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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Jürgens, Hauke; Henke, SaschaEntwicklung eines Python-Skripts zur Festigkeitsreduktion mit numerischen Methodengeotechnik4/2021248-259Aufsätze

Kurzfassung

Die Anwendung numerischer Methoden beschränkt sich in der Geotechnik derzeit zumeist auf die Prognose des Verformungsverhaltens von Bauwerken im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit. Der Grenzzustand der Tragfähigkeit wird unter Berücksichtigung numerischer Methoden, z. B. der Finite-Elemente-Methode bisher nur in Ansätzen (z. B. bei homogenen Böschungen und kombinierter Pfahl-Plattengründung) behandelt. In dem vorliegenden Beitrag wird daher die Grundlage für die Anwendung einer ganzheitlichen Methode zur parallelen Festigkeitsreduktion an Strukturelementen und einer Abminderung der Scherparameter des Bodens diskutiert.
In einer ersten Parameterstudie wird ein auf der Programmiersprache Python basierendes Skript zur Reduktion der Scherparameter des Bodens durch einen Abgleich mit anerkannten Methoden zur Berechnung der Standsicherheit von Böschungen verifiziert. Anschließend werden die Anwendungsmöglichkeiten des Python-Skripts so erweitert, dass in einer zweiten Parameterstudie die Festigkeitsparameter von Strukturelementen innerhalb einer stabilitätsgefährdeten Böschung reduziert werden können. Auf Grundlage dessen erfolgt eine Beurteilung über den wahrscheinlichen ersten Versagensmechanismus (Boden- oder Strukturversagen). Zum Abschluss werden die Ergebnisse der beiden Parameterstudien unter Berücksichtigung einer numerischen Nachweisführung in einen kausalen Kontext gebracht und zukünftige Forschungsansätze diskutiert.

Development of a Python script for strength reduction with numerical methods
The application of numerical methods in geotechnics until now is mostly limited to the prediction of the deformation behaviour of structures regarding the serviceability limit state. The ultimate limit state has so far been handled rudimentarily (e.g. for homogeneous slopes and piled raft foundations), using numerical methods, such as the finite element method. In the present paper, therefore, the basis for the application of a unified method for parallel strength reduction on structural elements and a reduction of the shear parameters of the soil is discussed.
In a first parametric study, a script based on the Python programming language for reducing the shear parameters of the soil is verified by comparison with approved methods for calculating the overall stability of slopes. Subsequently, the application boundaries of the Python script are extended to reduce the strength parameters of structural elements within a slope at risk of stability in the framework of a second parametric study. Based on this, an assessment of probable first failure mechanism (soil or structural failure) is made. Finally, the results of the two parametric studies are put into a causal context, considering a numerical verification with discussion of future research approaches.

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Regtop, John; Feddema, AntoineInvestigations on the sinking process of large pneumatic caissonsgeotechnik4/2021260-280Aufsätze

Kurzfassung

In order to keep the port of Amsterdam accessible for ocean-going ships, a new sea lock is under construction at the town of IJmuiden. The new sea lock will replace one of the nearly 100-year-old locks and will be the largest sea lock in the world upon completion. In order to prevent vibrations in the vicinity of the old locks and to prevent the need for deep building pits, the gate chambers are constructed as pneumatic caissons. Due to the open U-shape of the caissons for the gate chambers, they are particularly vulnerable to torsional deformations that can occur during the sinking process, as a result of differential settlements. This was the main reason the contractor OpenIJ (a joint venture of BAM and VolkerWessels) wanted to get a better insight into the behaviour of the soil during the sinking process in order to control the deformations of the caissons during sinking. Together with the Hamburg University of Technology (TUHH) advanced Finite Element calculations were performed using the Abaqus/Explicit model to get a better understanding of the behaviour of the soil under a caisson during failure of the supporting soil berms. With the results and the lessons learned from the Abaqus analyses, additional analyses were made with Plaxis 2D and the Brinch Hansen method in order to support the sinking process. During the sinking process a real-time monitoring system helped the operators to keep the deformations of the caissons within tolerances. The monitoring results showed that the soil behaved as predicted and both caissons were successfully sunk to their final position.

Untersuchung Absenkprozess pneumatischer Senkkasten
Um den Hafen von Amsterdam für große Seeschiffe zugänglich zu halten, wird in der Stadt IJmuiden eine neue Seeschleuse errichtet. Diese neue Seeschleuse wird eine der fast 100 Jahre alten Schleusen ersetzen und ist derzeit die größte Seeschleuse der Welt. Um Vibrationen in der Nähe der alten Schleusen und den Bau tiefer Baugruben zu vermeiden, werden die Torkammern als pneumatische Senkkästen ausgeführt. Aufgrund ihrer U-Form sind die Torkammern besonders anfällig für Torsionsverformungen, die während des Absenkvorgangs infolge ungleichmäßiger Setzungen auftreten können. Vor allem deshalb wollte der Auftragnehmer OpenIJ einen besseren Einblick in das Verhalten des Bodens während des Absenkvorgangs erhalten, um so die Verformungen der Senkkästen während des Absenkens kontrollieren zu können. Zusammen mit der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) wurden daher unter Verwendung eines Abaqus-/Explicit-Modells erweiterte Finite-Element-Berechnungen durchgeführt, um besser zu verstehen, wie sich der Boden unter einem Senkkasten beim Versagen der stützenden Bodenbermen verhält. Zur Unterstützung des Absenkprozesses wurden anhand der Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Abaqus-Analysen zusätzliche Analysen mit Plaxis 2D und der Brinch-Hansen-Methode durchgeführt. Während des Absenkens half ein Echtzeitüberwachungssystem dabei, die Verformungen der Senkkästen innerhalb der Toleranzen zu halten. Die Überwachungsergebnisse zeigten, dass sich der Boden wie vorhergesagt verhielt, so dass beide Senkkästen erfolgreich auf ihre Endposition abgesenkt werden konnten.

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Fenk, JürgenZur Prognose von Tagesbrüchengeotechnik4/2021281-282Aufsätze

Kurzfassung

In Ergänzung zu den Empfehlungen des Arbeitskreises “Altbergbau” wird im Ergebnis langjähriger Erfahrungen eine vereinfachte Verfahrensweise zur Prognose von Tagesbrüchen über Hohlräumen im Lockergebirge vorgeschlagen.

On the prognosis of sinkholes
In addition to the recommendations of the working group “Abonded Mining”, a simplified procedure for the prognosis of sinkhole above cavities in loose rock is proposed as a result of many years of experience.

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Knopp, Julia; Spießl, Robert; Stöger, Jürgen; Wüstholz, Timo; Maierhöfer, DieterErtüchtigung von Trockenmauern unter Berücksichtigung des Artenschutzesgeotechnik4/2021283-289Berichte

Kurzfassung

Das Land Baden-Württemberg besitzt zahlreiche Trockenmauern an Verkehrswegen, die oftmals talseitig den Straßenkörper stützen und den heutigen Verkehrslasten nicht mehr ausreichend standhalten. Durch ihre besondere Bauweise sind Trockenmauern aber kleinräumige Habitate und werden als Biotope geschützt. Ziel des hier vorgestellten Projekts war es, die Mauern im Sinne des Artenschutzes im Bestand zu erhalten, aber auch die Standsicherheit der Mauern so zu erhöhen, dass sie die Lasten des Verkehrs tragen können. Vorgeschlagen wird, die Trockenmauern mit Drahtseilnetzen und Mikropfählen zu sichern. Besondere Anforderungen gab es an den Einbau der Mikropfähle durch die Bestandswand, da sichergestellt werden musste, dass keine Zementsuspension in das Mauerwerk abfließt. Die Maschenweite des Netzes wurde mit der Naturschutzbehörde abgestimmt, sodass die Zugänglichkeit der Mauer für die dort lebenden Arten weiterhin möglich ist.

Strengthening of dry stone walls under consideration of species conservation
Baden-Württemberg has numerous dry stone walls as retaining walls along traffic routes, which often can no longer withstand today's traffic loads. Due to their special construction, dry stone walls are habitats and are therefore protected as biotopes. The aim of the project presented here was not only to keep the walls in the existing form for species conservation purposes, but also to increase the stability of the walls. It is proposed to secure the dry stone walls with a wire rope net. There were special requirements for installing of the micropiles through the existing wall, as it had to be ensured that no cement slurry would run off into the masonry backup. The mesh size must be agreed with the nature conservation authority so that the wall can still be accessed by the species living there.

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Kiehl, Johannes R.; Heusermann, StefanBestimmung von Gebirgsspannungen mit dem Ãœberbohrverfahren - Teil 1: Triaxialmesssonden - Neufassung der Empfehlung Nr. 14 des Arbeitskreises "Versuchstechnik Fels" der DGGTgeotechnik4/2021290-301Berichte

Kurzfassung

Der Arbeitskreis AK 3.3 “Versuchstechnik Fels” der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. erarbeitet Empfehlungen für felsmechanische Labor- und Feldversuche sowie Messungen im Gebirge und an geotechnischen Bauwerken. Die vorliegende Neufassung der Empfehlung Nr. 14 behandelt Überbohrversuche zur Bestimmung von Gebirgsspannungen und berücksichtigt die Weiterentwicklung der Versuchstechnik seit der Herausgabe der Empfehlung Nr. 14 “Überbohr-Entlastungsversuche zur Bestimmung von Gebirgsspannungen” im Jahre 1990 [1]. Es werden die Anforderungen an die Messgeräte sowie die Vorgehensweise für die Durchführung und Auswertung dieser Versuche festgelegt. Es wird auf die Empfehlungen der International Society for Rock Mechanics (ISRM), in denen Überbohrversuche behandelt werden, hingewiesen [2, 3]. Die Empfehlung Nr. 14 ist in zwei Teile gegliedert. Im vorliegenden Teil 1 werden Überbohrversuche mithilfe von Triaxialmesssonden behandelt. Der Teil 2 dieser Empfehlung befasst sich mit Überbohrversuchen mittels Weggebersonden.

Rock stress determination by means of the overcoring method. Part 1: Triaxial strain cells - Recommendation No. 14 (revised) of the Commission on Rock Testing of the DGGT
The Commission on Rock Testing of the Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e. V. (German Geotechnical Society) is compiling instructions for rock mechanical laboratory and field tests as well as for monitoring in rocks and geotechnical structures on-site. The presented revision of recommendation No. 14 covers the determination of rock stresses by means of overcoring tests and considers the development of this method since the publication of recommendation No. 14 in 1990 [1]. Further, requirements for the measuring instruments and the procedures regarding the execution and evaluation of these tests are specified. Reference is made to the ISRM Suggested Method, in which overcoring tests are dealt with [2, 3]. Recommendation No. 14 is divided into two parts. This first part deals with overcoring tests using triaxial strain cells. The second part covers overcoring tests using borehole deformation gauges.

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geotechnik Rubriken 4/2021geotechnik4/2021302-312DGGT-Rubriken

Kurzfassung

DGGT-Mitteilungen:
DGGT-Mitgliederversammlung 2021
Vorstand der DGGT
Strategie- und Strukturkommission der DGGT
37. Baugrundtagung 5. bis 8. Oktober 2022 in Wiesbaden
Neun kostenfreie digitale Vortragsveranstaltungen der DGGT im Jahr 2021
Fachsektionstage Geotechnik 2023 in Würzburg
38. Baugrundtagung 2024 in Bremen
Fachsektion Bodenmechanik
Fachsektion Erd- und Grundbau
Fachsektion Kunststoffe in der Geotechnik
Fachsektion Umweltgeotechnik
ISSMGE International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
IGS International Geosynthetics Society
DGGT-Geschäftsstelle

Junge DGGT:
Arbeitskreis “Junge DGGT” mit neuem Internetauftritt
“Junge Geotechniker⋆innen stellen sich vor” - ein Blog der “Jungen DGGT”

CBTR-Nachrichten:
Jahrestagung 2022 in Köln
13 Jahre nach dem Archiveinsturz in Köln: Geotechnische, zivilrechtliche und strafrechtliche Aspekte eines Jahrtausend-Ereignisses
Rechtsprechung zu Baugrundkontaminationen weiterhin unterschiedlich
Großkommentar zur VOB Teil C erschienen

Das aktuelle Urteil:
Änderungen und Zusatzleistungen: Bauzeitverlängerung!
Oft ungenutzt: Bauhandwerkersicherung

Vergabe:
Braucht ein öffentlicher Auftraggeber einen Anwalt?
Schaden bei Abbrucharbeiten
Zusatzvergütung für AsbestentsorgungReviewer

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Termine: geotechnik 4/2021geotechnik4/2021312Termine

Kurzfassung

13. Österreichische Geotechniktagung
13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels
28. Darmstädter Geotechnik Kolloquium
Geotechnik-Tag 2022
11. RuhrGeo-Tag
36. Christian Veder Kolloquium
7. Felsmechanik und Tunnelbautag
Grouting Fundamentals & Current Practice 2022
37. Baugrundtagung

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Titelbild: Mauerwerk 4/2021Mauerwerk4/2021Titelbild

Kurzfassung


Zum Titelbild:
Im Westen der russischen Metropole Moskau besticht der Neubau der internationalen Privatschule Wunderpark mit seinen spektakulären, auskragenden Klassenräumen und einem transformierbaren Atrium mit Amphitheater. Im Grünen nahe eines Waldes und eines Flusses gelegen, betont das architektonische Konzept vom Moskauer Büro ARCHSTRUKTURA die Verbindung von innen und außen. Die dunkle Hagemeister-Sortierung “Manchester GT” steht in einem ausgewogenen Dialog mit den weiteren Materialien wie Holz und Beton.
Foto: Daniel Annenkov

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Inhalt: Mauerwerk 4/2021Mauerwerk4/2021Inhalt

Kurzfassung

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Steins, Justus; Volk, Rebekka; Kreft, Oliver; Schultmann, FrankAltporenbeton aus dem Abbruch und Rückbau in Deutschland bis 2050 - eine VorhersageMauerwerk4/2021145-150Berichte

Kurzfassung

Porenbeton ist aufgrund seiner hervorragenden Dämmeigenschaften ein häufig verwendetes Baumaterial für Mauersteine sowie vorgefertigte bewehrte Bauteile und Mineraldämmplatten - mit wachsender Beliebtheit. Altporenbeton aus dem Abbruch und Rückbau von Gebäuden wird derzeit hauptsächlich deponiert. Deponiekapazitäten nehmen jedoch ab und der rechtliche Rahmen verlangt feste Recyclingquoten. Um ein hochwertiges Recyclingnetzwerk von Altporenbeton zu etablieren, werden Informationen über rezyklierbare Mengen, ihr zeitliches Aufkommen und ihre regionale Verteilung benötigt. Da diese bislang nicht vorhanden sind, wurde ein neues Modell zur Quantifizierung von Altporenbeton unter Nutzung historischer Porenbetonproduktion, Bautätigkeit, regionaler Marktanteile von Porenbeton und Gebäudelebensdauern entwickelt. Das Modell wurde für Deutschland im Zeitraum 1950-2050 (jahresgenau) mit geografischer Unterteilung in 401 Regionen angewendet. In den nächsten Jahrzehnten ist den Ergebnissen zufolge mit stark steigenden Altporenbetonaufkommen zu rechnen. Das Aufkommen in Deutschland könnte von 160.000 m3 (2000) über 1.200.000 m3 (2020) auf mehr als 4.000.000m3 (2050) ansteigen. Es werden signifikante Mengen v. a. in großen deutschen Städten wie Berlin, Hamburg, München, Bremen, Hannover, Köln, Frankfurt und Stuttgart erwartet. Diese Ergebnisse bieten eine Entscheidungshilfe für die Kreislaufführung von Altporenbeton in Bezug auf Standort- und Kapazitätsplanung sowie Logistik.

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Schermer, Detleff; Nagler, Florian; Schwabe, AlmutArchäologisches Haus am Petriplatz - massive AußenwandkonstruktionMauerwerk4/2021151-155Berichte

Kurzfassung

Der Petriplatz in Berlin zählt zu einem der frühesten Besiedelungsorte Berlins aus dem 12. Jh. In diesem Bereich wird im Auftrag des Berliner Senats aktuell das Archäologische Haus errichtet, welches die mit dem Ort verbundenen Funde integrieren und den Besuchern direkt zugänglich machen soll. Die oberirdischen Geschosse werden als archäologische Werkstätten und Sammlungsräume dienen und einen Vortragssaal aufweisen. Die gewählte Konstruktion des siebengeschossigen Gebäudes passt sich den örtlichen Randbedingungen an: So erfolgt die Gründung auf Bohrpfählen, um den Eingriff in die Fundstätte zu minimieren und gleichzeitig Elemente für die Geothermie zu schaffen. Aus der statischen Funktion sowie den Brandschutzanforderungen und dem Schutz gegen Außenlärm ergab sich die Notwendigkeit, die Tragkonstruktion massiv in Stahlbeton auszuführen. Als quasi monolithischer Außenwandaufbau im Regelbereich wurde eine neue Systematik mittels tragender Stahlbetoninnenschale und nicht tragender Ausfachung aus hochwärmedämmendem Planziegelmauerwerk entwickelt. Neben dem Lastabtrag waren insbesondere die Themen der Rissesicherheit, der Ausführung und des Zusammenwirkens von Beton und Mauerwerk zu beachten.

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Maier, Andreas; Hochrein, Martin; Schneider, Jens; Joppien, Anett-Maud; Beck, MartinEnergieeffizienz weitergedacht: die thermisch aktivierte Gebäudehülle als Teil einer ProzessketteMauerwerk4/2021156-168Berichte

Kurzfassung

Die öffentliche Diskussion zur Energiewende findet oftmals ausschließlich im Kontext elektrischer Energie statt. Gerade im Industriesektor spielt jedoch auch die thermische Energie eine wesentliche Rolle. Entgegen einem rein dogmatischen Ansatz Energie zu “sparen”, geht es darum, das Energiesystem als Ganzes zu verstehen und energetische Abhängigkeiten zu erkennen. Leitidee des Forschungsprojekts ETA-Fabrik ist es, die richtige Energieform (Primärenergiebedarf) in der notwendigen Menge (Endenergiebedarf) zur richtigen Zeit (energieflexibel) am richtigen Ort (effiziente Infrastruktur) einzusetzen. Dabei wurde über die bisher stets isoliert betrachtete Optimierung von Einzelkomponenten (z. B. Maschine, Kühlsystem, Gebäudedämmung) hinaus das gesamte System einer Produktionsfabrik betrachtet und auf dem Campus der TU Darmstadt eine Modellfabrik errichtet, in der Gebäude, Haustechnik und Maschinen durch die drei Ebenen der Gebäudeautomation synergetisch miteinander verknüpft wurden. Einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienzsteigerung liefert hierfür die durch oberflächennahe, wasserführende, kapillarähnliche Rohrleitungsnetze thermisch aktivierte Gebäudehülle aus Beton. Diese multifunktionalen Wand- und Dachelemente vereinen die Funktionen des Tragens, des Dämmens, des Begrenzens und der thermischen Interaktion und fungieren somit als riesige Heiz- und Kühlflächen. Der Aufsatz ist eine inhaltliche Fortsetzung des Beitrags aus der Bautechnik 03/2014 und stellt die erzielten Projektergebnisse mit Fokus auf der baulichen Umsetzung vor. Hintergründe und Zielstellungen des Projekts werden aufgegriffen, Forschungsrandbedingungen dargelegt und die Energieeinsparpotenziale vorgestellt. Neben der kurzen Beschreibung der umgesetzten thermischen Vernetzung und der dafür gebauten Gebäudehüllelemente als Fortschreibung der bereits vorgestellten Konzepte werden die thermische Leistungsfähigkeit der Gebäudehülle sowie deren Beitrag zur Behaglichkeit in der Produktionshalle erläutert. Das architektonische Konzept sowie eine kritische Würdigung der interdisziplinären Zusammenarbeit im Planungsprozess einer vernetzten Fabrik schließen diese Reihe ab.

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Sobek, WernerEin persönlicher Nachruf auf Jörg SchlaichMauerwerk4/2021169-172Berichte

Kurzfassung

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Westphal, JostKraftvoller Fassadenrhythmus - Neubau Bürogebäude im Technologiepark BremenMauerwerk4/2021173-175Berichte

Kurzfassung

Das neue Bürogebäude der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft Emde & Partner mbB steht stellvertretend für einen Generationenwechsel im Technologiepark Bremen. Es bietet im Innenraum moderne Arbeitswelten für kommunikatives und konzentriertes Arbeiten. Die Vielseitigkeit und Flexibilität der Räumlichkeiten findet sich in der äußeren Erscheinung als anthrazitfarbene Klinkerfassade mit variierender Wechsellaibung wieder.

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Stroman, FraukeIntegratives Ensemble - Neubau Grundschule und Kita mit Sporthalle in HannoverMauerwerk4/2021176-178Berichte

Kurzfassung

Am Hannoveraner Welfenplatz ist ein Ensemble aus Schule, Kindertagesstätte und Sporthalle entstanden, das sich harmonisch in die Umgebung integriert, den Kindern einen freundlich gestalteten und geschützten Raum zum Lernen und Toben zur Verfügung stellt und sich zudem durch eine nachhaltige Bauweise auszeichnet. Im Rahmen einer öffentlich-privaten Partnerschaft mit der Landeshauptstadt Hannover als Auftraggeber hat das Architektur- und Ingenieurbüro pbr Planungsbüro Rohling AG die Architekturplanung erbracht.

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Stroman, FraukeFassade vermittelt zwischen Moderne und Tradition - Büroneubau Phoenixwerk in Dortmund-HördeMauerwerk4/2021179-181Berichte

Kurzfassung

Im Dortmunder Vorort Hörde ist auf dem ehemaligen Gelände des Hochofenwerks Phoenix West das PhoenixWERK, der erste Baukörper eines zukunftsweisenden Büroensembles, entstanden. Mit seiner Architektursprache und der Mauerwerksfassade fügt er sich hervorragend in die zum Teil unter Denkmalschutz stehende Umgebung ein und nimmt damit die Ursprünglichkeit des Ortes auf.

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MAUERWERK aktuell 4/2021Mauerwerk4/2021182-188Mauerwerk aktuell

Kurzfassung

Nachrichten:
Am Puls der Zeit - Lehmplatten fördern nachhaltiges Bauen und Klimaschutz
“Die Flutkatastrophe rückt Klimaschutz und klimaresistentes Bauen wieder auf die politische Agenda”
Ziegelhäuser mit Spitzenwerten bei der Ökobilanz
20 Prozent weniger CO3 - Hintermauerziegel auf dem Weg zur Klimaneutralität
Natürlich. Nachhaltig. Klimaschonend.
Kalksandstein erneut Marktführer im mehrgeschossigen Wohnungsbau

Rezensionen:
Rezension: Gerüste und Hilfskonstruktionen im historischen Baubetrieb

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Titelbild: Stahlbau 4/2021Stahlbau4/2021Titelbild

Kurzfassung

Zum Titelbild:
Auf dem Firmengelände von Merck in Darmstadt befinden sich neben der zentralen Hauptverwaltung auch zahlreiche Gebäude für Verwaltung, Forschung und Produktion. ALHO hat bereits mit mehreren Gebäuden zum schnellen und hochwertigen Ausbau des Campus beigetragen. Eines der jüngsten Bauobjekte ist ein viergeschossiger Büroneubau für ca. 80 Mitarbeiter.
(Foto: ALHO Holding)

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Inhalt: Stahlbau 4/2021Stahlbau4/2021Inhalt

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Sorger, Arno; Matzner, GeorgUnd es bewegt sich etwasStahlbau4/2021247Editorials

Kurzfassung

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Kettler, Markus; Unterweger, Harald; Ebner, DieterLokale Spannungen in Kranbahnträgern mit Längssteifen - Experimentelle und numerische UntersuchungenStahlbau4/2021248-261Aufsätze

Kurzfassung

Die Anordnung von zusätzlichen Längssteifen in hohen Kranbahnträgern zur Erhöhung der Beultragfähigkeit des Stegs führt zu einer nach aktuellem Stand der Technik unbekannten Erhöhung der lokalen vertikalen Biegespannungen &sgr;T aus exzentrischer Radlast. Das hat wesentliche Auswirkungen auf den Ermüdungsnachweis der Flansch-Steg-Verbindung und in weiterer Folge auf die erforderlichen Trägerabmessungen. Um diesen Sachverhalt näher zu untersuchen, wurden im Rahmen eines Forschungsprojekts experimentelle und numerische Untersuchungen zum Einfluss von Längssteifen in unterschiedlichen Höhenlagen auf die lokalen Biegespannungen in Kranbahnträgern durchgeführt. Darauf aufbauend wurde das Berechnungsmodell der EN 1993-6, das derzeit nur unversteifte Stegbleche beinhaltet, basierend auf einem Vorschlag aus der Literatur, für mögliche zusätzliche Längssteifen erweitert. Der Vergleich mit den Laborversuchen und den durchgeführten numerischen Berechnungen zeigt, dass das erweiterte Modell in der Lage ist, die Zunahme der Biegespannungen durch zusätzliche Längssteifen zutreffend wiederzugeben.

Local stresses in crane runway girders with longitudinal stiffeners - experimental and numerical analyses
Crane runway girders with slender webs are often strengthened by additional longitudinal stiffeners to avoid local plate buckling of the web. This leads to an increase of local vertical bending stresses in the web due to eccentric wheel loads. These local stresses have a significant impact on the fatigue design of the flange-to-web connections and the required girder dimensions. In order to study this behaviour in detail, laboratory tests and numerical finite element calculations have been carried out on crane runway girders with longitudinal stiffeners at different positions of the web. Based on these results, the design model in EN 1993-6, that currently does not take into account longitudinal stiffeners, has been extended (based on a proposal from literature) to also cover additional stiffeners. Finally, the model is validated through a comparison with tests and numerical calculations.

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Honerboom, Dominik; Menge, MoritzErsatzneubau der Rheinbrücke Hard-FußachStahlbau4/2021262-270Berichte

Kurzfassung

Im Westen Österreichs fließt der Alpenrhein in den Bodensee. Kurz vor seiner Mündung wird derzeit die Rheinbrücke zwischen Hard und Fußach erneuert. Die Brücke setzt mit ihrer seltenen Konstruktion als Extradosed-Brücke besondere architektonische Akzente. Durch die Konstruktion als überspannter Balken entsteht insgesamt ein filigranes und modernes Bauwerk, das durch eine eher sachliche und schlichte Eleganz zurückhaltend wirkt. Gleichzeitig entwickelt es aber auch ein hohes Maß an eigenständiger Integrität, welches infolge der Reduzierung der Stützungspunkte zudem größtmögliche Rücksicht auf die Geländesituation nimmt und den landschaftlichen Zerschneidungseffekt minimiert. Neben den Herausforderungen der Konstruktionsweise musste die Planung und Ausführung den komplexen Randbedingungen im Umfeld begegnen. Die Brücke muss in den wenig tragfähigen Bodenschichten des Flussbetts, die bis in große Tiefe reichen, gründen. In der Bauzeit der Brücke und für den Endausbau des Rhein-Hochwasserschutzes sind extreme Hochwassersituationen zu berücksichtigen. So wird die neue Brücke auf ein 300-jährliches Hochwasserereignis mit 1 m Freibord ausgelegt.

Replacement construction of the Rhinebridge Hard-Fußach
To the west of Austria the Alpine Rhine flows into the Lake Constance. Shortly before its confluence, the Rhine bridge between Hard and Fußach is currently being renewed. With its construction as an “extradosed bridge”, the bridge sets special architectural accents. The construction as an external prestressed beam creates a filigree and modern bridge that appears restrained due to its rather functional and simple elegance. At the same time, it also develops a high degree of independent integrity, which, as a result of the reduction in the number of support points, also takes the greatest possible consideration of the terrain and minimizes the effect of fragmenting the landscape. In addition to the challenges of the design method, the planning and execution had to meet the complex boundary conditions in the environment. The bridge must be founded in the poorly load-bearing soil layers of the river bed. Extreme flood situations must be taken into account during the construction period of the bridge and for the final construction of the Rhine flood protection. The new bridge is designed for a 300-year flood event with a 1 m freeboard.

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Vospernig, Michael; Glatz, Bernhard; Reiterer, Michael; Fink, JosefFachwerkbrücken - Bewertung der dynamischen Antwort des Brückendecks bei Zugüberfahrten - Rechnerischer und messtechnischer VergleichStahlbau4/2021271-283Aufsätze

Kurzfassung

Im Zuge von Streckenausbauprojekten der ÖBB wurden im Zeitraum von 2013 bis 2019 drei einfeldrige Stahlfachwerkbrücken mit Spannweiten von 42 bis 68 m in ähnlicher Bauweise errichtet. Nach den derzeitigen Normen sowie Regelwerken sind dynamische Berechnungen zum Nachweis der Gebrauchstauglichkeit erforderlich. Im ersten Untersuchungsschritt wird die Berechnung der Zugüberfahrten mit den normativen Lastmodellen als Folge von Einzelkräften durchgeführt. Bei allen drei untersuchten Tragwerken kann gezeigt werden, dass Oberschwingungen des Fahrbahndecks zu signifikanten Überschreitungen der normativ zulässigen vertikalen Überbaubeschleunigung führen. Im nächsten Untersuchungsschritt werden die tatsächlichen Lehr'schen Dämpfungen, Eigenfrequenzen und Eigenformen mittels In-situ-Systemidentifikationen ermittelt. Des Weiteren werden zur Bewertung des Lastmodells aus Einzelkräften zusätzliche Berechnungen zur Fahrzeugbrückeninteraktion durchgeführt, und die Anwendung von Schwingungsdämpfern im Rechenmodell zur Dämpfung der Oberschwingungen wird ebenfalls untersucht. Im abschließenden Untersuchungsschritt werden zur Validierung Zugüberfahrten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten an den realen Tragwerken durchgeführt. Aus dem Vergleich der unter Ansatz der Zugüberfahrten berechneten und gemessenen vertikalen Tragwerksbeschleunigungen zeigt sich, dass die im Rechenmodell maßgebenden Oberschwingungen des Fahrbahndecks bei den realen Tragwerken nicht in gleichem Maße angeregt werden.

Truss-girder bridges - evaluation of dynamic responses of the deck due to train transit - comparison between computational results and measurement
During route expansion projects between 2013 and 2019 by the Austrian Federal Railways (ÖBB), three steel truss bridges with a similar design were built as single-span structures with spans of 42 to 68 m. According to the ÖBB regulations dynamic analyses must be carried out. In the first investigation step, the computation of the train transit uses the normative loads for the moving load model. With all three examined structures it can be shown that the harmonics of the bridge deck lead to vertical accelerations exceeding serviceability limit states. In the next investigation step, system identifications are performed to determine the actual Lehr's damping ratios as well as eigenfrequencies and mode shapes of the structures. Further calculations with a detailed interaction model are investigated to prove the moving load model and the application of vibration absorbers at the computational model to dampen the harmonics of the bridge deck is investigated. In the final step, measurements of deck accelerations caused by train transit on the real structures are carried out. A comparison of the calculated and measured vertical accelerations due to train transits demonstrates that the harmonics of the bridge deck at the real structure are not as sensitive as in the numerical model.

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Schaumberger, Thomas; Hofmann, ArneDas Somnium - Eine Aussichtsplattform auf dem JKU-Campus in LinzStahlbau4/2021284-289Berichte

Kurzfassung

Das Somnium des TNF-Turms ist Teil eines 2016 ausgelobten Wettbewerbs, den das Büro Riepl Riepl Architekten für sich entscheiden konnte. Ziel des Wettbewerbs war die Erweiterung und Sanierung sowie der Neubau verschiedener Gebäude des Campus der Johannes Kepler Universität (JKU), um eine Attraktivierung und Modernisierung des gesamten Universitätsgeländes zu erzielen. Neben der Errichtung eines Willkommenszentrums und Veranstaltungsgebäudes (Kepler Hall) und der Um- und Neugestaltung der Bibliothek durch eine Aufstockung in ein Learning Center waren auch die Sanierung des TNF-Turms (Technisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) sowie die Errichtung eines begehbaren und für viele nutzbaren Dachgartens, dem sog. Somnium, Bestandteil des Projekts. Der TNF-Turm ist das mit 49 m höchste Gebäude am Campus der JKU und bietet den besten Ausblick über das Universitätsgelände und auf das umliegende Stadtgebiet. Das Somnium selbst ist eine Erweiterung des bestehenden Gebäudes in Gestalt einer Aussichtsterrasse auf dem Dach des Turms, die durch ein Rankgerüst räumlich gefasst wird. Die schlanke Stahlkonstruktion und ihre Errichtung, der interdisziplinäre Planungsprozess sowie der Umgang mit dem Bestand sollen hier näher beschrieben werden (Bild 1).

The Somnium
The Somnium of the TNF Tower is part of a competition held in 2016, which Riepl Riepl Architekten won. The competition's goal was to build, expand and renovate various buildings on the Johannes Kepler University (JKU) campus to make the entire university campus more attractive and modern. The winning design included the construction of the welcome centre and event building (Kepler Hall) and the library's conversion and redesign that added a “Learning Center”. The project also included the TNF Tower's renovation and the construction of The Somnium, an accessible roof garden. At 49 m, the TNF Tower is the tallest building on the JKU campus and offers the university campus's best view and the surrounding urban area. The Somnium itself is an extension of the existing building in the form of a viewing terrace on the tower's roof, which is enveloped by a special framework. The slender steel structure and its erection, the interdisciplinary planning process, and the existing building's treatment will be described in more detail here.

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Unterweger, Harald; Derler, ChristophErmittlung von Inspektionsintervallen für Rissprüfungen an historischen genieteten Eisenbahnbrücken auf Basis der Bruchmechanik - Teil 1Stahlbau4/2021290-304Aufsätze

Kurzfassung

Eine konventionelle Restlebensdauerbeurteilung, auf Basis von Ermüdungs-Festigkeitslinien (Wöhlerlinien), führt bei historischen genieteten Eisenbahnbrücken meist zu konservativen und unwägbaren Ergebnissen wegen des großen Einflusses der Ermüdungsschädigung aus der Vergangenheit, für die die Betriebszüge meist nur unzureichend bekannt sind. Für eine repräsentative einfeldrige Fachwerkbrücke erfolgte eine alternative Vorgehensweise auf Basis der Bruchmechanik, mit vorheriger Kalibrierung eines zutreffenden Bruchmechanikmodells anhand von Schwingversuchen an ausgebauten historischen und künstlich gekerbten Fahrbahnträgern sowie Betriebskollektiven aus simulierten Betriebszugsüberfahrten. Darauf wird in Teil 1 des Beitrags eingegangen. Bei vorausgesetzten Anfangsrisslängen, die im Zuge einer konventionellen Brückenprüfung feststellbar sind, lassen sich Restlebensdauern für die einzelnen Bauteile - bis zur Gefahr eines plötzlichen Sprödbruchs - ermitteln und daraus sinnvolle Inspektionsintervalle ableiten. Dies ist der Inhalt von Teil 2 des Beitrags.

Reasonable periods of inspection for crack detection on historical riveted railway bridges based on fracture mechanics - part 1
An assessment of the remaining fatigue life based on SN-curves often leads to conservative and imponderable results, because of the high effect of the fatigue damage in the past with minor knowledge of the associated service trains. For a representative single span truss bridge an alternative assessment based on fracture mechanics was done, with calibrated models based on fatigue tests on dismounted historical girders and stress spectra based on numerical simulations of the crossing of the individual service trains. This is the content of part 1 of the paper. Based on the assumption of a starting crack length detectable at regular inspections, remaining fatigue life are calculated for the individual bridge members, leading to a proposal of accurate time periods for inspection. This is the content of part 2 of the paper.

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