Lang, Robert; Klapper, Georg; Klien, Thomas | Ein moderner Kran für alten Schrott am Werksgelände der Badischen Stahlwerke GmbH (BSW) | Stahlbau | 7/2023 | 453-460 | Berichte |
Mit der Fertigstellung des neuen Schrottverladekrans am Werksgelände der Badischen Stahlwerke GmbH steht ein moderner Umschlagkran zum Schrott-Handling zur Verfügung. Mit einer Gesamtlänge von 100 m und einer Gesamthöhe von über 30 m besticht der Kran nicht nur optisch, sondern in vielen Bereichen mit außergewöhnlichen Detaillösungen. Der patentierte runde Hauptträger ist die sichtbarste Komponente, die neue Maßstäbe setzt. Doch auch andere Teile des Stahlbaus sowie die Maschinenkomponenten sind am Stand der Technik und runden Konstruktion und Funktion ab. x |
| A Eurocode-compliant design approach for cold-formed steel sections | Stahlbau | 7/2023 | 460 | Empfehlungen der Redaktion |
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| Stahlbau aktuell 7/2023 | Stahlbau | 7/2023 | 461-464 | Stahlbau aktuell |
Aktuelles: Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100) Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland Internationaler Ringversuch zu numerischen Schalenbeulsicherheitsnachweisen
Wettbewerbe: Verleihung des Züblin-Stahlbaupreises 2023 x |
| Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Stahlbau | 7/2023 | 465 | Veranstaltungskalender |
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Ernst & Sohn (Hrsg.) | UBB 7/2023 - Gesamtausgabe | UnternehmerBrief Bauwirtschaft | 7/2023 | 1-44 | Gesamtausgabe |
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| Titelbild: Bautechnik 6/2023 | Bautechnik | 6/2023 | | Titelbild |
Zum Titelbild: Im Dezember 2015 wurde die historische Friesenbrücke durch einen Schiffsanprall zerstört. Dabei wurde der bewegliche Brückenteil, eine Scherzer-Klappbrücke so stark beschädigt, dass eine Instandsetzung wirtschaftlich nicht mehr möglich war. Für den Ersatzneubau fiel die Wahl auf die Variante einer Hub-Drehbrücke mit einer Spannweite von ca. 143 m und einer Gesamtlänge von 337 m. Die neue Hub-Dreh-Brücke ermöglicht eine lichte Schifffahrtsöffnung von 56,60 m. Neben den Anforderungen an einen sicheren Eisenbahnbetrieb mit Anbindung an das Netz der niederländischen Eisenbahninfrastruktur im Zuge der Ausbaubestrebungen in Richtung Groningen wurden alle Anforderungen der Wasserstraße zur Aufrechterhaltung der “Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs” erfüllt. Das Bild zeigt oben die Scherzer Klappbrücke von 1926, unten die neu geplante Hub-Dreh-Brücke. (Fotos: Marx Krontal Partner | Abdul Atiq) Siehe Bericht S. 334
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| Inhalt: Bautechnik 6/2023 | Bautechnik | 6/2023 | | Inhalt |
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Ernst & Sohn (Hrsg.) | Sonderheft: Wohnungsbau 2023 | Bautechnik | 6/2023 | 1-52 | Sonderheft |
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Monka-Birkner, Johanna; Reinäcker, Moritz; Krafczyk, Christina; Knufinke, Ulrich; Marx, Steffen | Denkmalgeschützte Eisenbahnbrücken - Potenziale für das nachhaltige Bauen | Bautechnik | 6/2023 | 291-298 | Aufsätze |
Historische Eisenbahnbrücken stehen aufgrund ihrer bautechnikgeschichtlichen Bedeutung und der Anforderung nach Erneuerung immer wieder im Spannungsfeld zwischen Denkmalpflege und Baupraxis; das erklärte Ziel aller Beteiligten sollte es aber sowohl aus der Perspektive des kulturellen Erbes als auch aus der der Ressourcenökonomie sein, sie zu erhalten und weiter zu nutzen. Es wird herausgestellt, dass historische Eisenbahnbrücken im Kontext ihres Netzes zu betrachten sind, da ihre primäre Funktion die Überführung einer Strecke darstellt. Aufgrund dieser Funktion ist ein notwendiges Maß an Veränderbarkeit auch bei jenen Eisenbahnbrücken zu gewährleisten, die unter Denkmalschutz stehen. Durch die notwendigen Veränderungen müssen immer wieder Brücken ersetzt werden. Dabei ist auffällig, dass die Struktur der erneuerten Bauweisen in ihrer konstruktiven und gestalterischen Diversität abnimmt. Auch im Sinne der Nachhaltigkeit sollten Eisenbahnbrücken geschützt und gleichzeitig veränderbar sein, damit die einzelnen Bauwerke möglichst lange erhalten bleiben. Schonung von Ressourcen durch Erhaltung statt Abbruch und Neubau können Hand in Hand mit den Zielen der Denkmalpflege gehen, wenn dabei materielle und ideelle Ressourcen für kommende Generationen erhalten bleiben. Die drei Kriterien der Nachhaltigkeit werden hier für den Eisenbahnbrückenbau überprüft. Abschließend werden Beispiele für eine erfolgreiche Erhaltung und eine gelungene Erneuerung aufgezeigt.
Listed railway bridges - potential for sustainable construction Due to their relevance to the history of construction and the need for renewal, historic railway bridges are often in conflict between the preservation of historical monuments and construction practice. But the declared aim is to preserve them and continue to use them. It will be shown why it is necessary to consider historic railway bridges in the context of their network. This is because their primary function is the overpassing of a line. Due to this function, a necessary degree of changeability of (listed) railway bridges has to be ensured. The necessary changes mean that bridges have to be replaced again and again, and it is noticeable that the structure of the renewed construction methods is decreasing in diversity. Also in terms of sustainability, railway bridges should be protected and at the same time changeable. In this way, the individual structures can be preserved for as long as possible. Conservation of resources through preservation instead of demolition and new construction go hand in hand with the goals of heritage conservation to preserve material and ideal resources for future generations. The three criteria of sustainability are reviewed here for railway bridge constructions. Finally, examples of successful preservation and successful renovation are shown. x |
Grunert, Günther; Behnke, Ronny; Liu, Xiaohan | Dynamische Zug-Brücken-Kompatibilität: Das Referenzverfahren als neue Nachweisform | Bautechnik | 6/2023 | 299-309 | Aufsätze |
Neu entwickelte Schienenfahrzeuge sind vor ihrem Einsatz auf dem Schienennetz der DB Netz AG hinsichtlich dynamischer Brückenkompatibilität zu untersuchen. Hierbei wird die dynamische Einwirkung auf Brücken aus Zugüberfahrt (Zug-Brücken-Interaktion) anhand von dynamischen Berechnungsergebnissen im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) und im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) bewertet und mit rechnerischen (bisher statischen) Mindestkapazitäten der Infrastruktur (Widerstand) verglichen. In diesem Beitrag wird eine neue Nachweisform vorgestellt, welche ermöglicht, die vorhandenen statischen Kapazitäten der Brücken um vorhandene dynamische Kapazitäten zu erweitern. Diese erlauben i. d. R. höhere zulässige Fahrzeuggeschwindigkeiten im Netz. Hierfür wird auf rechnerische Ergebnisse und datenbankgestütztes Expertenwissen (Fusion) aus Kurz- und Langzeitüberwachungen von Bestandsfahrzeugen und deren Einwirkung auf die Infrastruktur zurückgegriffen, um den Brückenbestand für diese Bestandsfahrzeuge als betriebserprobt zu erklären. Auf dieser Basis ist eine ansetzbare dynamische Kapazität für Neufahrzeuge formulierbar. Das Vorgehen wird exemplarisch für den ICE 3 (Bestandsfahrzeug) und die Neuentwicklung der Baureihe (BR) 408 (ICE 3neo) gezeigt.
Dynamic train-bridge compatibility: the reference method as a new form of verification Newly developed rail vehicles must be investigated regarding dynamic bridge compatibility before they are placed in service on the rail network of DB Netz AG. In this context, the dynamic effect on bridges from passing trains (train-bridge interaction) is evaluated based on dynamic calculation results in the ultimate limit state (ULS) and in the serviceability limit state (SLS) and compared with calculated (previously static) minimum capacities of the infrastructure (resistance). In this paper, a new form of verification is presented. It makes it possible to extend the existing static capacities of the bridges by existing dynamic capacities, which usually allow higher permissible vehicle speeds in the railway network. For this purpose, computational results and database-supported expert knowledge (fusion) from short- and long-term monitoring of existing vehicles and their impact on the infrastructure are used to declare the bridge stock for these existing vehicles as operationally verified. On this basis, an applicable dynamic capacity for new vehicles can be formulated. The procedure is exemplarily shown for the ICE 3 (existing vehicle) and the new development of the BR 408 series (ICE 3neo). x |
Morgenthal, Guido; Helmrich, Marcel | Bildbasierte Erfassung und digitale Dokumentation von Geometrie und Zustand an Eisenbahnbrücken | Bautechnik | 6/2023 | 310-317 | Berichte |
Die kontinuierliche Sicherheit und Leistungsfähigkeit von Bauwerken der Verkehrsinfrastruktur hat in einer modernen Gesellschaft einen besonderen Stellenwert. Die Bedeutung des Schienennetzes nimmt im Kontext der Energiewende weiter zu. Forderungen nach Ressourcenschonung im Bausektor erfordern zukünftig außerdem deutlich verlängerte Lebensdauern von Bauwerken. Neue digitale Erhaltungsstrategien können dieses Ziel gleichzeitig mit einer Verringerung der Erhaltungsaufwendungen erreichbar machen. Dieser Beitrag fokussiert auf neuartige Verfahren der Bilddatenauswertung zur Zustandsermittlung und digitalen Modellierung von Geometrie und Schadensmerkmalen an Ingenieurbauwerken. Insbesondere die dauerhafte Speicherung von hochgenauen Schadenspositionen und -umfängen erlaubt die Verfolgung von Schadensentwicklungen als Basis für neuartige prädiktive Erhaltungsstrategien. Am Beispiel von Eisenbahnbrücken wird gezeigt, wie eine hochwertige digitale Zustandsdokumentation mit dem Konzept des Digitalen Zwillings möglich wird. Aus z. B. mit Drohnen erzeugten Bilddaten werden mittels Fotogrammetrie hochgenaue georeferenzierte 3D-Bauwerksmodelle generiert und mittels KI-Verfahren Schadenserkennungen durchgeführt. Die Verknüpfung in einem Digitalen Zwilling ermöglicht Analysen und hochwertige Dokumentationen im Lebenszyklus und sollte zukünftig mit einer Nullmessung an neuen Bauwerken beginnen.
Image-based acquisition and digital documentation of geometry and condition of railway bridges The continuous safety and performance of infrastructure structures is of particular importance for a modern society. The rail network becomes increasingly relevant in the context of the energy transition. Demands for resource efficiency in the construction sector will require significantly longer service lives for structures in the future. New digital maintenance strategies can make this goal achievable while reducing maintenance expenditures at the same time. This report focuses on new image-based methods for condition assessment and digital modelling of the geometry of structures as well as damage characteristics. In particular, the permanent storage of highly accurate damage position and extent information allows the tracking of damage propagation as a basis for novel predictive maintenance strategies. Using the example of railway bridges, it is shown how high-quality digital condition documentation is possible with the concept of digital twins. Photogrammetry is used to generate highly accurate geo-referenced 3D building models from image data acquired by drones, for example, and AI processes are used to perform automated damage detection. The linking in a digital twin enables analyses and high-quality documentation over the life cycle and should start with an initialization measurement on new structures. x |
Steffen, Sascha; Niemann, Peter; Geißler, Karsten | Erläuterungen zur aktuell überarbeiteten Richtlinie 805 zur Bewertung von Ingenieurbauwerken der Deutschen Bahn | Bautechnik | 6/2023 | 318-333 | Berichte |
Für die Nachrechnung und Bewertung von Eisenbahnbrücken hat sich die seit ca. 30 Jahren angewandte Richtlinie 805 sehr gut bewährt. Im Rahmen der aktuellen, durch die DB Netz AG vorgenommenen Überarbeitung der Richtlinie wird eine gewisse Angleichung an die europäischen Normen, insbesondere bei den charakteristischen Werten, Sicherheitsfaktoren und Kombinationsbeiwerten angestrebt. Allerdings muss sehr sensibel mit den normativen Regelungen umgegangen werden, da eine “Neubauvorsorge” für die Bestandsbewertung nicht möglich und auch nicht notwendig ist - im Gegenteil, diese würde zu volkswirtschaftlich relevanten Fehlbewertungen von Bauwerken mit ausreichender Zuverlässigkeit führen. Im vorliegenden Beitrag werden zu den einzelnen Modifikationen der Richtlinie 805 hinsichtlich Festlegungen von Einwirkungen, Sicherheitselementen sowie Nachweisen im Grenzzustand der Tragfähigkeit und der Ermüdung die wesentlichen Hintergründe erläutert.
Background to the modifications of guideline RiL 805 for recalculation and assessment of railway bridges in Germany For the recalculation and evaluation of railway bridges, guideline RiL 805, which has been used for around 30 years, has proven itself very well. As part of the current revision of the guideline carried out by DB Netz AG, a certain adjustment to the European standards is aimed for, in particular with regard to the characteristic values, safety factors and combination coefficients. However, the normative regulations have to be dealt with very sensitively, since a “new building precaution” is neither possible nor necessary for the evaluation of the existing building - on the contrary, this would lead to economically relevant incorrect evaluations of buildings with sufficient reliability. This article explains the essential background to the individual modifications of guideline RiL 805 with regard to the definition of actions, safety elements and verifications in the limit state of load-bearing capacity and fatigue. x |
Schacht, Gregor; Kögel, Jens; Schwede, Stefan; Heinemann, Alexander; Haase, Georg | Die Neue Friesenbrücke bei Weener - Entwurf der größten Hub-Drehbrücke Europas | Bautechnik | 6/2023 | 334-343 | Berichte |
Im Dezember 2015 wurde die historische Friesenbrücke durch einen Schiffsanprall zerstört. Dabei wurde der bewegliche Brückenteil, eine Scherzer-Klappbrücke, so stark beschädigt, dass eine Instandsetzung wirtschaftlich nicht mehr möglich war. Die DB Netz AG hat die ARGE Friesenbrücke damit beauftragt, verschiedene Varianten eines 1:1-Ersatzes und einer Erneuerung der Brücke zu untersuchen. Unter Beachtung aller Randbedingungen fiel die Wahl auf die Erneuerung der Friesenbrücke als Hub-Drehbrücke mit einer Spannweite von ca. 143 m. Die Friesenbrücke hat eine Gesamtlänge von 337 m und überführt die eingleisige Strecke von Ihrhove nach Nieuweschans (NL). Die neue Hub-Drehbrücke ermöglicht eine lichte Schifffahrtsöffnung von 56,60 m. Neben den Anforderungen an einen sicheren Eisenbahnbetrieb auf einer eingleisigen Strecke mit Anbindung an das Netz der niederländischen Eisenbahninfrastruktur im Zuge der Ausbaubestrebungen in Richtung Groningen waren bei der Neuplanung insbesondere die Gegebenheiten zu berücksichtigen, welche sich zusätzlich aus den Anforderungen der Wasserstraße aus der Einhaltung der Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs ergeben. Die schwierigen Baugrund- und Wasserbedingungen auf der tideabhängigen Seeschifffahrtsstraße erfordern zum Teil aufwendige Baubehelfe, Sicherungsmaßnahmen und große Flusspfeiler.
The new Friesen bridge near Weener - design of Europes largest lift-swing-bridge The historic Friesen bridge was destroyed by a ship impact in December 2015. The movable bridge part, a rolling bascule bridge (Scherzer bridge) was totally destroyed and excluded the possibility of an economic rehabilitation. The ARGE Friesenbrücke was engaged by the DB Netz AG to investigate possible solutions of an one-to-one replacement and a new movable bridge construction. In compliance with all registrations the DB choose the design of a lift-swing bridge with a span of 143 m. The new Friesenbrücke has a total length of 334 m and carries the single track from Ihrhove to Nieuweschans (NL). The new lift-swing-bridges enables an opening width of 56.60 m. This opening width fulfils the requirements of the safety and lightness of the ship traffic and also allows a safe railway traffic and the connection to the network of the Dutch railway infrastructure. The difficult geotechnical conditions and the river Ems with tidal waters required sophisticated temporary construction, safety measures and large river piers. x |
| Mechanische Aktivierung von Lehm | Bautechnik | 6/2023 | 343 | Empfehlung der Redaktion |
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Steiner, Daniel; Sprenger, Bjarne | Moderne Konzepte im Massivbau - über Potenziale von Methoden der künstlichen Intelligenz | Bautechnik | 6/2023 | 344-350 | Berichte |
Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martina Schnellenbach-Held zur Vollendung des 60. Lebensjahres gewidmet Die Anwendung von Methoden der künstlichen Intelligenz bietet vielfältiges und vielversprechendes Potenzial für die Entwicklung innovativer Konzepte in Forschung und Praxis. Zur Darstellung der erschließbaren Möglichkeiten werden ausgewählte Methoden und moderne Konzepte aus dem Bereich des Massivbaus vorgestellt. Adaptiv vorgespannte Betontragwerke wurden mit lernfähigen Regelungsalgorithmen auf Basis der Fuzzy Logic realisiert. Für eine kontinuierliche Brückenüberwachung wurde ein Monitoringkonzept erarbeitet, das eine Modelladaption mittels evolutionärer Algorithmen und eine Zuverlässigkeitsbewertung mit künstlichen neuronalen Netzen umfasst. Für eine effiziente Unterstützung des Vorentwurfs von Gebäuden wurde ein wissensbasiertes System entwickelt, das die Erfassung und Bereitstellung von Ingenieurwissen durch scharfe und unscharfe Wissensbanken sowie der Possibilitätstheorie leistet. Diese modernen Konzepte im Massivbau unterstreichen wesentliche Potenziale des Einsatzes von Methoden der künstlichen Intelligenz.
Modern concepts in concrete engineering - about the application of artificial intelligence methods The application of artificial intelligence methods provides manifold and promising capabilities to develop innovative concepts in science and practice. Selected methods and modern concepts from the field of concrete construction are presented to outline achievable possibilities. Adaptive prestressed concrete structures were realized using Fuzzy Logic-based self-tuning closed-loop control algorithms. A monitoring concept for continuous structural health monitoring of bridges was elaborated that comprises a model adaptation through evolutionary algorithms and artificial neural networks for reliability validations. For an efficient support of preliminary building design, a knowledge-based system has been developed that enables the formalization and provision of engineering knowledge through crisp and fuzzy knowledge bases and possibility theory. These modern concepts in concrete construction underline substantial potentials that are achievable through the application of artificial intelligence methods. x |
| Bautechnik aktuell 6/2023 | Bautechnik | 6/2023 | 351-356 | Bautechnik aktuell |
Nachrichten: Geiseltalsee ist “Lebendiger See des Jahres 2023” Werner Sobek mit der Emil-Mörsch-Denkmünze des DBV ausgezeichnet Bauen mit Stahl - Eine Geschichte des Schweizer Stahlbaus
Wettbewerbe: DBV verleiht Rüsch-Forschungspreis 2023
Firmen und Verbände: Führungswechsel an der DGfM-Spitze
Zuschrift: Seibel, E.; Vrettos, C.; Hettler, A. (2022) Bewertung der Nachweiskonzepte nach EC7 für Baugrubenwände in Sand auf Grundlage der Finite-Elemente-Methode. Bautechnik 99, H. 12, S. 865-877 Bewertung der Nachweiskonzepte nach EC7 für Baugrubenwände in Sand auf Grundlage der Finite-Elemente-Methode x |
| Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Bautechnik | 6/2023 | 356 | Veranstaltungskalender |
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| Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 6/2023 | Beton- und Stahlbetonbau | 6/2023 | | Titelbild |
Zum Titelbild: Hybride Tragstrukturen des Stahl-, Beton- und Verbundbaus können einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Ressourceneffizienz leisten, wenn die Baustoffe Beton und Stahl funktionsgerecht und effizient eingesetzt werden. So geschehen z. B. beim Neubau der Berufsschulen für Farben und Gestaltung in München (BSCW). Die beiden sichtbaren und markanten Stahlfachwerkträger überspannen im Erdgeschoss mit rund 30 m die Zweifachsporthalle und tragen gleichzeitig die Lasten aus fünf Geschossen darüber ab. Die Verbundträgerdecke über der Sporthalle ist am Untergurt nach oben gehängt. Das hybride Tragwerk aus Verbundträgerdecken und wandartigen Trägern aus Sichtbeton zeichnet sich durch seine integrale und materialeffiziente Bauweise aus. Der Beitrag auf S. 437-445 gibt Einblicke in die Tragwerksfindung, numerische Modellbildung, wichtige Meilensteine der Baustelle sowie Überlegungen zu Ressourceneffizienz und zirkulärem Bauen mit Verbundkonstruktionen. (Bild: Fa. Hönninger)
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| Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 6/2023 | Beton- und Stahlbetonbau | 6/2023 | | Inhalt |
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Leutbecher, Torsten | Ambitionierte Ingenieurinnen und Ingenieure dringend gesucht! | Beton- und Stahlbetonbau | 6/2023 | 383 | Editorials |
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Heidrich, Till; Welsch, Torsten | Hochleistungsaerogelbeton - Verbundtragverhalten mit Bewehrungsstäben aus GFK | Beton- und Stahlbetonbau | 6/2023 | 384-395 | Aufsätze |
Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martina Schnellenbach-Held zur Vollendung des 60. Lebensjahrs gewidmet Das Verbundverhalten zwischen Bewehrungsstäben und Beton hat einen wesentlichen Einfluss auf das gesamte Tragverhalten sowie die Gebrauchstauglichkeit bewehrter Betonbauteile. Für glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) in Verbindung mit Normalbeton (NC) wurden in der Vergangenheit umfassende Untersuchungen durchgeführt. Dabei hat sich gezeigt, dass das Verbundverhalten von GFK-Bewehrung sowohl durch den umgebenden Beton als auch durch die produktspezifischen Eigenschaften (Geometrie, Werkstoffe) der Bewehrungsstäbe maßgeblich bestimmt wird. Für die Herstellung bewehrter Bauteile aus Hochleistungsaerogelbeton (HPAC), für die wegen der Wärmeleitfähigkeit vorzugsweise GFK-Bewehrungselemente zum Einsatz kommen sollten, liegen bislang keine Untersuchungen zum Verbundverhalten vor. Da eine einfache Extrapolation des Verbundverhaltens von GFK-Bewehrung in Normalbeton auf andere Betone nicht möglich ist, wurden in den nachstehend vorgestellten Untersuchungen 48 Ausziehversuche zur Erfassung des Verbundverhaltens durchgeführt. Zum Vergleich mit Ergebnissen aus anderen Veröffentlichungen wurde zudem anhand 24 weiterer Ausziehversuche das Verbundverhalten von GFK-Bewehrung in NC untersucht. Auf Grundlage der Ergebnisse wurden sowohl für HPAC als auch für NC analytische Verbundspannungs-Schlupf-Modelle abgeleitet. Anschließend wurden diese Verbundspannungs-Schlupf-Beziehungen in ein FE-Modell integriert und mit den Ergebnissen der experimentellen Untersuchungen verglichen.
Bond Behaviour between GRP Reinforcing Bars and High Performance Aerogel Concrete The bond behavior between reinforcing bars and concrete has a significant influence on the overall load-bearing behavior as well as the serviceability of reinforced concrete components. Extensive investigations have been carried out in the past for glass fiber reinforced plastics (GRP) in connection with normal concrete (NC). It has been shown that the bond behavior of GRP reinforcement is significantly determined both by the surrounding concrete and by the product-specific properties (geometry, materials) of the reinforcement bars. For the production of reinforced components made of high-performance aerogel concrete (HPAC), for which GRP reinforcement elements should preferably be used due to their low thermal conductivity, no studies have been carried out yet. Since it is not possible to simply extrapolate the bond behavior of GRP reinforcement with normal concrete to other types of concrete, 48 pull-out tests were carried out in the investigations presented below to determine the bond behavior. For comparison with the results from the current state of research, the bond behavior of GRP reinforcement in NC was also determined by means of 24 additional pull-out tests. Based on the results, analytical bond stress-slip models were derived for both HPAC and NC. Subsequently, these bond stress-slip relationships were integrated into a FE model and compared with the results of the experimental investigations. x |
Fickler, Silvia; Vievers, Yannick; Rhau, Marcel | Dauerhaftigkeit und Langzeitverhalten von Hochleistungsaerogelbeton (HPAC) | Beton- und Stahlbetonbau | 6/2023 | 396-405 | Aufsätze |
Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martina Schnellenbach-Held zur Vollendung des 60. Lebensjahrs gewidmet In verschiedenen Veröffentlichungen wurde über die Entwicklung eines neuartigen Betons auf der Basis von Silica-Aerogelen, dem sogenannten Hochleistungsaerogelbeton (High Performance Aerogel Concrete, HPAC) berichtet. Neben den hervorragenden Brand- und Schallschutzeigenschaften verfügt HPAC über eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit bei relativ hoher Druckfestigkeit und ist daher für die Herstellung monolithischer Außenbauteile ohne zusätzliche Wärmedämmung geeignet. Um die Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten des neuen Werkstoffs zu erweitern, wurde dieser seit seiner Vorstellung im Jahr 2016 am Institut für Massivbau der Universität Duisburg-Essen kontinuierlich optimiert und weiterentwickelt. Dies betrifft beispielsweise die Optimierung des Werkstoffs hinsichtlich des Materialgefüges und den Einsatz alternativer Bindemittel oder die Beschreibung des Tragverhaltens unter Druck- und Zugbeanspruchung. HPAC soll zukünftig vorrangig im Hochbau für monolithische Außenwände von Gebäuden Verwendung finden, welche die Vorgaben nach Energieeinsparverordnung (EnEV)/Gebäudeenergiegesetz (GEG) erfüllen. Um in Zukunft weitere Bereiche und Anwendungsfelder erschließen zu können, ist ein Blick auf die Dauerhaftigkeitseigenschaften unabdingbar, die im Rahmen des Beitrags vorgestellt werden.
Durability of High Performance Aerogel Concrete Various publications have reported on the development of a novel concrete based on silica aerogels, the so-called High Performance Aerogel Concrete (HPAC). In addition to its excellent fire and noise protection properties, HPAC has a very low thermal conductivity with relatively high compressive strength and is therefore suitable for the production of monolithic exterior components without additional thermal insulation. In order to expand the possible uses and applications of the new material, it has been continuously optimized and further developed at the Institute for Structural Concrete at the University of Duisburg-Essen since its presentation in 2016. This concerns, for example, the optimization of the material with regard to the material structure and the use of alternative binders or the description of the load-bearing behavior under compressive and tensile stress. In the future, HPAC will be used primarily in building construction for monolithic exterior walls of buildings that meet the requirements of the German Energy Saving Ordinance (EnEV)/Building Energy Act (GEG). In order to be able to open up further areas and fields of application in the future, it is essential to take a look at the durability properties, which are presented in this article. x |
Müller, Julian; Welsch, Torsten; Tell, Karsten; Rattenbacher, Bernd; Sperl, Matthias | MASON: Betonerhärtung in Schwerelosigkeit - Simulationen mit dem Klinostaten | Beton- und Stahlbetonbau | 6/2023 | 406-416 | Aufsätze |
Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martina Schnellenbach-Held zur Vollendung des 60. Lebensjahrs gewidmet Im Rahmen des Projekts MASON (Material Science on Solidification of Concrete) wird der Einfluss der Erdgravitation auf die Erhärtung von Beton untersucht. Ziel dabei ist es, einerseits Rückschlüsse auf die Eignung von Beton für die Verwendung auf extraterrestrischen Himmelskörpern zu ziehen und andererseits mögliche Erkenntnisse hinsichtlich eines ressourcenschonenderen Einsatzes auf der Erde zu gewinnen. Hierzu wurden vom deutschen ESA-Astronauten Matthias Maurer im Rahmen der Mission “Cosmic Kiss” auf der Internationalen Raumstation (ISS) 64 Betonproben in Schwerelosigkeit hergestellt. Diese werden verglichen sowohl mit konventionell unter terrestrischer Schwerkraft (1g) ausgehärten Proben als auch mit Probekörpern, die während der Erstarrungszeit in einem Klinostaten rotiert wurden. Durch die Klinostatrotation wird die Schwerelosigkeit simuliert und mögliche Auftriebs- oder Sedimentationsvorgänge im Frischbeton werden minimiert. Das Funktionsprinzip, ein Ansatz, die zutreffende Rotationsgeschwindigkeit abzuschätzen, sowie Ergebnisse einer Studie mit verschiedenen Mischungen und unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten werden nachfolgend vorgestellt.
MASON: Concrete hardening in microgravity - Simulations with the clinostat The MASON project (Material Science on Solidification of Concrete) is investigating the influence of Earth gravity on the hardening of concrete. The aim of this research project is, on the one hand, to draw conclusions about the suitability of concrete for use on extraterrestrial celestial bodies and, on the other hand, to gain possible insights into a more resource-efficient use on Earth. To this end, German ESA astronaut Matthias Maurer produced 64 concrete samples in microgravity as part of the “Cosmic Kiss” mission on the International Space Station (ISS). These are compared both with conventionally cured specimens under terrestrial gravity (1g) and with specimens that were rotated in a clinostat during the solidification period. The clinostat rotation simulates microgravity, and possible buoyancy or sedimentation processes in the fresh concrete are minimized. The principle of operation, an approach to estimate the applicable rotation speed, and results of a study with different mixes and different rotation speeds are presented below. x |
Loh, Lutz; Garg, Andreas | Torsionstragverhalten von Betonhohlquerschnitten in geschlossenen und klaffenden Segmentfugen - Teil 3: Verifikation des Berechnungsmodells | Beton- und Stahlbetonbau | 6/2023 | 417-426 | Aufsätze |
Betonfertigteile für segmentierte Türme von Windenergieanlagen sind Serienprodukte, die im Sinne der Nachhaltigkeit möglichst ressourcenschonend zu bemessen sind. Dabei sind die Querkraft- und Torsionstragfähigkeit der Fugen in der Bemessung der Betonfertigteiltürme von großer Bedeutung. In den Teilen 1 und 2 dieser Veröffentlichungsreihe wurde ein neues Berechnungsmodell für die Fugentragfähigkeit vorgestellt, welches im vorliegenden 3. Teil anhand von Versuchsergebnissen und FE-Berechnungen verifiziert wird. Zusätzlich wird ein Vergleich zu anderen Modellen gezogen und die Anwendungsbereiche der Modelle werden eingegrenzt.
Torsional structural behavior of hollow concrete cross-sections in closed and gaping segment joints - Part 3: Verification Precast concrete elements for segmented towers of wind turbines are series products that must be designed to be as resource-efficient as possible in terms of sustainability. In this context, the shear force and torsion load-bearing capacity of the joints are of great importance in the design of the precast concrete towers. In parts 1 and 2 of this publication series, a new calculation model for the joint load-bearing capacity was presented, which is verified in the present 3rd part on the basis of test results and FE calculations. In addition, a comparison to other models is made and the application areas of the models are narrowed down. x |
Günther, Gerd; Cramer, Jörg | Einfluss der Anordnung der Durchstanz- und Verbundbewehrung aus L-Blechen auf die Tragfähigkeit | Beton- und Stahlbetonbau | 6/2023 | 427-436 | Aufsätze |
Das CLIXS Durchstanz- und Verbundbewehrungssystem besteht aus L-förmigen Stahlblechen mit einem oder zwei eingehängten Bügeln aus Betonstahl. Mit diesem System ist eine Tragfähigkeitssteigerung um mehr als das Zweifache der Tragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung möglich. Die im Aufsatz beschriebenen experimentellen Untersuchungen wurden an quadratischen Deckenausschnitten mit einer Länge von 2,8 m und einer Dicke von 18 und 25 cm vorgenommen. Die Tragfähigkeit in Abhängigkeit von der Anzahl der gleichmäßig verteilten L-Bleche wurde anhand von 17 Experimenten ermittelt. Hierfür wurden verschiedene Körper mit L-Blechen jeweils in den ersten drei Rundschnitten geprüft. Außerdem wurden zehn Körper mit unterschiedlich großen Bereichen ohne L-Bleche als Durchstanzbewehrung getestet. Die Bereiche ohne L-Bleche lagen zwischen 25 % und 75 % der Fläche innerhalb der ersten drei Rundschnitte. Die Verwendung von Bügeln mit einem Durchmesser von 8 mm anstatt 6 mm wurde anhand von zwei Versuchskörpern untersucht.
Influence of the arrangement of the punching shear and composite reinforcement made of L steel plates on the load-bearing capacity The CLIXS punching shear and composite reinforcement system consists of L steel plates with one or two connected stirrups made of reinforcing steel. It is possible to increase the load-bearing capacity by more than twice the load-bearing capacity without punching shear reinforcement. The experimental investigations described in the paper were carried out on square slab cut-outs with a length of 2.8 m and a thickness of 18 and 25 cm. The load-bearing capacity as a function of the number of uniform arranged L steel plates was determined based on 17 experiments. For this purpose, test specimen with 6 L steel plates up to 36 L steel plates in the first three perimeters were investigated. In addition, 10 test specimen with different sized areas without L steel plates were tested. The areas without L steel plates were between 25 % and 75 % of the area within the first three perimeters. The use of stirrups with a diameter of 8 mm instead of 6 mm was investigated using two test specimens. x |