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Titelbild: Bautechnik 6/2018Bautechnik6/2018Titelbild

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Seit Anfang 2018 ist die neue Agentur für Arbeit in Köln in Betrieb. Mit ihren 391 Raummodulen, 19.500 m2 und 8 Monaten Rekordbauzeit ist sie auch sonst in vielerlei Hinsicht ein bemerkenswertes Neubauprojekt: Für ALHO, weil das Modulbauunternehmen aus Friesenhagen hier erstmals als Generalübernehmer und zugleich als Investor agiert und für den Betreiber, die Bundesagentur für Arbeit, die als Mieter des repräsentativen Verwaltungskomplexes ihr umfangreiches Dienstleistungsangebot rund um die Themen Arbeit, Ausbildung, Weiterbildung und lebenslanges Lernen nun konzentriert unter einem Dach bündeln kann. (Foto: ALHO)

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Vorschau 7/2018Bautechnik6/2018Vorschau

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Jan Akkermann, Thomas Tschickardt, Daniel Krause: Entwicklung und Evaluation von BIM-4D-Methoden am Beispielprojekt Gateway Gardens Los 2, Frankfurt/Main
Lars Rüdiger, Norbert Gebbeken, Paul Warnstedt: Urbane Sicherheit bei Explosionen - Schutz durch Ringgeflecht und Wasser
Christoph Heinzelmann, Jörg Bödefeld, Andreas Westendarp: Herausforderungen im Verkehrswasserbau - Vom Bundesverkehrswegeplan bis Building Information Modeling, Marc Gutermann, Carsten Schröder, Carsten Böhme: Nachweis von Straßenbrücken kleiner Stützweite am Beispiel von Wegebrücken in der Eilenriede, Hannover
Lars Abrahamczyk, Zouhour Jaouadi, Uwe Kähler, Dmitrii Legatiuk: Methoden zur Identifikation von Zugvorbeifahrten aus kontinuierlichen Messdaten
Peter Anderegg, Rolf Brönnimann, Urs Meier: Referenzmessdaten beim Langzeit-Monitoring von Infrastrukturen

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Inhalt: Bautechnik 6/2018Bautechnik6/2018Inhalt

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Wohnungsbau 2018Bautechnik6/20181-86Sonderheft

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Dragos, Kosmas; Steiner, Maria; Zabel, Volkmar; Smarsly, KayMonitoringgestützte Analyse von Schwingungsdämpfern in TurmbauwerkenBautechnik6/2018401-409Aufsätze

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Schlanke Bauwerke, wie Türme und Masten, zeigen oft ein unerwünschtes dynamisches Verhalten, wenn sie zeitlich veränderlichen Belastungen ausgesetzt sind. Eigenschwingungen höherer Ordnung sowie Resonanzphänomene zwischen den einwirkenden dynamischen Lasten und der Struktur können zu beträchtlichen Bauwerksschwingungen führen. Zur Reduzierung solcher Schwingungen werden häufig Schwingungsdämpfersysteme eingesetzt. Ein Schwingungsdämpfer ist ein Feder-Masse-Dämpfer-System, dessen dynamische Eigenschaften so auf das Bauwerk abgestimmt sind, dass die Trägheitskräfte den Bauwerksschwingungen durch einen Phasenversatz der Relativbewegung zwischen Bauwerk und Schwingungsdämpfer optimal entgegenwirken und diese reduzieren. Die Bemessung von Schwingungsdämpfern erfolgt entweder auf Grundlage numerischer Berechnungen oder durch Schwingungsversuche zur Ermittlung der dynamischen Eigenschaften des Bauwerks. Während der Lebensdauer eines Bauwerks können sich jedoch die dynamischen Eigenschaften, beispielsweise aufgrund von Alterungsprozessen, ändern, sodass die Wirksamkeit der Schwingungsdämpfer herabgesetzt wird. Im vorliegenden Beitrag wird eine Methode zur Beurteilung der Wirksamkeit von Schwingungsdämpfern unter Verwendung von Daten aus einem Structural-Health-Monitoring-(SHM-)System vorgestellt. Die Funktionalität des Schwingungsdämpfers wird durch Betrachtung des Phasenversatzes zwischen den Schwingungen des Bauwerks und des Dämpfers untersucht, wobei ein optimaler Dämpfungseffekt bei einer Phasenverschiebung von annähernd 90° zwischen diesen beiden Schwingungsantworten erwartet wird. Die vorgeschlagene Methode wird am Beispiel eines mit Schwingungsdämpfer und SHM-System versehenen Sendeturms validiert.

Monitoring-based performance analysis of tuned mass dampers in tower structures
Slender structures, such as towers and masts, frequently exhibit unfavourable responses when subjected to dynamic loads, characterized by the non-negligible contribution of higher modes of vibration as well as resonant phenomena between the loads and the structure. To mitigate such responses, tuned mass dampers (TMDs) have been employed in several slender structures. A TMD is a structural sub-system fixed to a structure and “tuned” to counteract a response frequency, which is anticipated to induce large oscillations to the structure, through its out-of-phase response. The design of tuned mass dampers is based on modelling assumptions and on sparse observations of the dynamic behaviour of structures, which changes due to structural ageing, thus rendering the regular performance assessment of TMDs is essential. In this paper, a methodology for assessing TMD performance using structural health monitoring (SHM) data is presented. Specifically, the TMD functionality is assessed upon obtaining the phase shift between the TMD response and the response of the structure, which, according to TMD theory, indicates favourable dampening effect when assuming values close to 90°. The proposed methodology is validated via a case study of a telecommunication tower equipped with a TMD and an SHM system, showcasing the ability of the methodology to assess TMD performance.

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Akkermann, Jan; Bastian, Kévin; Bouthiba, Abderrahmane; Fischer, EricRealisierung der Großen Moschee von AlgerienBautechnik6/2018410-419Berichte

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In Algier nähert sich der Rohbau der Großen Moschee von Algerien der Fertigstellung. Die drittgrößte Moschee der Welt erhält das mit einer Bauhöhe von 265 m weltweit höchste Minarett, welches gleichzeitig das höchste Gebäude des afrikanischen Kontinents sein wird. Das architektonische Wahrzeichen bedingte ein Höchstmaß von Anforderungen an die Baumaterialen und die nachhaltige Tragwerksintegrität. Der Entwurf berücksichtigte bereits die im Artikel beschriebenen außergewöhnlichen Bauprozesse der Megabaustelle.

Realization of the Great Mosque of Algeria
In Algiers, the construction of the Great Mosque of Algeria nears completion. The third largest mosque worldwide will obtain the largest minaret of the world with a height of 265 m, which will be the highest building on the african continent. The architectural landmark required highest demands on sustainability, building materials and structural integrity. The design already respected the exceptional execution process of this mega construction site, as described in this article.

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Kaiser, Sonja; Cousseau, Frédéric; Braun, Jonas; Hess, UlrichSelektiver Tiefenabtrag von radioaktiv dekontaminiertem Stahlbeton im kerntechnischen RückbauBautechnik6/2018420-425Berichte

Kurzfassung

Beim Rückbau von kerntechnischen Bauwerken werden hochbewehrte Betongebäude so dekontaminiert, dass anschließend der überwiegende Anteil der Gesamtmasse dem normalen Recyclingkreislauf zugeführt werden kann. Hierfür bedarf es selektiver Abtragsmethoden, um möglichst wenig radioaktiven Abfall endlagern zu müssen. Für den Oberflächenabtrag von Beton stehen bereits zahlreiche Werkzeuge und Abtragsmethoden zur Verfügung. Diese Werkzeuge stoßen jedoch an ihre Grenzen, wenn es darum geht, Kontamination zu entfernen, die tief in die Gebäudestruktur (z. B. durch Risse) eingedrungen ist, oder wenn metallische Einbauten wie Ankerplatten, Dübel, Schienen u. a. verbaut sind. Ein Problem besteht aktuell beim lokal begrenzten Tiefenabtrag von Stahlbetonen, sodass die entstehenden Oberflächen im Anschluss frei messbar sind.
Aus diesem Bedarf entstand das Forschungsprojekt DefAhS (Definierter Abtrag hochbewehrter Stahlbetonstrukturen) als Kooperation zwischen der Herrenknecht AG, Kraftanlagen Heidelberg GmbH, der Leibniz Universität Hannover und dem Karlsruher Institut für Technologie. Gefördert wird das Projekt durch das Programm FORKA - Forschung für den Rückbau kerntechnischer Anlagen - des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.

Selective removal of radioactive decontaminated highly reinforced concrete in the deconstruction of nuclear power plants
When decommissioning nuclear facilities, its highly reinforced concrete buildings will be decontaminated in such a manner that most its total mass can be returned to the recycling cycle. To achieve maximum results, selective removal methods are required to reduce the radioactive waste for final storage. There are already several tools and processes for the removal of concrete surfaces available. However, these methods reach their limits when faced with in-depth contamination, e. g. in concrete cracks or in material compounds with metal anchor plates and bolts, rails, etc. A common problem is the targeted in-depth removal of reinforced concrete in cracks, openings, or installations, to a degree that the resulting surfaces are ready for release measurements.
This requirement provides the central research issue of the project DefAhs (selective removal of highly reinforced concrete structures) which is now a joint project of Herrenknecht AG, Kraftanlagen Heidelberg GmbH, Leibniz University Hannover and Karlsruhe Institute of Technology. This project is being sponsored by FORKA (research in the field of decommissioning nuclear facilities) of Germany's Federal Ministry of Education and Research.

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Bollinger, Klaus; Grohmann, Manfred; Ruppert, SimonKraftwerk Lausward, Düsseldorf - Kraftwerk mit AussichtBautechnik6/2018426-431Berichte

Kurzfassung

Das neue Gaskraftwerk auf der “Lausward” hat eine attraktive Gebäudehülle inklusive einer neuen Aussichtsplattform erhalten, die sowohl das Stadtbild wie auch den Bereich des Düsseldorfer Hafens positiv an seinem auch zukünftig eher industriell geprägten westlichen Rand stärkt.
Das Architekturbüro kadawittfeldarchitektur hat nach gewonnenem Wettbewerb (2013) eine Hülle aus nebeneinanderstehenden, unterschiedlich großen Stahlrahmen realisiert, die den einzelnen Gebäudeteilen des neuen Kraftwerks ein gemeinsames Kleid verleihen. Die einzelnen Module können auf jegliche Anforderungen aus dem Inneren reagieren. Gleichzeitig wird das große Gesamtvolumen durch die Rhythmisierung verträglich gegliedert.
Das abschließende und größte Rahmenelement im Nordosten der Anlage bildet das sogenannte “Stadtfenster”, eine 60 m hohe und 38 m breite, beidseitig komplett verglaste Einhausung des Kraftwerks-Schornsteins. Über einen Aufzug gelangt man auf ca. 45 m Höhe zu einer Aussichtsplattform, von der man nach Süden bis nach Köln und nördlich über den Rhein auf Düsseldorf blicken kann.
Der vorliegende Bericht beschäftigt sich insbesondere mit dem Entwurf und der Konstruktion dieses besonderen Bauteils.

Power station with a view - power plant with a pleasant view
The new gas-fired power station on the “Lausward” received a visually appealing building envelope including a new viewing platform and positively enhances both the urban landscape and the western part of the Düsseldorf Hafen district which will have a more industrial footprint in the future.
After winning the competition (2013), the architects from kadawittfeldarchitektur have realized a shell of steel frames of different sizes, which give the individual building parts of the new power plant a common look. The individual modules can react to any requirements from the inside. At the same time, the large total volume is structured in compliance with the building's rhythm.
The largest frame element in the northeast of the plant forms the so-called high-rise structure “Stadtfenster”, a 60 m high and 38 m wide double-sided fully glazed enclosure of the power plant chimney. An elevator takes you to an observation platform at a height of approx. 45 m, offering views southward to Cologne and northward over the Rhine to Düsseldorf.
This report deals in particular with the design and construction of this particular structural component.

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Bocklenberg, Lennart; Winkler, Karsten; Mark, PeterDigitale Planung und geometrische Präzisionsfertigung für DurchstanzversucheBautechnik6/2018432-438Berichte

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Durchstanzversuche an Stahlbetonplatten sind bislang auf geringe Dicken begrenzt. Infolge hoher Prüflasten und großer Versuchskörperabmessungen stoßen Versuchslabore weltweit an ihre Grenzen. Um erstmals Plattendicken bis 70 cm im Experiment zu testen, nutzt ein neu entwickeltes Versuchskonzept den Symmetrieeffekt. Durch Viertelung der Versuchskörper an zwei Symmetrieebenen lassen sich sowohl Prüflasten als auch Versuchskörperabmessungen um den Faktor 4 reduzieren. Bei der Umsetzung des Konzepts stellt der Übergang zwischen Versuchskörper und Versuchsstand an den Symmetrieebenen die zentrale Herausforderung dar. Durch die statisch unbestimmte Lagerung und Vorspannkräfte von bis zu 5 MN/m führen bereits geringe geometrische Unschärfen zu Zwangsbeanspruchungen, die ungewünscht verfälschte Ergebnisse und Initialrisse erzeugen. Dabei geht es um lokale Welligkeit, ungewollte Schiefstellungen, Versätze oder Winkeligkeit. Der Beitrag zeigt, wie mit digitaler Planung und Fertigung hochpräzise Versuchskörper und ebensolche Gegenstücke an den Widerlagern entstehen. Messungen und Nachrechnungen belegen, dass die erzielten Genauigkeiten im Submillimeterbereich genügen, um die resultierenden Zwangsbeanspruchungen für Plattendicken bis ca. 30 cm vernachlässigbar zu halten. Für Großversuche an bis zu 70 cm starken Platten sind zusätzliche Eigenspannungen aus Widerlagerrotationen zu erwarten, sodass vorgeschlagen wird, die Probekörper direkt im Versuchsstand zu betonieren (match casting), um Zwangsspannungen aus Geometrieunschärfen nahezu auszuschließen.

Digital planning and geometric precision manufacturing for punching tests
Punching tests on reinforced concrete slabs are still limited to rather small thicknesses. Large members cause - mainly due to high test loads and their large physical dimensions - experimental challenges that existing laboratories did not yet overcome. To close this size gap and to enable punching tests of slabs up to 70 cm thickness, a newly developed test set-up employs symmetry conditions. By quartering the test members at two symmetry planes, test loads and physical dimensions are reduced by a factor of 4. In the development, the link between the test member and the test set-up at the symmetry planes poses the central challenge. As a result of the statically indeterminate support and pre-stressing forces up to 5 MN/m, even low geometric uncertainties induce constraints that affect the test results and provoke initial cracking. It is about local ripples, unwanted misalignments, offsets and angularities. This contribution presents the approach to create highly-precise test members and similar counterparts at the supports by using digital planning and production. Measurements and recalculations give evidence that the achieved accuracies in submillimeter ranges are sufficient to keep resulting eigenstresses negligible for slab thicknesses up to 30 cm. With regards to large-scale tests up to 70 cm thickness, additional residual stresses from bearing rotations are expected. To exclude constraints from geometric uncertainties it is intended to cast the test members directly within the test set-up (match casting).

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Oppe, Matthias; Scheible, Florian; Peter, Boris; Helbig, ThorstenRobotergefertigte Elemente aus technischer Keramik - Wiedereröffnung der Staatsoper Unter den Linden, BerlinBautechnik6/2018439-448Berichte

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Die Sanierung der Staatsoper Unter den Linden ist abgeschlossen. Damit geht ein achtjähriger Bauprozess zu Ende, währenddessen die innere Infrastruktur erneuert und das denkmalgeschützte Gebäude hinsichtlich Barrierefreiheit, Klimatechnik, Sicherheit und Brandschutz modernisiert wurde. Des Weiteren erfolgte im Zuge der Generalsanierung auch die Verbesserung der Akustik des Zuschauersaals. Hierzu wurde die historische Saaldecke, ohne das äußere Erscheinungsbild zu beeinträchtigen, 5 m angehoben, um das Volumen zu erweitern und dadurch die Nachhallzeit zu verlängern. Vor die so entstandene Nachhallgalerie legt sich nun ein Rautenmuster, dessen Gestaltung dem Formenkanon des Denkmals folgt. Durch die Verwendung einer glasfaserverstärkten Phosphat-Keramik (CBPC) in Verbindung mit dem Einsatz modernster Fabrikationstechniken, sowie hinsichtlich des Tragverhaltens des Materials, wurde somit Neuland beschritten.

Robot-produced elements made of technical ceramics - reopening of the State Opera House “Unter den Linden”
The refurbishment of the State Opera House “Unter den Linden” has been completed. This marks the end of an eight-year reconstruction process, during which the interior infrastructure was renewed and technically upgraded with regard to an improvement of accessibility, air conditioning, safety and fire protection. In addition, the acoustics and other features of the auditorium have also been improved. To this end, the historic ceiling has been raised by 5 m without impairing the external appearance, in order to increase the volume and thereby extend the reverberation time. In front of the resulting reverberation gallery, a rhombic lattice has been erected, the design of which follows the formal canon of the monument. The use of fiberglass-reinforced phosphate ceramics (CBPC) in combination with state-of-the-art fabrication techniques broke new ground.

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Bautechnik aktuell 6/2018Bautechnik6/2018449-451Bautechnik aktuell

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Nachrichten:
Digitalisierung als Investition in eine erfolgreiche Zukunft
Ergebnisse der Konjunkturumfrage 2018
BauMaschinenTag 2018 - Baumaschinen zum Anfassen

Firmen und Verbände: Kunsthalle Mannheim: Metallgewebe als Moderator zwischen Innen- und Außenwelt

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik6/2018451-452Veranstaltungskalender

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 6/2018Beton- und Stahlbetonbau6/2018Titelbild

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Auf dem Titelfoto zu sehen ist der Rosenstein-Pavillon, der für die Sonderausstellung “baubionik - biologie beflügelt architektur” im Stuttgarter Schloss Rosenstein entworfen und gebaut wurde. Der Pavillon ist eine funktional gradierte Betonschale und damit ein Prototyp der Implementierung eines Konstruktionsprinzips leichter, aber starker Strukturen, die als Inspirationsquelle für gewichtsoptimierte Tragsysteme entwickelt wurden. Es wird demonstriert, wie das bionische Prinzip der beanspruchungsgerechten Materialanordnung im architektonischen Maßstab umgesetzt werden kann und dadurch ein neuer ästhetischer Ausdruck für den Leichtbau entstehen könnte. Mehr dazu im Beitrag ab Seite 433. (Titelfoto: Florian Eger (ISW Universität Stuttgart)

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Vorschau 7/2018Beton- und Stahlbetonbau6/2018Vorschau

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V. Mechtcherine, V. N. Nerella: Integration der Bewehrung beim 3D-Druck mit Beton
S. Käseberg, K. Holschemacher, M. Curbach: Zum Tragverhalten CFK-umschnürter Stahlbetonstützen mit Kreisquerschnitt
J. Wagner, K. Holz, M. Curbach: Zyklische Verbundversuche mit Carbonbeton. Ein Vergleich verschiedener Versuchsaufbauten
J. Bielak, A. Spelter, N. Will, M. Classen, M. Rhau, M. Schnellenbach-Held, T. Welsch: Einfluss der thermischen Behandlung auf die Festigkeiten von feinkörnigem ultrahochfestem Beton

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 6/2018Beton- und Stahlbetonbau6/2018Inhalt

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Bergmeister, KonradDie Natur als VorbildBeton- und Stahlbetonbau6/2018413Editorials

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Wilhelm, Sebastian; Curbach, ManfredUHPC-Druckgehäuse für Anwendungen in der Tiefsee - Experimentelle und numerische AnalyseBeton- und Stahlbetonbau6/2018414-422Fachthemen

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Herrn Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Der vorliegende Artikel beschreibt die Entwicklung von Druckgehäusen aus ultrahochfestem Beton für Tiefseeanwendungen im Rahmen der Helmholtz Allianz ROBEX. Neben grundlegenden Untersuchungen zum Materialverhalten von UHPC, wie zeitabhängige oder mehraxiale Druckfestigkeit und E-Modul, Bruchdehnung, Größeneffekt, Einfluss von Wärmebehandlung und Salzwasserlagerung oder Porositätsmessungen, wurden auch diverse Studien zu Konstruktionsgrundsätzen für wiederverschließbare Druckgehäuse durchgeführt. Die Experimente wurden begleitend numerisch simuliert und das nichtlineare Materialmodell multiPlas in ANSYS anhand der gewonnenen experimentellen Daten kalibriert. Neben einer Vielzahl an Druck- und Implosionsversuchen von Betongehäusen im Labor wurden zwei je einjährige Feldstudien in der Arktis in 2500 m Tiefe erfolgreich absolviert, um die Dauerhaftigkeit der Betongehäuse und den Einfluss der maritimen Umgebung auf UHPC zu untersuchen. Dabei konnten Ergebnisse zum Kriechen von UHPC unter hoher Dauerlast, zur Diffusionsdichtheit und zum Einfluss der Calcit-Kompensationstiefe gewonnen werden. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden in Bemessungsempfehlungen zusammengefasst.

UHPC pressure housings for applications in the deep sea. Experimental and numerical analysis
This article describes the development of pressure housings made of ultra-high performance concrete for deep-sea applications within the Helmholtz Alliance ROBEX. In addition to fundamental investigations on the material behavior of UHPC, such as time-dependent and multiaxial compressive strength, elastic modulus, fracture strain, size effect, influence of heat treatment and salt water storage or porosity measurements, studies on design principles have also been carried out to achieve the goal of reclosable pressure vessels for deep sea application in up to 3000 m depth. Based on the experimental data, the non-linear material model multiPlas (ANSYS) was calibrated. In addition to short-term pressure tests, two deep-sea field studies with durations of one year each were carried out at the Arctic Sea to investigate the durability of the concrete housing and the influence of the maritime environment on UHPC. The focus was on the investigation of the creep under high static load, the permeability and the influence of the calcite-compensation-depth (CCD). On the basis of the obtained data, design parameters and design diagrams were developed based on the theory of the thick-walled shell (LAMé).

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Schnell, Jürgen; Maryamh, KasemKonstruktion und Bemessung selbsttätiger Hochwassersperren aus HochleistungsbetonBeton- und Stahlbetonbau6/2018423-432Fachthemen

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Herrn Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Hochleistungsbetone eröffnen völlig neue Anwendungsgebiete für mineralische Baustoffe. Bei dem Versuch, bisher etablierte Bauweisen zu substituieren, spielt neben der Erreichbarkeit wirtschaftlicher und ökologischer Vorteile auch die Freude am Ausprobieren und am Antizipieren zukünftiger Entwicklungen eine wichtige Rolle.
Der mit diesem Beitrag geehrte Jubilar hat in diesem Zusammenhang unzählige eindrucksvolle Beiträge geliefert, die übrigens weit über den Einsatz neuer Werkstoffe und Materialien hinausgehen, und inspiriert zu immer neuen Anläufen.
Im vorliegenden Aufsatz soll am einfachen Beispiel von selbsttätigen Hochwassersperren gezeigt werden, wie ein werkstoffgerechter Einsatz von Baustoffen neue sinnvolle Lösungen ermöglichen kann. Jederzeitige Verfügbarkeit, geringe Herstellkosten, hohe Dauerhaftigkeit und geringer Wartungsaufwand sind dabei angestrebte Zielgrößen.

Construction and design of self-erecting flood barriers made of high-performance concrete
High-performance concrete introduces completely new application fields for mineral building materials. In the attempt to substitute previously established ways of construction, the attainability of economic and ecological advantages play an important role alongside the enjoyment of trying out and anticipating future developments.
The honorary recipient of this article has provided uncountable original contributions that by the way go far beyond the use of new materials, and inspires always for new approaches.
In the present essay, a simple example of self-erecting flood barriers will be used to show how materials-compatible use of building materials can enable new reasonable solutions. Constant availability, low production costs, high durability and low maintenance cost are desired target variables.

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Kovaleva, Daria; Gericke, Oliver; Kappes, Jonas; Haase, WalterRosenstein-Pavillon - Auf dem Weg zur Ressourceneffizienz durch DesignBeton- und Stahlbetonbau6/2018433-442Fachthemen

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Herrn Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Der Rosenstein-Pavillon ist eine funktional gradierte Betonschale, die für die Sonderausstellung “baubionik - biologie beflügelt architektur” im Stuttgarter Schloss Rosenstein entworfen und gebaut wurde. Die dort präsentierten Exponate zeigen die Forschungsergebnisse des Sonderforschungsbereichs TRR 141 “Biological Design and Integrative Structures”, in dem biologische Vorbilder im Hinblick auf eine mögliche Abstraktion von Wirkprinzipien und deren Übertragung auf Objekte und Technologien des Bauwesens untersucht werden. Der Pavillon ist ein Prototyp der Implementierung eines Konstruktionsprinzips leichter, aber starker Strukturen, die anhand struktureller Biomaterialien als Inspirationsquelle für gewichtsoptimierte Tragsysteme entwickelt wurden. Im Zentrum der Forschung stand das bionische Prinzip der Strukturoptimierung durch die lokale Anpassung von mechanischen Eigenschaften an äußere und innere Gegebenheiten. In den technischen Disziplinen ist dieses Prinzip auch als funktionale Gradierung bekannt und wird in den Materialwissenschaften, der Medizin, dem Maschinenbau und dem Bauingenieurwesen in großer Breite angewendet - Voraussetzung hierfür ist die Entwicklung von Werkstoffen und Strukturen mit Eigenschaften, die lokal an statische, mechanische, physikalische oder sonstige funktionelle Anforderungen angepasst werden können.
Im vorliegenden Beitrag wird vorgeschlagen, das Prinzip der Gradierung auf den Bereich des Designs und der Architektur auszudehnen - die Material- und Energieeffizienz des Gebäudes soll als ebenso wichtig angesehen werden wie andere Entwurfsfaktoren. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die zunehmende Verknappung der natürlichen Ressourcen im Kontrast zu einer stetig wachsenden Bevölkerung von besonderer Bedeutung.

Rosenstein-Pavilion: Towards Resource Efficiency by Design
The Rosenstein-Pavilion is a functionally graded concrete shell that was designed and built for the special exhibition “Construction Bionics - Biology Inspires Architecture” at Rosenstein Palace in Stuttgart. The exhibits presented there show the research results of the Collaborative Research Centre TRR 141 “Biological Design and Integrative Structures”, in which biological models are investigated with regard to a possible abstraction of construction principles and their transfer into objects and technologies of the building industry. The pavilion is a prototype of the implementation of a construction principle of lightweight but strong structures, which were developed using structural biomaterials as a source of inspiration for weight-optimized load-bearing systems. Research focused on the bionic principle of structural optimization by locally adapting properties to external and internal conditions. In the technical disciplines, this principle is also known as functional gradation and is widely used in materials science, medicine, mechanical engineering and civil engineering: through the development of materials and structures with properties that can be adapted locally to static, mechanical, physical or other functional requirements.
The present paper proposes to extend the application of this principle to design and architecture, with the material and energy efficiency of the building being as important as other design factors. This is of paramount importance, especially in view of the increasing scarcity of natural resources in contrast to a steadily growing population.

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Claßen, Martin; Schmidt, Philipp; Wieneke, KatrinVerbunddübelleisten mit Betonausbruchversagen unter Zug- bzw. Druckbeanspruchung - Teil 2: Datenbank und BemessungsansätzeBeton- und Stahlbetonbau6/2018443-452Fachthemen

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Herrn Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Die Verbundmittel in Stahl-Beton-Verbundkonstruktionen müssen einen ausreichenden Widerstand gegenüber Beanspruchungen orthogonal zur Verbundfuge aufweisen, um einerseits das Abheben der Betonplatte vom Stahlträger, andererseits die gegenseitige Penetration von Stahlträger und Betongurt zu verhindern. Während für Kopfbolzen und Hinterschnittdübel das Trag- und Verankerungsverhalten umfassend erforscht und in DIN EN 1992-4 geregelt ist, fehlen entsprechende Ansätze für Verbunddübelleisten bislang. Im vorliegenden Beitrag werden Ingenieurmodelle für das Zug- bzw. Drucktragverhalten von Verbunddübelleisten hergeleitet, die auf den Ergebnissen einer umfassenden FE-Analyse basieren und in einem vorangegangenen Fachbeitrag beschrieben sind [1]. Zusätzlich wurde eine Versuchsdatenbank mit allen in der Literatur beschriebenen Zug- und Druckversuchen an Verbunddübelleisten erstellt. Hieran wurde das Ingenieurmodell kalibriert und durch eine statistische Auswertung gemäß Anhang D des EC0 mit Bestimmung des Teilsicherheitsbeiwerts auf das Bemessungsniveau überführt.

Rib shear connectors with concrete break out failure subjected to tension or compressive loads - Part 2: Database and design models
The shear connectors in steel-concrete composite structures have to provide sufficient resistance against stresses acting orthogonally to the shear connection leading either to uplift of the concrete slab or mutual penetration of steel and concrete. While the anchoring behavior of headed studs has been extensively researched and regulations have been incorporated in DIN EN 1992-4, corresponding approaches for rib shear connectors have so far been lacking. In the present paper, engineering models are derived for rib shear connectors with either tension or compression loading. These engineering models are based on the results of FE-simulations, which have been described in an antecedent contribution [1]. Furthermore, a test database has been set up comprising all tensile and compressive tests of rib shear connectors described in the literature. Using these test database, the engineering model was calibrated and transformed into a design approach using the method of appendix D of EC0 with calculation of the partial safety factor.

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Bergmeister, Konrad; Taferner, Josef; Gander, Matthias; Prighel, PhilippIsarsteg - ein ressourceneffizientes Tragwerk und/oder Kunstwerk?Beton- und Stahlbetonbau6/2018453-459Berichte

Kurzfassung

Herrn Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Der neue Isarsteg Nord bei Freising, eine fast 160 Meter lange Fußweg- und Fahrradbrücke aus wetterfestem Baustahl S355 J2G2W und abschnittsweisen Verbundbauteilen, ist Beispiel für eine ressourcensparende Konstruktion. Wie ein verzweigtes Blätter- und Flügelstrukturwerk mutet diese Brücke an. Die Trag- und Fahrplatte besteht aus einem speziellen Beton, schubfest mit Kopfbolzen zu einer Verbundplatte verankert. Die Einwirkungen und Kräfte werden ressourcensparend über torsionssteife geschweißte Hohlprofile gezielt in die Fundamente abgeleitet. Die Betonbauteile der Fundamente und Gründungen wurden ausschließlich mit chromatreduzierten Zementen ohne grundwasserschädliche Zusatzstoffe hergestellt.

The Isarsteg - a resource-efficient structure and/or work of art?
The new Isarsteg Nord path in the city of Freising, a roughly 160 m long pedestrian and bike path in weather-resistant S355 J2G2W steel with connecting elements in certain sections is an example of an efficient and sparing use of resources in construction. The appearance of the bridge is that of a structure with leaves and wings. The supporting slab and carriageway is made of a special concrete, anchored with bolts to a connecting plate to avoid any slippage.
The loads and stresses are deflected to the foundations in a resource-efficient manner, using torsionally rigid welded hollow sections. The concrete foundation and grounding elements were produced exclusively using low-chromate cements, with no substances that might be dangerous for groundwater.

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Hinz, HolgerKreishaus Ludwigsburg - Neue Wege beim Einsatz von RecyclingbetonBeton- und Stahlbetonbau6/2018460-465Berichte

Kurzfassung

Herrn Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Recycling-Beton (RC-Beton) wird in Deutschland bislang nur in sehr geringem Umfang für tragende Bauteile eingesetzt - und das, obwohl normative Grundlagen existieren und ein klarer ökologischer Vorteil gegeben ist. Dieser Aufsatz gibt eine grundlegende Einführung in den Einsatz von RC-Beton und beschreibt dann anhand eines Projektbeispiels, wie Recycling-Beton auch für anspruchsvolle Tragwerkselemente eingesetzt werden kann. Das gewählte Projektbeispiel - das Kreishaus in Ludwigsburg - weist die größte Menge an RC-Beton auf, die hierzulande bislang in tragenden Bauteilen Verwendung gefunden hat.

Ludwigsburg District Hall - New Ways for the Use of Recycled Concrete
Recycled concrete (RC concrete) has so far only been used to a very limited extent in Germany for load-bearing components - despite the fact that normative principles exist and there is a clear ecological advantage. This article provides a basic introduction to the use of RC concrete and then describes, using a project example, how recycled concrete can also be used for sophisticated structural elements. The selected project example - the district hall in Ludwigsburg - shows the largest amount of RC concrete that has ever been used in load-bearing components in Germany.

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Beton- und Mörtelzusatzmittel richtig lagern und dosierenBeton- und Stahlbetonbau6/2018465Aktuelles

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Pogacnik, MarcoEmil Mörsch und die Fachwerkanalogie - Zum 100. Jubiläum der Berufung Emil Mörschs an die TH StuttgartBeton- und Stahlbetonbau6/2018466-478Fachthemen

Kurzfassung

Herrn Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Innerhalb von 15 Jahren vollzog sich die rasante Entwicklung des jungen Ingenieurs EMIL MÖRSCH in einer der anerkanntesten Persönlichkeiten im Bereich Betonbau: seit 1901 Leiter des technischen Büros bei W&F, 1904-1908 als ordentlicher Professor an der ETH Zürich, begann EMIL MÖRSCH am 1. Oktober 1916 seine Lehrtätigkeit an der TH Stuttgart als ordentlicher Professor und Begründer einer der erfolgreichsten deutschen Ingenieurschulen. In dieser Zeitspanne erscheint sein wichtigstes theoretisches Werk, “Der Eisenbetonbau”, in drei Auflagen (1902, 1906, 1908), die Zeugnisse seiner parallelen Bau- und Labortätigkeit waren. Eine zentrale Bedeutung soll dem Zürcher Aufenthalt zugeschrieben werden, als MÖRSCH in einem offenen, international geprägten Milieu sein theroretisches Werk präzisierte. Die MÖRSCH'sche Fachwerkanalogie stellt in beispielhafter Weise eine solche Brücke zwischen fremden Baukulturen dar und resümierte eine lange historische Entwicklung, die die beste europäische Ingenieurwissenschaft zusammenfasste.

Emil Mörsch and the truss analogy. The 100st anniversary of the Emil Mörsch appointment at the Technical University in Stuttgart
In 15 years the young Engineer EMIL MÖRSCH became one of the most esteemed authority in the field of reinforced concrete: since 1901 head of the technical office of W&F, 1904-08 professor at the ETH Zürich, MÖRSCH was appointed professor at the TH Stuttgart in 1st oct. 1916 establishing one of the most renown engineering school in Germany. In this period his most remarkable theoretical work, “Der Eisenbetonbau”, was published in three different editions, that witnessed his inexhaustible research activity. A central relevance has to be ascribed to his stay in Zürich, where MÖRSCH had the privilege to work in an international open milieu. The truss analogy perfected by Mörsch at this time represents a sort of bridge between foreign cultures and summarized a long historical development melting the best european engineering.

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Kurzfassung


Nachrichten:
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Die Fachbibliothek Planen und Bauen am Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau IRB

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