktion | |
Wegener, Filip; Seidel, Marc; Glienke, Ralf; Marten, Frithjof; Schwarz, Mathias | Numerische Simulation von Vorspannkraftverlusten in Ringflanschverbindungen | Stahlbau | 12/2020 | 1003-1015 | Aufsätze |
KurzfassungDie Betriebsbeanspruchung von Schrauben in Ringflanschverbindungen zur Verbindung von Tragstruktursektionen von Windenergieanlagen wird maßgeblich durch die vorhandene Pressung in der Flanschkontaktfuge beeinflusst, welche durch die eingebrachte Schraubenvorspannkraft erzielt wird. Unter den vorliegenden Belastungen im laufenden Betrieb der Anlage besteht die Möglichkeit, dass durch Plastifizierung im Flansch oder in der Schraube Vorspannkraft verloren geht. In diesem Beitrag wird anhand eines praxisnahen Beispiels gezeigt, ob und - wenn ja - in welcher Größenordnung Vorspannkraftverluste zu erwarten sind und durch welche Einflussfaktoren diese maßgeblich bestimmt werden. Hierzu werden verschiedene Last- und Vorspannkraftniveaus sowie unterschiedliche Imperfektionen in Form von Parallelklaffungen untersucht. Auf Basis der durchgeführten numerischen Untersuchungen kann festgehalten werden, dass Vorspannkraftverluste nur in geringer Höhe auftreten und eine hohe Vorspannkraft sich stets positiv auswirkt, auch wenn sich dadurch erste Plastifizierungseffekte schon auf einem niedrigeren Lastniveau einstellen. x | |||||
Feldmann, Markus; Citarelli, Sandro; Münstermann, Sebastian; Könemann, Markus | AUBI-äquivalente Anforderungen an die Zähigkeitshochlage aus Versuchen und Schädigungssimulationen | Stahlbau | 12/2020 | 1016-1026 | Aufsätze |
KurzfassungSeit mehr als zehn Jahren ist der Aufschweißbiegeversuch (AUBI) für eine Reihe von Fällen, insbesondere für Feinkornbaustähle, nicht mehr verpflichtend. Die hierzu durchgeführten Untersuchungen hatten allerdings nur eine empirisch begründete Korrelation mit der Kerbschlagarbeit hervorgebracht. So fehlt nach wie vor eine Klärung der werkstoffmechanischen Zusammenhänge, denen nachzugehen es die Aufgabe der hier vorgestellten Untersuchungen war. Hierzu wurde auf hybride Modelle der Schädigungsmechanik zurückgegriffen, die die numerische Simulation des AUBI unter Berücksichtigung von sowohl Spaltbruch als auch Gleitbruch und damit auch des Übergangsbereichs erlauben. Damit kann der AUBI wesentlich genauer analysiert werden. Man ist so in der Lage, eine werkstofftechnische Korrelation zur Kerbschlagarbeit zu begründen, was die Vorhersage des AUBI-Versuchs erlaubt. Ein wichtiges Ergebnis ist, dass die resultierenden Anforderungen an die Hochlagenzähigkeit auch bei konstant gehaltenen AUBI-Biegewinkeln für verschiedene Stahlsorten deutlich unterschiedlich sind. Solche Anforderungen an die Hochlagenzähigkeit werden zur Entfaltung der Grenztraglasten im ULS erforderlich, insbesondere dort, wo mit Anrissen zu rechnen ist, z. B. im Brückenbau. x | |||||
Stahlbau aktuell 12/2020 | Stahlbau | 12/2020 | 1027-1031 | Stahlbau aktuell | |
KurzfassungAktuelles: x | |||||
Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Stahlbau | 12/2020 | 1032 | Veranstaltungskalender | |