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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenStahlbau9/2022629-630Veranstaltungskalender

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Inhalt: Bautechnik 8/2022Bautechnik8/2022Inhalt

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Titelbild: Bautechnik 8/2022Bautechnik8/2022Titelbild

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Zum Titelbild:
Mit der “Solar-Shell” haben Forschende der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig eine Fassadenkonstruktion entwickelt, die Solarenergie erzeugt und gleichzeitig mit architektonischer Eleganz überzeugt. In Bad Rappenau im Landkreis Heilbronn wurde 2021 das erste Gebäude mit einer solchen Fassade fertiggestellt. Es erzeugt rund 10.000 Kilowattstunden Energie im Jahr. Mit dieser vorbildlichen Weise, neue Technologien in die konkrete Anwendung zu bringen und damit einen Mehrwert für den Klima- und Umweltschutz zu schaffen, erzielte die Forschungsgruppe um Architektur-Professor Frank Hülsmeier den 3. Platz beim Sonderpreis Nachhaltigkeit des Innovationspreises Reallabore 2022 des Bundeswirtschaftsministeriums (s. S. 651f.). Weitere Informationen:
www.bmwk.de/Redaktion/DE/Wettbewerb/innovationspreis-reallabore.html; www.htwk-leipzig.de
Quelle: Tim Friedrich/Aluform

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Werther, Norman; Schmid, Joachim; Fahrni, Reto; Klippel, MichaelHintergründe und Nachweisgrundlagen zur Brandschutzbemessung von Brettsperrholzkonstruktionen - Teil 1Bautechnik8/2022587-593Aufsätze

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Im Rahmen dieses zweiteiligen Aufsatzes wird auf die brandschutztechnische Bemessung für Brettsperrholzelemente und -konstruktionen eingegangen und deren Besonderheit im Vergleich zu Voll- und Brettschichtholz aufgezeigt. Der nachfolgende erste Teil des Beitrags umfasst die Aspekte der Baustoffklassifikation sowie des Abbrandverhaltens und der Tragfähigkeitsbeurteilung von bekleideten und unbekleideten Brettsperrholzbauteilen im Brandfall. Der zweite Teil erläutert die Nachweisansätze der raumabschließenden Funktion, stellt die Prinzipien zur brandschutztechnisch sicheren Detailausbildung dar und gibt Erläuterungen zum Einfluss von Brettsperrholz auf die Branddynamik.

Background and verification principles for the fire protection design of cross-laminated-timber constructions - part 1
The two-part paper describes the current state of the art about fire design methods for cross-laminated-timber elements and -structures and describe differences in comparison to the design with solid timber. In detail aspects like the reaction to fire classification, charring and load bearing behaviour of protected and unprotected cross laminated-timber elements in the case of fire are discussed within this first part. The second part of the paper explains the approaches for the separating function of cross laminated-timber elements, give design guidance about fire safe detailing and about the influence of visible timber members and elements regarding to the fire dynamic.

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Pinger, Thomas; Mensinger, Martin; Firan, Maria-MirabelaEmissivität von Zink-Aluminiumüberzügen unter Brandlast und Wirkung auf den FeuerwiderstandBautechnik8/2022594-603Aufsätze

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In jüngerer Vergangenheit wurde bei klassisch feuerverzinkten Stahlbauteilen eine reduzierte Emissivität unter Brandbelastung nachgewiesen, die sich im Zuge der Heißbemessung gemäß DIN EN 1993-1-2 als vorteilhaft gegenüber einem ungeschützten Bauteil erweist. Im Zuge weiterführender Untersuchungen wurde nun die Emissivität von modernen Zink-Aluminiumüberzügen, die sich durch eine in Abhängigkeit vom Aluminiumgehalt von den standardmäßigen Überzügen abweichende Schichtcharakteristik auszeichnen, anhand von Kleinteilproben bestimmt, wobei verschiedene Konfigurationen abgeprüft wurden. Im Ergebnis zeigt sich über alle Varianten, dass ZnAl-Überzüge eine gegenüber Reinzink- bzw. quasireinen Zinküberzügen nochmals verbesserte, insbesondere bei höheren Temperaturen reduzierte Emissivität aufweisen. Bei Anwendung derselben zeigt sich die positive Wirkung auf den Feuerwiderstand von mit ZnAl-Schmelzen verzinkten Stahlkomponenten in Form einer verzögerten Aufwärmung und damit einer im Zuge der Heißbemessung ermittelten höheren Tragfähigkeit unter Brandbelastung bzw. das Potenzial zur Reduzierung des Stahlprofilquerschnitts und damit zur Ressourceneinsparung in einer relevanten Größenordnung.

Emissivity of zinc-aluminum coatings under fire loading and effect on the fire resistance
In the recent past, a reduced emissivity under fire load has been proofen for classic hot-dip galvanized steel, which proves to be advantageous compared to an unprotected steel member in the fire design according to DIN EN 1993-1-2. In the course of further investigations, the emissivity of modern zinc-aluminum coatings, which are characterized by a coating characteristic that differs from the standard coatings depending on the aluminum content, was determined on the basis of small scale samples, with various configurations being tested. The results for all variants show that ZnAl coatings exhibit a further improvement in emissivity compared with pure zinc or quasi-pure zinc coatings, and in particular a reduction in emissivity at higher temperatures. The application of these coatings has a positive effect on the fire resistance of steel components galvanized with ZnAl alloys in the form of a slower heating and thus a higher load-bearing capacity under fire load determined in the course of the fire design, and the potential for reducing the steel profile cross-section and thus saving resources by a relevant order of magnitude.

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Voit, Klaus; Hron, Johannes; Frei, Gerhard; Peter, Mathias; Reisenhofer, Felix; Rottensteiner, Josef; Zeman, OliverStein-Betonmörtel-Interaktion bei vermörtelten Steinstützkörpern aus NatursteinBautechnik8/2022604-613Aufsätze

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Stütz- und Schutzkonstruktionen aus Naturstein zählen zu Standardbauwerken im Straßen- und Eisenbahnbau sowie im angrenzenden Ingenieurbau. Dabei wird zwischen unvermörtelten und vermörtelten Steinkonstruktionen unterschieden, wobei bei Letzteren die Fugenausbildung mittels Betonmörtel erfolgt. Diese Ausbildung der Fuge dient zur Verbesserung der Kraftübertragung zwischen den einzelnen Steinen, führt zu einer Reduzierung von Bauwerksverformungen und bringt gegenüber unvermörtelten Konstruktionen insgesamt eine Erhöhung der inneren Standsicherheit mit sich. Durch die Interaktion zwischen Stein und Betonmörtel können Schubkräfte übertragen bzw. aufgenommen werden, die insbesondere einem auftretenden Erddruck entgegenwirken: die Scherparameter Kohäsion (Haftfestigkeit) und Reibungswinkel bauen einen Widerstand gegen mögliche Schubbeanspruchung auf und spielen eine wesentliche Rolle hinsichtlich der Tragfähigkeit derartiger Bauwerke. In dieser Studie wird versucht, mittels experimenteller Laborversuche eine quantitative Abschätzung von Werten für Haftfestigkeit und Reibungswinkel abzuleiten. Darüber hinaus sollen die Eigenschaften von üblicherweise verwendeten Betonmörteln erfasst werden. Übergeordnetes Ziel ist es, Rückschlüsse auf die innere Stabilität derartiger Steinstützkörper zu ziehen und so Grundlagen für die Bemessung von Steinstützkörpern darzulegen.

Rock-mortar-interaction in mortared natural stone structures
Support and protection structures made of natural stones are now among the standard applications in road and railroad construction and related civil engineering works. A distinction is made between non-mortared and mortared constructions, with the latter using concrete mortar to form the joints crease in inner stability of the structures. Concrete mortar improves the adhesive bond between the individual rocks reducing the tendency of deformations. Shear parameters (adhesion between stone and mortar as well as the friction angle) build up resistance to possible shear stresses from occurring earth pressure and play an essential role with regard to the load-bearing capacity of such structures. In this study, attempts are made to experimentally deduce characteristic values for adhesion strength and friction angle by means of laboratory tests. In addition, the properties of the concrete mortar itself have to be recorded. The final goal is to draw conclusions about the inner stability of supportive stone constructions.

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Holzbau: Konstruktion - Bauphysik - ProjekteBautechnik8/2022614Nachrichten

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Müller, David; Schütz, Karl G.; Mohr, BernhardZur Alterung von barocken PutzlattendeckenBautechnik8/2022615-622Aufsätze

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Im süddeutschen Raum sind viele Kirchen von flachen Putzdecken überspannt. In den vergangenen Jahren kam es vermehrt zu Teilabstürzen an diesen Decken. Konstruktive Mängel bei der Herstellung oder statische Mängel am Tragwerk können Gründe hierfür sein. Darüber hinaus lassen die verwendeten Materialien mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften auf einen Alterungsprozess schließen. Um diesen nachzuweisen, wird ein statisches Modell aufgebaut und die Beanspruchung infolge Quellen, Schwinden und Temperaturänderungen als Last aufgebracht. Die Berechnungen zeigen, dass es hierdurch zu Spannungen in der Putzdecke kommt. Durch das Schwinden der Holzlatte entstehen zwischen Holz und Putz nicht aufnehmbare Zugspannungen, sodass es zum Abriss des Putzes von der Latte kommt. Hierbei lösen sich Putzpartikel, die in den Zwischenraum zwischen Holz und Steg fallen. Beim Quellen der Holzlatten entstehen Druckspannungen senkrecht zum Steg. Die Putzpartikel im Zwischenraum behindern das Quellen, wodurch Spaltzugkräfte entstehen, die zu einer Rissbildung führen. Dieser Vorgang wiederholt sich bei barocken Putzdecken jährlich über einen Zeitraum von ca. 300 Jahren. Es kommt zu einem stetigen Anstieg der Spannungen, sodass von einem Alterungsprozess der Putzlattendecken gesprochen werden kann.

Aging of baroque plaster lath ceilings
In southern Germany, many churches are spanned by flat plaster ceilings. In recent years, there have been an increasing number of partial collapses of these ceilings. Constructional deficiencies during manufacture or static defects in the supporting structure may be the reasons for this. In addition, the materials used with very different properties indicate an ageing process. In order to prove this, a static model is constructed and the deformations due to swelling, shrinkage and temperature changes are applied as a load. The calculations show that this leads to stresses in the plaster corner. The shrinkage of the wooden lath causes tensile stresses between the wood and the plaster that cannot be absorbed, so that the plaster is torn off the lath. This causes plaster particles to come loose and fall into the space between the wood and the lath. When the wooden battens swell, compressive stresses occur perpendicular to the web. The plaster particles in the interstice hinder the swelling, causing splitting tensile forces that lead to the formation of cracks. This process is repeated annually in baroque plaster ceilings over a period of about 300 years. The stresses increase steadily, so that one can speak of an ageing process of the plaster lath ceilings.

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Eierle, Benno; Jehl, Wolfgang; Sack, NorbertAnwendung der ETB-Richtline auf Befestigungselemente von Fenstern und FassadenBautechnik8/2022623-629Berichte

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Die ETB-Richtlinie “Bauteile, die gegen Absturz sichern” aus dem Jahr 1985 ist eine der ältesten Vorschriften, die in den aktuellen Technischen Baubestimmungen (Teil A, Lfd. Nr. A 1.2.1.3) enthalten sind. Sie definiert ebenso wie der Eurocode 1 die Einwirkungen auf absturzsichernde Bauteile, enthält im Gegensatz zum EC1 jedoch auch Nachweismethoden und Anforderungen an Stoßlasten. Dieser Bericht umreißt den Anwendungsbereich, für den die ETB-Richtlinie heute noch relevant ist, und stellt die theoretischen Hintergründe für den Nachweis von Befestigungselementen für den weichen Stoß dar, die bisher nur schlecht dokumentiert sind. Zudem werden erweiterte Lastansätze und Nachweismethoden für die Fensterbefestigung in hochwärmedämmendem Mauerwerk vorgestellt, die im Rahmen eines durch das DIBt geförderten Forschungsprojekts erarbeitet wurden.

Application of the ETB Richtlinie to fasteners of windows and façades
The German ETB-Richtlinie “Bauteile, die gegen Absturz sichern” (structures that protect persons against fall) from 1985 is one of the oldest standards still contained in the current Technical Building Regulations (Part A, Serial No. A 1.2.1.3). Like the Eurocode 1, it defines the actions on structures that protect against fall. But in contrast to EC1, it also contains verification methods and impact loads. This paper outlines the scope, where the ETB-Richtlinie is still relevant today, and deals with the theoretical background of impact actions, which has been poorly documented so far. In addition, extended verification methods for window fastening in highly thermally insulating masonry are presented, which were developed in a research project cofunded by the DIBt.

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von der Haar, Christoph; Gudat, Alexander; Thiele, Dietmar; Göhlmann, JoachimBIM-Pilotprojekte Huntebrücke und Grawiedebrücke - Erfahrungen mit dem Werkzeug BIM in der EntwurfsplanungBautechnik8/2022630-638Berichte

Kurzfassung

Die Entwurfsplanungen für die Ersatzneubauten der Huntebrücke und der Grawiedebrücke wurden von der Niedersächsischen Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr (NLStBV) als BIM-Pilotprojekte ausgewählt. Während die Grawiedebrücke mit einer Gesamtstützweite von 9 m eine Landstraße über die Grawiede überführt, überführt die Huntebrücke mit einer Gesamtstützweite von 441 m die Autobahn 29 östlich von Oldenburg über die Seeschifffahrtsstraße Hunte. Diese beiden sehr gegensätzlichen Bauwerke werden im Rahmen des folgenden Beitrags vorgestellt und die Erfahrungen seitens der Entwurfsverfasser mit dem Werkzeug BIM geschildert. Beide Ersatzneubauten wurden dreidimensional modelliert, die Bauabläufe mit den Modellen verknüpft und anschließend die Mengenermittlungen und Kostenberechnungen anhand der Modelle durchgeführt. Damit entsprach die Modellierungstiefe einer vollständigen 5D-BIM-Simulation. Es werden die Vorteile und die Herausforderungen, die aus der Planung der Ersatzneubauten mit der Methode BIM resultierten, aufgezeigt.

BIM pilot projects Hunte bridge and Grawiede bridge - experiences with the BIM tool in design process
The design for the replacements of the Hunte bridge and the Grawiede bridge were selected as BIM pilot projects by the Lower Saxony State Authority for Road Construction and Traffic (NLStBV). While the Grawiede bridge crosses a country road with a total span of 9 m over the Grawiede, the Hunte bridge, with a total span of 441 m, crosses the Autobahn 29 over the Hunte east of Oldenburg. These two very contrasting buildings are presented in the following article and the experiences of the drafters with the BIM tool are described. Both bridges were modeled three-dimensionally, the construction process was linked to the models and finally the quantities and cost calculations were carried out using the models. The modeling depth thus corresponded to 5D BIM simulation. The advantages and challenges that resulted from the planning of the new replacement buildings using the BIM method are shown.

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Kurrer, Karl-EugenVier Bauingenieure der Berliner BauakademieBautechnik8/2022639-646Berichte

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In der Öffentlichkeit ist die 1799 gegründete und mit der Gewerbeakademie 1879 zur TH Berlin-Charlottenburg (heute: TU Berlin) vereinigte Berliner Bauakademie als Lehrstätte für Architekten bekannt. Das liegt nicht zuletzt darin begründet, dass sie mit Karl Friedrich Schinkel (1781-1841) verbunden wird, der den Klassizismus Preußens prägte und mit seinem 1836 fertiggestellten Akademiegebäude eines ihrer Leitbauwerke schuf. Gleichwohl wohnte der Bauakademie eine unentdeckte Dimension inne, die als Genius Loci der sich verwissenschaftlichenden Bauingenieurkunst des 19. Jahrhunderts bezeichnet werden kann. Am Beispiel der Bauakademiker Johann Albert Eytelwein (1764-1849), Gotthilf Hagen (1797-1884), Johann Wilhelm Schwedler (1823-1894) und James Hobrecht (1825-1902) soll dieser folgenreiche Prozess der Trennung der Baukunst in Architektur und Bauingenieurwissenschaften konkretisiert und darüber hinaus die enge Verbundenheit mit dem Verlag Ernst & Korn (heute: Ernst & Sohn) aufgezeigt werden.

Four civil engineers from the Berlin Building Academy
For the public, the Berlin Building Academy, founded in 1799 and merged with the Royal Academy of Industry in 1879 to form Berlin-Charlottenburg Technical University (now TU Berlin), is known as a college for architects. One reason for this is that it is linked with Karl Friedrich Schinkel (1781-1841), who influenced the classicism of Prussia and in the shape of the academy building completed in 1836, created one of that movement's most prominent structures. Nevertheless, the Building Academy was also home to an undiscovered dimension that can be described as the spirit presiding over the scientization of civil engineering in the 19th century. Four engineers associated with the academy - Johann Albert Eytelwein (1764-1849), Gotthilf Hagen (1797-1884), Johann Wilhelm Schwedler (1823-1894) and James Hobrecht (1825-1902) - have been selected to demonstrate the serious consequences of separating architecture from engineering. The close ties with the publisher Ernst & Korn (now Ernst & Sohn) will also be shown.

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Bautechnik aktuell 8/2022Bautechnik8/2022647-652Bautechnik aktuell

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Persönliches:
Klaus Stiglat 90 Jahre - ein Leben für die Baukultur
In memoriam Alfred Pauser - der Baukulturingenieur

Nachrichten:
Neue DIN VDE 0833-2: Festlegungen für Brandmeldeanlagen
Neues Forschungszentrum für Nachhaltiges Bauen

Wettbewerbe:
Deutscher Brückenbaupreis 2023 ausgelobt
Solarfassade von Leipziger Forschenden erzielt 3. Platz beim Innovationspreis Reallabore
Preisverleihung des Wettbewerbs “Auf IT gebaut - Bauberufe mit Zukunft” 2022

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik8/2022653Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 8/2022Beton- und Stahlbetonbau8/2022Inhalt

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Vorschau 9/2022Beton- und Stahlbetonbau8/2022Vorschau

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D. Schlicke, Ch. Krenn, M. Mayer, Ch. Betschoga: FE-basierte Verifikation der Rissbreitenberechnung nach DAfStb-Heft 466
E. Fehling, P. Lorenz, D. Schlicke: Energiebasierte direkte Berechnung der Bewehrung zur Rissbreitenbegrenzung
J. Hegger, M. Schmidt, V. Adam: Brückennachrechnung mit erweiterten Nachweisen zur Querkrafttragfähigkeit im Haupttragsystem
M. Huß, R. Waldenhofer, B. Freytag, N. V. Tue: Zusammenwirken von Faser- und Betonstahlbewehrung bei biegebeanspruchten UHPC-Bauteilen
O. Zeman, E. Stierschneider, K. Voit, Ph. Köttl, K. Bergmeister: Sensitivitätsbetrachtungen zur rückwärtigen Schädigung des Betons beim Durchbohren dünner Bauteile

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 8/2022Beton- und Stahlbetonbau8/2022Titelbild

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Zum Titelbild:
Das Titelbild zeigt das fertiggestellte Projekt UP!Berlin, dessen Entwicklung als ein richtungsweisendes Beispiel für ein ressourcenschonendes Bauen im Bestand angesehen werden kann. Trotz der zum Teil aufwendigen Anpassung der Planung an neue Erkenntnisse während der Bauphase und der sich anschließenden Änderungen von Terminen und Kosten demonstriert das Projekt das hohe Potenzial einer effektiven Reduktion der CO2-Emissionen und Schonung von Materialressourcen durch Umbau und Nutzung von Massivbauten aus den 1970er-Jahren. Im Rahmen des Umbaus des ehemaligen Warenhauses am Berliner Ostbahnhof in ein modernes Bürogebäude wurde eine Großstruktur in Stahlbetonbauweise umfassend neugestaltet. So wurde durch die weitgehende Nutzung der Bestandsstruktur ein CO2-Äquivalent von fast 8500 t gegenüber einem vergleichbaren Neubauvolumen eingespart und knappe Materialressourcen wie Kiese und Sande geschont. Gleichzeitig entstand ein markantes Bürogebäude im Stadtraum, das über einzigartige, vielfach gestalt- und nutzbare Innenräume verfügt. (Foto: Bollinger+Grohmann)

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Claßen, MartinDigitale Fertigung, Urban Mining, Green Concrete - Wie lassen sich Konzepte für das Bauen von morgen schnell umsetzen?Beton- und Stahlbetonbau8/2022555-556Editorials

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Kapteina, Gesa; Dauberschmidt, Christoph; Vestner, Stephan; Langer, ChristophLIBS- und Elektrolytwiderstands-Untersuchungen - Bausteine einer vertieften Bauwerksdiagnose bei chloridbelasteten StahlbetonbauteilenBeton- und Stahlbetonbau8/2022557-571Aufsätze

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Chloride in Stahlbetonbauteilen können zu einer schädigenden Lochkorrosion der Bewehrung führen, die von außen nicht unbedingt sichtbar ist. Um den Schädigungsgrad der Bauteile und das Schädigungspotenzial auch hinsichtlich der zu wählenden Instandsetzungsvariante möglichst zielgerichtet ermitteln zu können, werden neben den herkömmlichen Methoden der Bauwerksdiagnose auch zunehmend zwei weitere Untersuchungsmethoden angewandt: So können durch gezielte Untersuchungen mit LIBS (Laser induzierte Breakdown Spektroskopie) wertvolle zusätzliche Informationen zur Chloridverteilung innerhalb des Bauwerks generiert werden. Mittels Bestimmung des Elektrolytwiderstands können Bauteile hinsichtlich des Wassergehalts und der Dichtigkeit und damit das Schädigungspotenzial beurteilt werden. Die Anwendungen beider Verfahren bei der Bauwerksdiagnose werden nachfolgend vorgestellt. Abschließend wird dargestellt, wie in Abhängigkeit von den später durchgeführten Instandsetzungsverfahren nach der Technischen Regel “Instandhaltung von Betonbauwerken” (kurz: TR-IH) des DIBt unterschiedliche Untersuchungsmethoden unterschiedliche Wichtigkeiten und Wertigkeiten aufweisen. Dies soll in der Praxis eine auf das Instandsetzungsverfahren zugeschnittene Bauwerksdiagnose ermöglichen.

LIBS and electrolyte resistance investigations - Components of an in-depth structural diagnosis of chloride-contaminated reinforced concrete
Chlorides can lead to damaging pitting corrosion at the reinforcement in reinforced concrete components, which is not necessarily visible from the outside. In order to select an appropriate repair method as specifically as possible the degree of damage and the damage potential of the components have to be identified. Besides conventional methods of building diagnostics two additional investigation methods are also being applied more often. For example, valuable additional information on the chloride distribution within the structure can be generated through targeted investigations with LIBS (Laser induced Breakdown Spectroscopy) analysis. By determining the electrolyte resistance, components can also be assessed with regard to the water content and tightness and thus with regard to the damage potential. The application of both methods in structural diagnostics are presented below. Finally, it is shown how, depending on the repair method carried out according to the Technical Rule “Maintenance of Concrete Structures (TR-IH)” of the DIBt, different NDT methods have different importances and values. In practice, this should enable a more tailor-made structural diagnosis.

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Steinbock, Oliver; Bösche, Thomas; Ebell, Gino; Kaplan, Felix; Marzahn, GeroErfahrungen aus dem Rückbau der Brücke am Altstädter Bahnhof in der Stadt Brandenburg - Teil 1: Untersuchung und Erkenntnisse zum Ankündigungsverhalten bei großformatigen Spanngliedern mit spannungsrisskorrosionsgefährdetem SpannstahlBeton- und Stahlbetonbau8/2022572-580Aufsätze

Kurzfassung

Bei der Brücke Altstädter Bahnhof handelte es sich um eine große Spannbetonkonstruktion, die einen elementaren Verkehrsknotenpunkt in der Stadt Brandenburg an der Havel bildete. Entgegen üblichen Spannbetonkonstruktionen mit kleinen Bündelspanngliedern kamen beim Haupttragwerk in Längsrichtung großformatige Spannblockspannglieder zum Einsatz. Im Fall der vorliegenden Brücke setzte sich das Spannglied aus 392 ovalen Einzeldrähten aus Hennigsdorfer Produktion zusammen, welche als spannungsrisskorrosionsgefährdet gelten. Bei Bauwerkserkundungen wurde ein hoher Versprödungsgrad der Spannstähle festgestellt, sodass die Brücke am 19.05.2021 gesprengt werden musste. Zuvor traten im Bereich detektierter Spanndrahtbrüche von außen erkennbare Längsrisse in den Stegen anstatt von üblicherweise quer gerichteten Biegerissen an der gezogenen Randfaser auf. Die abweichende Schadensäußerung im Falle einer Spannstahlschädigung brachte das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) dazu, weitergehende Untersuchungen durchzuführen. In Zusammenarbeit mit dem Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg, der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden sowie der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurden experimentelle Untersuchungen in-situ konzipiert und durchgeführt. Im Konkreten wurde an zwei Messstellen eine gezielte Schädigung des großformatigen Spannglieds vorgenommen, um das zuvor vorgefundene Schadensbild nachzuvollziehen und validieren zu können. Konzept, Ergebnisse aus den Untersuchungen und Erkenntnisse für gleichartig ausgeführte Bauwerke sind Gegenstand des ersten Beitrags (Teil 1). Der zweite Teil [1] wird sich im Schwerpunkt den verwendeten Messverfahren und Monitoringsystemen widmen, welche die Durchführung des Versuchs begleiteten.

Experiences form the deconstruction of the Bridge Altstädter Bahnhof in the city of Brandenburg - Part 1: Investigation and findings on the announcement behavior of large-format tendons with pre-stressing steel susceptible to stress corrosion cracking
The bridge “Altstädter Bahnhof” in the city of Brandenburg a. d. Havel was a large pre-stressed concrete structure that provided an elementary traffic junction. In contrast to common pre-stressed concrete structures with small tendons, large-format pre-stressing tendons were used in the longitudinal direction for the main superstructure. In the case of the present bridge, the tendon consisted of 392 oval strands made in the steel mill of Hennigsdorf, Germany, which are considered to be susceptible to stress induced corrosion cracking. During structural investigations, a high degree of embrittlement of the prestressing steel was detected, so that the bridge had to be demolished on May 19, 2021. Previously, in the area of detected prestressing strand breaks, longitudinal cracks appeared in the webs instead of the usual bending cracks. The different damage indication in the case of prestressing steel prompted the Federal Ministery of Transport to initiate further investigations. In cooperation with the Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg, the Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden and the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), experimental investigations were designed and carried out on site. Specifically, targeted damage to the large-format tendon was carried out at two measuring points in order to reproduce and validate the damage pattern previously found. The concept, results from the investigations and findings for similar structures are the subject of the following first article (Part 1). The following part 2 will focus on the measurement methods and monitoring systems used during the experiments.

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Pirskawetz, Stephan; Steinbock, Oliver; Hille, Falk; Schmidt, Sebastian; Hofmann, DetlefErfahrungen aus dem Rückbau der Brücke am Altstädter Bahnhof in der Stadt Brandenburg - Teil 2: Schadensmonitoring bei zerstörenden VersuchenBeton- und Stahlbetonbau8/2022581-589Aufsätze

Kurzfassung

Im Dezember 2019 wurden bei einer turnusmäßigen Inspektion der B 1-Brücke am Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel massive und schnell voranschreitende Schäden festgestellt. Als Ursache für die Risse entlang der Längsträger wurde das Versagen eines signifikanten Anteils der Spanndrähte der konzentrierten Spannglieder vermutet. Die Brücke wurde umgehend für den Verkehr gesperrt und im Mai 2021 gesprengt. Im Vorfeld der Sprengung wurden durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) weiterführende Untersuchungen zum Schadensbild veranlasst, welche vom Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg koordiniert und in den Bauablauf integriert wurden. Das von der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden erstellte Versuchskonzept ist Bestandteil des vorangestellten ersten Teils des Beitrags [1]. Hier im zweiten Teil werden ausgewählte Ergebnisse der umfangreichen versuchsbegleitenden Mess- und Monitoringmaßnahmen beschrieben, welche in Kooperation der HTW Dresden, der Bilfinger Noell GmbH sowie der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) durchgeführt wurden.

Experiences from the deconstruction of the Bridge Altstädter Bahnhof in the city of Brandenburg - Part 2: Damage Monitoring during Destructive Tests
A routine inspection of the B1 bridge at the Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel in December 2019 revealed massive and rapidly progressing damage. The cause of the cracks along the longitudinal girders was suspected to be the failure of a significant portion of the prestressing wires of the concentrated tendons. The bridge was immediately closed to traffic and demolished in May 2021. Prior to the demolition, the Federal Ministry for Digital and Transport (BMDV) initiated further investigations into the damage pattern, which were coordinated and integrated into the deconstruction process by the Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg. The test concept was developed by the Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW) and is described in the previous article (Part 1). The article at present (Part 2) describes selected results of the extensive measurement and monitoring measures accompanying the tests. The Tests were carried out in cooperation with the HTW Dresden, Bilfinger Noell GmbH and the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM).

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Fürll, Florian; Klein, Fabian; Betz, Thorsten; Marx, SteffenEinfluss von Imperfektionen auf die Fugentragfähigkeit torsionsbeanspruchter KreisringsegmenteBeton- und Stahlbetonbau8/2022590-599Aufsätze

Kurzfassung

Hybride Turmkonstruktionen für Windenergieanlagen haben sich in den letzten Jahren vor allem für Anlagen mit großen Nabenhöhen etabliert. Der obere Teil derartiger Türme besteht aus Stahlsektionen, wohingegen sich der untere Teil aus vorgespannten Betonfertigteilringen zusammensetzt. Die zwangsläufig zwischen den Betonfertigteilen entstehenden Horizontalfugen werden üblicherweise als Trockenfugen ausgeführt. Aufgrund der fehlenden Ausgleichsschicht in der Fuge entstehen erhöhte Anforderungen an die Genauigkeit der Fugenoberflächen. Aus Messdaten von realen Segmenten von Windenergieanlagen konnte abgeleitet werden, dass die Fugenoberflächen Ungenauigkeiten hinsichtlich der Querschnittsform und Ebenheit aufweisen. Mittels numerischer Simulationen wurde der Einfluss dieser Imperfektionen auf das Fugentragverhalten unter kombinierter Belastung aus Vorspannung, Biegung und Torsion untersucht. Es zeigt sich, dass in Abhängigkeit von der Imperfektionsart und vom Vorspanngrad Imperfektionen das Fugentragverhalten erheblich beeinflussen können.

Effects of imperfections on joint bearing capacity of segmented tower structures
Hybrid tower structures for wind turbines have become established in recent years, especially for turbines with large hub heights. The upper part of these towers consists of steel sections, whereas the lower part is made up of prestressed precast concrete rings. The horizontal joints between the precast concrete elements are usually designed as dry joints. Due to the lack of a compensation layer in the joint, increased demands are made on the accuracy of the joint surfaces. From measurement data of real segments of wind turbines, it could be deduced that the joint surfaces show imperfections with respect to the cross-sectional shape and flatness. Numerical simulations were used to investigate the influence of these imperfections on the joint support behaviour under combined loading of prestressing, bending and torsion. It is shown that, depending on the type of imperfection and the degree of prestressing, imperfections can have a considerable influence on the joint load-bearing behaviour.

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Penkert, Fabian; Pahn, MatthiasAuszugtragfähigkeit von dünnen Verbunddübeln als Verbindungsmittel in StahlbetonwandtafelnBeton- und Stahlbetonbau8/2022600-612Aufsätze

Kurzfassung

Steigende Anforderungen an den Wärmeschutz und die Reduzierung von Transmissionswärmeverlusten an Gebäuden führen zu einem erhöhten Bedarf an energieeffizienten Dämmsystemen und Technologien für die Gebäudehülle. Im Rahmen dieses Beitrags werden mit dünnen Verbunddübeln neuartige Verbindungsmittel für ein effizientes vakuumgedämmtes Wandelement vorgestellt. Dieses Element besteht aus zwei Betonschalen und einer vakuumgedämmten Kernschicht. Die Kopplung der einzelnen Schichten erfolgt über dünne Verbunddübel, die als Verbindungsmittel für Stahlbetonwandtafeln eingesetzt werden. In Auszugversuchen wird das Last-Verformungs-Verhalten von dünnen puzzleförmigen Verbunddübeln untersucht und der Einfluss verschiedener Parameter wie der Bewehrung, der Einbindetiefe und der Verbunddübelanzahl herausgestellt. Die Versuchsergebnisse werden mit einem bestehenden Modell aus der Literatur zur Bestimmung der Auszugtragfähigkeit von Verbunddübeln verglichen und bewertet. Darauf aufbauend wird ein modifiziertes Modell zur Beschreibung der Auszugtragfähigkeit von dünnen Verbunddübeln vorgestellt und anhand der Versuchsergebnisse validiert.

Pull-out load capacity of thin composite dowels as fasteners for reinforced concrete wall panels
Increasing requirements for thermal insulation and the reduction of transmission heat losses in buildings lead to an increased demand for energy-efficient insulation systems and technologies for the building envelope. In this paper, thin composite dowels are used to present novel fasteners for an efficient vacuum-insulated wall element. This element consists of two concrete layers and a vacuum-insulated core layer. The individual layers are coupled by means of thin composite dowels, which are used as fasteners for reinforced concrete wall panels. Tensile tests are performed to investigate the load-deformation behaviour of thin puzzle-shaped composite dowels and to highlight the influence of different parameters such as reinforcement, embedment depth and number of composite dowel bars. The experimental results are compared with an existing model from the literature for determining the tensile capacity of composite dowels and evaluated in terms of their suitability. Based on this, a modified model for describing the tensile load-bearing capacity of thin composite dowel bars is presented and validated based on the test results.

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Ungermann, Jan; Kalus, Matthias; Claßen, Martin; Hegger, Josef100 Jahre Durchstanzen im Massivbau - Alles erforscht?Beton- und Stahlbetonbau8/2022613-624Aufsätze

Kurzfassung

Flachdecken sind eine heute oft ausgeführte Konstruktionsform im Hoch- und Industriebau, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts erstmals angewendet wurde. Flachdecken ermöglichen vor allem flexibel und nachhaltig nutzbare Gebäudestrukturen, die maßgeblich zur Verlängerung der Gesamtnutzungsdauer beitragen. Das durch die punktförmige Lagerung verursachte Durchstanzversagen stellt in der Bemessung oftmals den entscheidenden Nachweis dar. Seit mehr als 100 Jahren ist daher eine Vielzahl experimenteller und numerischer Untersuchungen zum Durchstanzen durchgeführt worden. Hierbei lag der Fokus gleichermaßen auf dem Durchstanzen bei Flachdecken und Fundamenten, die im Vergleich durch ihre gedrungene Ausführung ohne günstig wirkende Plattenmembranwirkungen ein verändertes Tragverhalten aufweisen. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Meilensteine in der historischen Entwicklung punktförmig gelagerter Platten aufgezeigt und anschließend aktuelle Untersuchungen am Institut für Massivbau in Aachen vorgestellt. Dabei geht der Beitrag auch auf die Frage ein, ob trotz der langen Forschungshistorie immer noch wissenschaftlicher Forschungsbedarf besteht.

100 years of punching shear - Still research necessary?
Flat slabs are an often-used construction method in today's building and industrial constructions, which was first applied at the beginning of the 20th century. In particular, flat slabs enable flexible and sustainably usable building structures contributing significantly to the extension of the service life. In design, the punching shear failure occurring due to the point support often represents the decisive verification. Therefore, many experimental and numerical investigations have already been carried out for more than 100 years. Here, the focus has been equally on punching shear in flat slabs and column bases, which show a changed load-bearing behavior due to their compact construction without favorably acting membrane effects. In this article, the milestones in historical development of point-supported slabs are outlined and current investigations at the Institute of Structural Concrete in Aachen are presented. Hereby, the article also addresses the question of whether there is still a need for scientific research despite the long history of research.

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Gengnagel, ChristophUP!Berlin: Transformation einer Großstruktur aus StahlbetonBeton- und Stahlbetonbau8/2022625-633Berichte

Kurzfassung

Das Gesamtprojekt kann als ein richtungsweisendes Beispiel für ein ressourcenschonendes Bauen im Bestand angesehen werden. So wurden durch die weitgehende Nutzung der Bestandsstruktur ein CO2-Äquivalent von fast 8500 t gegenüber einem vergleichbaren Neubauvolumen eingespart und knappe Materialressourcen wie Kiese und Sande geschont. Gleichzeitig entstand ein markantes Bürogebäude im Stadtraum, das über einzigartige, vielfach gestalt- und nutzbare Innenräume verfügt. Im Projektverlauf zeigte sich die große Bedeutung von umfassenden Voruntersuchungen für das Bauen im Bestand, die neben der Konstruktionsanalyse und der Erfassung von verformungsgerechten Geometrien vor allem auch gründliche Materialuntersuchungen beinhalten sollte. Im Projekt wurden einige dieser Grundlagen erst in der Realisierungsphase umgesetzt, was an mehreren Stellen zu iterativen Anpassungen von Planungen, Terminen und Kosten führte. Überraschungsmomente wie ein lokales Materialversagen werden sich allerdings nie vollständig ausschließen lassen. Damit bleibt das Bauen im Bestand eine alternativlose Herausforderung der Zukunft für Planer und Bauherren. Ein neues Thema bildet dabei ein entwurfbegleitendes Life Cycle Assessment in den frühen Projektphasen, um das richtige Gleichgewicht zwischen den Anforderungen der Minimierung von Emissionen und dem Verbrauch neuer Materialressourcen und den Potenzialen des Bestands und seiner neuen Nutzung zu finden.

UP!Berlin - Transformation of a reinforced concrete large-scale structure
The overall project can be seen as a pioneering example of resource-saving construction in existing buildings. By using the existing primary structure to a large extent, a CO2 equivalent of almost 8500 t was saved compared to a comparable volume of new construction and limited material resources such as gravel and sand were saved. At the same time, a striking office building was created in the urban space, which has unique interior spaces that can be designed and used in many ways. The project's progress showed the great importance of extensive preliminary investigations for design and construction in existing structures, which, in addition to the design analysis and the recording of geometries suitable for deformation, should, above all, include thorough material investigations. In the project, some of these fundamentals were not established until the realisation phase and led in some places to iterative adjustments of plans, schedules and costs. However, surprise moments such as local material failure can never be eliminated entirely. Thus, the design and construction of existing buildings remain an unavoidable challenge for planners and clients in the future. A new topic in this context is a design-accompanying life cycle assessment in the early project phases to find the right balance between the requirement of minimising emissions and consumption of new material resources with the potential of the existing building stock and its further use.

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Pelke, Eberhard; Kurrer, Karl-EugenWissenstransfer im Stahlbeton-Bogenbrückenbau der 1930er-JahreBeton- und Stahlbetonbau8/2022634-655Berichte

Kurzfassung

Dem langjährigen Schriftleiter dieser Zeitschrift Dr.-Ing. Klaus Stiglat zur Vollendung seines 90. Lebensjahrs gewidmet
Ab Mitte der 1920er-Jahre fand der Stahlbeton auch im Großbrückenbau zu der ihm eigenen Konstruktionssprache. Dies wird im Bau von weitgespannten Bogenbrücken aufgezeigt, die in der Mitte der Inventionsphase des Stahlbetonbaus (1925-1950) ihren Höhepunkt erreichte und sich durch die folgenden Merkmale auszeichnet:
Erstens: Auflösung des im herkömmlichen Massivbrückenbau üblichen Rechteckquerschnitts, welche zur statisch-konstruktiven Querschnittsoptimierung führte und damit eine erhebliche Steigerung der Druckspannungen induzierte.
Zweitens: Mit der Nutzung höherwertiger Zemente sowie der Trennung von Kriechen und Schwinden gelang dem Bogenbrückenbau aus Stahlbeton eine der Querschnittsoptimierung entsprechende Materialoptimierung.
Drittens: Querschnitts- und Materialoptimierung schließlich führten zu einer Verfeinerung der baustatischen Analyse weitgespannter Bogenbrücken aus Stahlbeton, die im Kern aus der Ermittlung des Gleichgewichts am verformten Bogensystem besteht.
Die genannten drei Merkmale werden exemplarisch an der medialen Präsentation des Wissenstransfers durch Fachzeitschriften konkret aufgezeigt. Handlungsleitend ist eine thematische Recherche der Haupt- und Kurzbeiträge der drei den deutschen Sprachraum prägenden Fachzeitschriften “Der Bauingenieur”, “Beton und Eisen” und “Die Bautechnik” zu den Sparten von Theorie, Material und Projekt. Die Überprüfung der internationalen Wertigkeit des zuvor gefilterten Themenkanons gelingt über die Veröffentlichungen der International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE).

Knowledge transfer in reinforced concrete bridges during the 1930s - Dedicated to the long-serving editor of this journal, Dr.-Ing. Klaus Stiglat, on the occasion of his 90th birthday
Beginning in the 1920s, reinforced concrete started to find its own design language for large bridges as well. This is seen in the building of long-span arch bridges, which reached its peak in the invention phase of reinforced concrete construction (1925-1950) and is characterized by the following features:
Firstly: Resolving the rectangular cross-section common in conventional masonry and concrete bridges, which led to a structural and constructional optimisation of the cross-section and hence a considerable increase in the compressive stresses.
Secondly: Using better cements and separating creep and shrinkage resulted in a material optimisation that matched the cross-section optimisation in reinforced concrete arch bridges.
Thirdly: Optimisation of cross-sections and materials in turn led to refinements in the structural analysis of long-span reinforced concrete arch bridges which in essence consisted of determining the equilibrium on the deformed arch system.
These features are demonstrated in examples of how journals contributed to knowledge transfer. The work is based on a thematic study of the main essays and short articles in three journals with a big impact in German-speaking countries: Der Bauingenieur, Beton und Eisen and Die Bautechnik. The international significance of these specific themes was assessed by reviewing publications by the International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE).

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