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Inhalt: Bautechnik 11/2021Bautechnik11/2021Inhalt

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Titelbild: Bautechnik 11/2021Bautechnik11/2021Titelbild

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Zum Titelbild:
In der fränkischen Kreisstadt Forchheim wurde die historische Produktionshalle einer ehemaligen Baumwollspinnerei umgewidmet. Wo 100 Jahre lang Baumwolle zu Garn gesponnen wurde, entstand nun hochwertiger Wohnraum mit Außenwänden aus ca. 36.000 Liapor Super-K-Plus Mauersteinen. Deren optimales Porengefüge und ihre haufwerksporige Struktur verringern den Wärmeverlust ganz natürlich und sind damit eine optimale und nachhaltige Lösung. Mehr noch, wirkt sich das raumumfassende Blähton-Mauerwerk unmittelbar positiv auf das Wohlbefinden der Bewohner aus. (Foto: desi9nschmiede)

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: BIM - Biulding Information Modeling 2021Bautechnik11/20211-156Sonderheft

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Industrie- und Gewerbebauten 2021Bautechnik11/20211-60Sonderheft

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Fehling, Ekkehard; Schwarz, JochenNationaler Anhang zu EN 1998-1Bautechnik11/2021813-814Editorials

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Fehling, Ekkehard; Schwarz, JochenDIN EN 1998-1/NA-2021 im Kontext der deutschen und europäischen NormenentwicklungBautechnik11/2021815-825Berichte

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Der Beitrag gibt eine Übersicht zu den Grundlagenuntersuchungen, z. T. kontrovers diskutierten Fragestellungen und Meilensteinen, die in langjähriger Tätigkeit des Normenausschusses Bauwesen NA 005-51-06 “Erdbeben, Sonderfragen” zur Erstellung des Nationalen Anhangs DIN EN 1998-1/NA-2021 geführt bzw. beigetragen haben. Entsprechende Forschungsarbeiten werden in einer Zusammenschau gewürdigt. Der NA bezieht sich auf die 1. Generation des Eurocode 8; Arbeiten der 2. Generation lassen erkennen, in welche Richtung sich die Normung im Hinblick auf die Auslegungsziele und Nachweismethoden entwickeln wird. Im Ausblick kann konstatiert werden, dass der NA wesentliche Neuerungen bereits aufgreift bzw. implementiert. Aus der Rückschau der Obleute wird verdeutlicht, welche Entscheidungszwänge im Spannungsfeld zwischen notwendigem Sicherheitsanspruch und vermeintlichen ökonomischen Restriktionen bestehen bzw. dass die Erdbeben-Baunormung bei den national zu treffenden Risikoentscheidungen keine einfachen Lösungen bereithält. Dargestellt wird, welche Veränderungen am Maßstab der europäischen Normenentwicklung eingeführt wurden. Sie betreffen neben den Gefährdungs- und Einwirkungskenngrößen insbesondere die für die national dominierende Mauerwerksbauweise iniitierten Untersuchungen, um es dem praktisch tätigen Ingenieur zu ermöglichen, ein breites Spektrum an vereinfachten Regeln anzuwenden und dazu die erforderlichen Entscheidungs- und Berechnungshilfen zur Verfügung zu stellen.

DIN EN 1998-1/NA-2021 within the context of German and European Code development
The paper gives an overview of the basic investigations, partly controversially discussed issues and milestones, which have been established in the long-term activity of the Standardization Committee (NABau) and its Technical Committee for Earthquakes and Special Questions (NA 005-51-06 AA as the Mirror group to CEN/TC 250/SC 8), and which finally have contributed to the National Annex DIN EN 1998-1/NA-2021. Corresponding research work is recognized in a synopsis and as an introduction to this special issue. The NA refers to the 1st generation of Eurocode 8; work of the 2nd generation shows the direction in which standardization will develop with regard to the design goals and verification methods. In the outlook it can be stated that the NA is already taking up or implementing essential lines of the ongoing development. From the review of the chair persons it becomes clear which decision-making constraints exist in the stress field of necessary safety requirements and supposed economic restrictions, and that the earthquake-resistant regulations do not provide simple answers or solutions, especially for national risk decisions. It shows the changes that have been introduced in the international and European standards development compared to the previous DIN 4149:2005. In addition to the hazard and load action parameters, they particularly focus on the investigations initiated for the nationally dominant masonry buildings, in order to enable the practicing engineer to apply a wide range of simplified rules and to provide the necessary decision criteria and design tools.

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Beinersdorf, Silke; Kaufmann, Christian; Schwarz, Jochen; Knapmeyer-Endrun, BrigitteRezente Erdbebentätigkeit in Deutschland: Bodenbewegungen und SchütterwirkungenBautechnik11/2021826-837Aufsätze

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Der Beitrag stellt die rezente Erdbebentätigkeit auf dem Gebiet Deutschlands der letzten Jahre, beginnend mit 2002 bis einschließlich 2019 vor. Für ausgewählte Erdbeben (Alsdorf 2002, Waldkirch 2004, Goch 2011, Nassau 2011) werden Messungen der Bodenbewegung aufbereitet und für ausgewählte Zeitverläufe mit der Untergrundsituation der aktuellen und bisherigen Erdbebennorm DIN EN 1998-1/NA in Korrelation gebracht. Wie an Beispielen gezeigt werden kann, haben die gewonnenen Bodenbewegungen bis dato nicht die durch die Gefährdungskarten (mit der Wiederholungsperiode von 475 Jahren) vorgegebenen Kenngrößen erreicht. Für ausgewählte Zeitverläufe werden exemplarisch gemessene Bodenbewegungen und die beobachtete makroseismische Intensität in Bezug gebracht. Die Untersuchung der max. beobachteten Bodenbewegungsgrößen sowie der makroseismischen Wirkungen ist für Anwendungen im ingenieurseismologischen Bereich von hohem Interesse, v. a. für die realistische Abschätzung der Bodenbewegung in gering bis moderat seismisch aktiven Gebieten wie Deutschland. Für die gewählten Ereignisse werden Schütterkarten (ShakeMaps) ermittelt, die die potenziellen Schütterwirkungen (makroseismische Intensität) abbilden.

Recent earthquake activity in Germany: registered ground motions and shaking effects
The article presents the recent earthquake activity on the territory of Germany of the last years, starting with 2002 up to and including 2019. Ground motion measurements are processed and for selected time histories correlated with the subsurface situation of the current and previous earthquake standard DIN EN 1998-1/NA for selected earthquakes (Alsdorf 2002, Waldkirch 2004, Goch 2011, Nassau 2011). For the selected earthquakes, samples of measured ground motions and the observed macroseismic intensity are correlated. The investigation of the maximum observed ground motion magnitudes as well as the macroseismic effects is of high interest for applications in the field of engineering seismology, especially for the realistic estimation of ground motion in low to moderate seismic regions like Germany. Shake maps are determined for the selected events, which show the potential shaking effects.

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Schwarz, Jochen; Maiwald, Holger; Kaufmann, ChristianUntergrundspezifische und einwirkungsabhängige Spektren in DIN EN 1998-1/NA-2021Bautechnik11/2021838-851Aufsätze

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Im Beitrag werden die Grundlagenuntersuchungen vorgestellt, die zur Bereitstellung der seismischen Einwirkungsgrößen für den neuen nationalen Anhang zu DIN EN 1998-1/NA-2021 geführt haben. Dargestellt wird, wie für die Ergebnisse moderner probabilistischer seismischer Gefährdungsanalysen (PSGA) die seismischen Einwirkungen normkompatibel bereitgestellt werden können. Einleitend werden Vorgehensweisen zur Ermittlung und Überprüfung der Spektren für unterschiedliche Untergrundklassen vorgestellt. Mit den standortspezifischen Bodenbewegungsmodellen wird gezeigt, wie künftig baupraktische Anwendungen auf Grundlage von Starkbebenregistrierungen erfolgen können. Da die Besonderheiten der deutschen Erdbebengebiete durch das im EC 8 vorgesehene Klassifikationsschema nicht abgedeckt werden, ist weiterhin dem Konzept der geologie- und baugrundabhängigen Spektren und der Einführung entsprechender Kombinationen in Form von Untergrundklassen Präferenz einzuräumen. Die Kontrollparameter der elastischen Spektren für die Untergrundverhältnisse gem. DIN EN 1998-1/NA-2021 werden auf Grundlage simulativer Standortanalysen an repräsentativen Modellprofilen für den interessierenden Bereich von Einwirkungsintensitäten und somit auch für verschiedene Wiederkehrperioden ermittelt. Damit wird auch der Bezug zu den Verhaltens- bzw. Grenzzuständen und den zugehörigen Nachweisaufgaben hergestellt. Abschließend wird ein Ausblick auf die nächste Phase der europäischen Erdbebennormung gegeben.

Site-specific and action-dependent spectra in DIN EN 1998-1/NA-2021
The paper presents the basic investigations that have led to the provision of the seismic action parameter for the new national annex to DIN EN 1998-1/NA-2021. It is shown how the results of modern probabilistic seismic hazard analyzes (PSHA) can be made available in a code-compatible manner. Initially, procedures for determining and checking the spectra for different subsoil classes are presented. With the site-specific soil movement models, an outlook is given of how practical building applications can be carried out on the basis of strong motion records in the future. Since the particularities of the German earthquake areas are not covered by the classification scheme provided in EC 8, preference should still be given to the concept of geology and building site-dependent spectra and the introduction of corresponding combinations in the form of subsoil classes. The control parameters of the elastic spectra for the subsoil combinations according to DIN EN 1998-1/NA-2021 are determined on the basis of simulative site response analyses on representative model profiles for the relevant range of impact intensities and thus also for different return periods. In this way, the reference to the behavior or limit states and the associated verification tasks can be established. Finally, an outlook on the next phase of European earthquake standardization is given.

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Butenweg, Christoph; Kubalski, Thomas; El-Deib, Khaled; Gellert, ChristophErdbebennachweis von Mauerwerksbauten nach DIN EN 1998-1/NA-2021Bautechnik11/2021852-863Aufsätze

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Mauerwerksbauten in Deutschland sind mit Einführung des nationalen Anwendungsdokuments DIN EN 1998-1/NA auf Grundlage einer neuen probabilistischen Erdbebenkarte nachzuweisen. Für erfolgreiche Erdbebennachweise üblicher Grundrissformen von Mauerwerksbauten stehen in dem zukünftigen Anwendungsdokument neue rechnerische Nachweismöglichkeiten zur Verfügung, mit denen die Tragfähigkeitsreserven von Mauerwerksbauten in der Baupraxis mit einem überschaubaren Aufwand besser in Ansatz gebracht werden können. Das Standardrechenverfahren ist weiterhin der kraftbasierte Nachweis, der nun mit höheren Verhaltensbeiwerten im Vergleich zur DIN 4149 durchgeführt werden kann. Die höheren Verhaltensbeiwerte basieren auf der besseren Ausnutzung der gebäudespezifischen Verformungsfähigkeit und Energiedissipation sowie der Lastumverteilung der Schubkräfte im Grundriss mit Ansatz von Rahmentragwirkung durch Wand-Deckeninteraktionen. Alternativ dazu kann ein nichtlinearer Nachweis auf Grundlage von Pushover-Analysen zur Anwendung kommen. Vervollständigt werden die Regelungen für Mauerwerksbauten durch neue Regelungen für nichttragende Innenwände und Außenmauerschalen. Der vorliegende Beitrag stellt die Grundlagen und Hintergründe der neuen rechnerischen Nachweise in DIN EN 1998-1/NA vor und demonstriert deren Anwendung an einem Beispiel aus der Praxis.

Seismic verification of masonry buildings according to DIN EN 1998/NA-2021
With the forthcoming introduction of the National Annex DIN EN 1998-1/NA, masonry buildings in Germany must be verified on the basis of a new probabilistic earthquake map. For successful seismic verifications of masonry buildings with typical ground plan configurations, the new document provides novel computational verification approaches which allow a better utilization of the load-bearing reserves of masonry buildings in the building practice with a manageable effort. The standard calculation method is still the force-based verification, which can now be carried out with higher behaviour factors compared to DIN 4149. The higher behaviour factors are based on the utilization of building-specific deformation capacity, energy dissipation and load redistribution of the shear forces in the ground plan with consideration of frame effects through wall-slab interactions. Alternatively, a non-linear verification based on pushover analyses can be applied. The regulations for masonry buildings are completed by new rules for partition walls and claddings. This article presents the basics and background of the new computational verifications in DIN EN 1998-1/NA and demonstrates their application with a practical example.

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Neue Auflage Heft 28 der AHO-Schriftenreihe: "Fachingenieurleistungen für die Fassadentechnik"Bautechnik11/2021863Nachrichten

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Helm, Lukas; Lönhoff, Moritz; Sadegh-Azar, HamidUntersuchungen zum Out-of-Plane-Verhalten von nichttragenden Mauerwerkswänden in deutschen ErdbebengebietenBautechnik11/2021864-872Aufsätze

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Infolge von Erdbeben müssen nichttragende Trennwände aus Mauerwerk horizontalen Lasten standhalten und dabei spielen auch die Einwirkungen rechtwinklig zur Ebene (Out of Plane) eine bedeutende Rolle. Das Out-of-Plane-Verhalten von Mauerwerkswänden ist aufgrund der stark ausgeprägten nichtlinearen Mechanismen sehr komplex. In aktuellen Bemessungsverfahren werden maßgebende Einflussfaktoren nicht berücksichtigt und es fehlen detaillierte Untersuchungen zu in Deutschland typischen nichttragenden Mauerwerksarten. Es wurden im Rahmen eines Forschungsprojekts umfangreiche analytische, numerische und experimentelle Untersuchungen für tragende Mauerwerkswände durchgeführt und ein Ingenieurmodell zur Bestimmung der Out-of-Plane-Tragfähigkeit unter Berücksichtigung der maßgebenden Parameter entwickelt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden ansatzweise und vereinfacht auf nichttragende Wände übertragen. Hiermit konnten die bisherigen Ansätze in den Erdbebennormen DIN EN 1998-1/NA (2020) und DIN 4149 (2005) überprüft und dem aktuellen Kenntnisstand angepasst werden. Auf Grundlage der aktualisierten Erdbebengefährdung wurden zudem vereinfachte Nachweismethoden hergeleitet und in Form von Tabellen zusammengefasst. Das Ingenieurmodell und die Grundlagen der Herleitung der vereinfachten Regeln werden anhand eines Anwendungsbeispiels in diesem Beitrag vorgestellt und diskutiert.

Investigation of the out-of-plane behavior of non-load-bearing masonry walls in German earthquake zones
Due to earthquakes, non-load-bearing masonry partition walls have to withstand horizontal loads, herein out-of-plane loads are of great importance. The out-of-plane behavior of masonry walls is very complex due to the strong non-linearity.
Current design methods do not consider important parameters, and detailed investigations of typical non-load-bearing masonry types in Germany do not exist. As part of a research project, extensive analytical, numerical and experimental investigations for load-bearing masonry walls were carried out and a model was developed to determine the out-of-plane capacity, considering significant parameters. The results of these investigations were transferred to non-load-bearing walls in a simplified manner. With this, the previous methods in the earthquake standards DIN EN 1998-1/NA (2020) and DIN 4149 (2005) could be reviewed and adjusted to the current state of the art.
Based on the updated seismic hazard map, simplified design methodologies were derived and summarized. The model and the derivation of the simplified design methods are presented and discussed in this paper based on a case study.

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Vrettos, ChristosNäherungsverfahren zum Nachweis gegen Bodenverflüssigung in Gebieten mittlerer Seismizität nach DIN EN 1998-5/NA:2021Bautechnik11/2021873-879Aufsätze

Kurzfassung

Die vorgenommene Neueinschätzung der Erdbebengefährdung für Deutschland im Rahmen der Erstellung des neuen Nationalen Anhangs zu DIN EN 1998-1 gab den Anlass, die in der geltenden DIN EN 1998-5 angegebene Nachweisführung zur Bodenverflüssigung zu bewerten und zu aktualisieren. In diesem Zusammenhang wurde für Gebiete mittlerer Seismizität ein leicht handhabbares Nachweisverfahren entwickelt, welches den aktuellen Stand der Technik berücksichtigt. Es basiert auf Ergebnissen von Drucksondierungen am Standort und erlaubt eine direkte Aussage zur potenziellen Gefährdung infolge Verflüssigung. Das Verfahren ist Bestandteil des neuen Nationalen Anhangs zu DIN EN 1998-5.

Approximate method for verification against ground liquefaction in regions of medium seismicity according to DIN EN 1998-5/NA:2021
The re-assessment of the earthquake hazard for Germany as part of the preparation of the new National Annex to DIN EN 1998-1 gave the reason to evaluate and update the verification against soil liquefaction specified in the applicable DIN EN 1998-5. In this context, an easy-to-use calculation method was developed for regions of medium seismicity, which takes into account the current state of the art. It is based on the results of cone penetration tests at the site and allows a direct determination of the potential liquefaction hazard. The procedure is part of the new National Annex to DIN EN 1998-5.

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Wenk, ThomasEinführung des Eurocodes 8 in der SchweizBautechnik11/2021880-886Berichte

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In der Schweiz erfolgte die Einführung des Eurocodes 8 in drei Phasen. Die erste Phase umfasst seit 2003 eine Neufassung der SIA-Tragwerksnormen abgestimmt auf die Eurocodes, wobei die Erdbebenbestimmungen in die übrigen Tragwerksnormen integriert wurden. In der zweiten Phase wurden ab 2005 alle sechs Teile des Eurocodes 8 als Schweizer Normen zusammen mit einem Nationalen Vorwort publiziert. Auf die Festlegung nationaler Parameter in einem Nationalen Anhang wurde vorerst verzichtet. Diese müssen projektbezogen festgelegt werden, abgestimmt auf die SIA-Tragwerksnormen. In der dritten Phase wurde für den Teil 1 (Allgemeine Regeln und Hochbauten) sowie für den Teil 2 (Brücken) des Eurocodes 8 je ein Nationaler Anhang erstellt und 2019 publiziert. Bei den übrigen vier Teilen des Eurocodes 8, die Spezialbauwerke und bestehende Bauten betreffen, wurde auf einen Nationalen Anhang definitiv verzichtet. Der Beitrag erläutert den Hintergrund des dreiphasigen Vorgehens und dessen Akzeptanz in der Praxis. Ein besonderer Fokus wird auf die Erdbebenzonenkarte und deren Abstimmung entlang der Grenzen zu den Nachbarländern gelegt. Den Abschluss bildet ein Ausblick auf die geplante Einführung der Eurocodes der zweiten Generation (EC2G), die ab 2025 beginnen wird.

Introduction of Eurocode 8 in Switzerland
In Switzerland, Eurocode 8 was introduced in three phases. The first phase includes since 2003 a new version of the SIA structural standards compatible with the Eurocodes. For this purpose, the earthquake-resistant design provisions were integrated into the other structural standards. In the second phase, starting in 2005, all six parts of Eurocode 8 were published as Swiss standards together with a National Foreword, but without a National Annex with the Nationally Determined Parameters. They have to be defined on a project-specific basis, compatible with the SIA structural standards. In the third phase, in 2019, National Annexes were published for Part 1 (general rules and buildings) and Part 2 (bridges) of Eurocode 8. National Annexes have definitely not been prepared for the remaining four parts of Eurocode 8, which concern special as well as existing structures. The paper explains the background of the three-phase approach and its acceptance in practice. A special focus is placed on the seismic zoning map and its harmonization along the borders with neighboring countries. It concludes with an outlook on the introduction of the second generation of Eurocodes (EC2G) beginning in 2025.

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2. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Fachtagung zum Planen, Bauen, Erhalten, Betreiben unter den Aspekten von Nachhaltigkeit und DigitalisierungBautechnik11/2021886Nachrichten

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Müller, Sabine; Scheibstock, PeterCO2-Reduktion in der gebauten Umwelt - Von der Formulierung strategischer Leitlinien bis zur Planung und UmsetzungBautechnik11/2021887-895Berichte

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Der Bericht beleuchtet Ansätze, Strategien und Instrumente zur CO2-Reduktion in der gebauten Umwelt. Dabei wird hier die frühzeitige Einbindung der CO2-Thematik in der Leistungsphase 0 bzw. Projektkonzeption betrachtet, in der die Zielsetzung eines Projekts festgelegt wird. In dieser Phase können ausschlaggebende Leitlinien zur Reduktion grauer sowie Betriebsemissionen formuliert werden, die wesentlich die Ausschreibung und Umsetzung eines Projekts beeinflussen. Ebenso wird erläutert, wie im weiteren Fortschritt das Erreichen von CO2-Zielen unterstützt und auch gewährleistet werden kann. Dabei liegt der Fokus auf der Berechnung des globalen Erwärmungspotenzials (GWP) von Tragwerkskonstruktionen, da CO2 hier in besonderem Maße durch seine Baumasse relevant ist. Es wird diskutiert, in welcher Leistungsphase solche Berechnungen und Betrachtungen sinnvoll sind, um einen Beitrag zur CO2-Reduktion zu leisten. Anhand eines aktuell in der Erstellung befindlichen Bürogebäudes werden Tragwerkskonzepte in Bezug auf ihre Ökobilanz gegenübergestellt. Die Bauindustrie ist verantwortlich für ca. 40 % der globalen CO2-Emissionen. Als Ingenieur:innen haben wir die Verantwortung und Möglichkeiten, diesen Wert wesentlich zu beeinflussen. Buro Happold als interdisziplinäres Beratungs- und Planungsbüro kann dabei auf fachübergreifende Expertise zurückgreifen, die es erlaubt, Projekte von der ersten Idee bis zur Umsetzung zu begleiten. Somit kann ein möglichst großer positiver Einfluss hinsichtlich Nachhaltigkeit und CO2-Fußabdruck erzielt werden. Die Autorin und der Autor mit ihrem Hintergrund aus Tragwerksplanung und Nachhaltigkeitsberatung zeigen das Potenzial dieses integrierten Ansatzes auf.

CO2-Reduction in the built environment - from strategic guidelines until planning and implementation
The paper highlights approaches, strategies and instruments for CO2 reduction in the built environment. The authors examine the early integration of CO2 reduction aspects at stage 0 or at concept stage, during which the objective of a project is being determined. At this stage, decisive guidelines for the reduction of embodied and operational emissions can be formulated, which have a significant influence on the tendering process and implementation of a project. It is also explained how the achievement of CO2 targets can be supported and guaranteed throughout further stages. With CO2 being embodied in the construction mass, the particular focus is on the calculation of the Global Warming Potential (GWP) of load bearing structures. It is discussed at what stage such calculations and considerations are meaningful, in order to make a contribution to the CO2 reduction. Based on an office building currently under construction, structural concepts are compared regarding their life cycle assessment. The construction industry is responsible for about 40 % of global CO2 emissions. Engineers have the responsibility and possibilities to influence this value significantly. As an international, integrated engineering consultancy, Buro Happold can draw on interdisciplinary expertise that allows us to accompany projects from the initial idea to implementation. Thus, the greatest possible positive impact in terms of sustainability and carbon footprint can be achieved. The authors with their background in structural engineering and sustainability consulting demonstrate the potential of this integrated approach.

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Sobek, WernerEin persönlicher Nachruf auf Jörg SchlaichBautechnik11/2021896-899Editorials

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Bautechnik aktuell 11/2021Bautechnik11/2021901-906Bautechnik aktuell

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Nachrichten:
“Das Auswechseln der Kranbahn gleicht einer Operation am offenen Herzen”
Kreislaufwirtschaft und CO2-Einsparung: Projekt der BAM zur Verwertung von Stahlwerksschlacken verspricht doppelten Nutzen

Rezension:
Physical Models: Their historical and current use in civil and building engineering design

Wettbewerbe:
bauma Innovationspreis 2022 - seien Sie dabei!

Einen Besuch wert:
Panoramabrücke Sigriswil

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik11/2021906Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 11/2021Beton- und Stahlbetonbau11/2021Inhalt

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 11/2021Beton- und Stahlbetonbau11/2021Titelbild

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Die Bauwirtschaft steht vor Herausforderungen, die sich u. a. aus der geringen Produktivität und dem zunehmenden Fachkräftemangel ergeben. Die gezielte Digitalisierung und Automatisierung aller relevanten Vorgänge bietet Lösungen an, um die dringenden Herausforderungen zu meistern. Der digitale Betonbau durch additive Verfahren hat ein großes Potenzial, ein Schlüsselelement dieser Lösung zu sein. Der Beitrag auf den Seiten 881-900 bietet einen kritischen Überblick über den aktuellen Sachstand auf diesem Gebiet mit Fokus auf die additiven Fertigungsverfahren mit Beton (auch 3D-Betondruck genannt, auf dem Titelfoto zu sehen ein Objekt der Gartenarchitektur mit hochaufgelöster, materialminimierter Wandstruktur der Firma XtreeE). Dabei werden die für die systematische Beschäftigung mit den Herausforderungen notwendigen Grundlagen zusammengefasst, von der Terminologie und Klassifizierung bis zum kompakten Sachstand auf den DAfStb-Kompetenzgebieten. In diesem Kontext wird auch der Forschungsbedarf dargelegt. (Foto: Viktor Mechtcherine, Dresden)

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Leutbecher, TorstenBauen nach dem Stand der TechnikBeton- und Stahlbetonbau11/2021805Editorials

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Müller, Harald S.; Urrea, Fernando Acosta; Kvitsel, VladislavModelle zur Vorhersage des Schwindens und Kriechens von Beton - Teil 2b: Kriechen - Neuer Ansatz im Eurocode 2 prEN 1992-1-1:2021Beton- und Stahlbetonbau11/2021806-820Aufsätze

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Im Herbst 2020 wurde die Überarbeitung der EN 1992-1-1:2004 (Eurocode 2) abgeschlossen und damit der Entwurf prEN 1992-1-1:2021 vorgelegt. Er stellt der Praxis zahlreiche verbesserte und neue Bemessungskonzepte zur Verfügung. Dies gilt auch für die Modelle zum Schwinden und Kriechen von Konstruktionsbeton, die zum Teil erhebliche Veränderungen erfahren haben. In diesem dreiteiligen Aufsatz (Teil 1 Schwinden, Teile 2a und 2b Kriechen) werden die neuen Modelle zur Prognose des Verformungsverhaltens von Beton vorgestellt. Er beleuchtet auch die Hintergründe, die zur Entwicklung der verbesserten Ansätze geführt haben. Die Teile 1 und 2a sind bereits veröffentlicht (Beton- und Stahlbetonbau 116 (2021), Hefte 1 und 9). Im vorliegenden Beitrag (Teil 2b) wird die vorausgegangene Behandlung des Kriechens von Beton fortgeführt und abgeschlossen. Dabei werden zunächst die Zeitfunktionen zur Beschreibung des Kriechens und die mit ihnen verbundenen Implikationen aufgezeigt. Im Weiteren werden verschiedene Aspekte zum linearen und nichtlinearen Kriechen beleuchtet. Im Mittelpunkt des Beitrags steht das neue Prognosemodell der prEN 1992-1-1:2021, welches vorgestellt und begründet wird. Statistische Betrachtungen zur Zuverlässigkeit des neuen Modells und die Darstellung eines Konzepts für den Einbezug von Laborversuchsdaten zur Verbesserung der Prognose des Modells bilden den Abschluss des vorliegenden Beitrags sowie des gesamten Aufsatzes.

Creep and shrinkage prediction models for concrete
In autumn 2020, the revision of EN 1992-1-1:2004 (Eurocode 2) was completed, resulting in the current draft prEN 1992-1-1:2021. It provides practice with numerous improved and new design concepts. This also applies to the models for shrinkage and creep of structural concrete, some of which have undergone significant changes. This three-part paper (Part 1 Shrinkage, Part 2a and 2b Creep) presents the new models for predicting the deformation behaviour of concrete. It also highlights the background that led to the development of the improved approaches. The Parts 1 and 2a have already been published (Beton- und Stahlbetonbau 116 (2021), issues 1 and 9).
The article at hand (Part 2b) continues and concludes the previous treatment of concrete creep. First of all, the functions for describing the time development of creep and the implications associated with them are presented. Then, various aspects of linear and non-linear creep are examined. The focus of the article is on the new prediction model of prEN 1992-1-1:2021, which is presented and justified. Statistical considerations on the reliability of the new model and the presentation of a concept for the inclusion of laboratory test data to improve the prediction of the model conclude this article and the entire paper.

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Neues DBV-Merkblatt "Sommer- und Winterbetonagen"Beton- und Stahlbetonbau11/2021820Nachrichten

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Czernuschka, Lisa-Marie; Podrou ek, Jan; Kratochvilova, Martina; Wan-Wendner, RomanEntwicklung der Kriech- und Schwindmodelle für Betontragwerke in Österreich und Deutschland - Bewertung der Modelle hinsichtlich der Sensitivität einzelner EingangsparameterBeton- und Stahlbetonbau11/2021821-836Aufsätze

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Beton ist eines der wichtigsten Baumaterialien in der modernen Ingenieurspraxis und findet sein Anwendungsgebiet im Brückenbau, Hochbau und Grundbau. Beton ist ein Material, welches sein Verhalten im Laufe der Zeit in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen verändert. Besonders Verformungen, die durch Kriech- und Schwindprozesse hervorgerufen werden, spielen eine wichtige Rolle in der Bemessung von Betonstrukturen - vor allem im Hinblick auf die Gebrauchstauglichkeit. Bereits in den ersten Bemessungsnormen für Betonstrukturen gab es Regelungen hinsichtlich der Berücksichtigung dieser Einflüsse. Zu Beginn wurden die Verformungen mit einem äquivalenten Temperaturgradienten berücksichtigt. Erst mit der Herausgabe der Spannbetonnormen wurden entsprechende Kriech- und Schwindmodelle vorgeschlagen und bis hin zur heute gängigen Praxis weiterentwickelt. Im ersten Teil dieser Arbeit wird ein Überblick über die historische Entwicklung dieser Modelle bis zu den heute geltenden Eurocode 2 und fib Model Code-Richtlinien gegeben. Im zweiten Teil wird eine Sensitivitätsanalyse der Eingangsparameter der aktuellen Modelle präsentiert, gefolgt von einem Anwendungsbeispiel, in dem die Unterschiede der verschiedenen Modelle auf Basis einer Durchbiegungsberechnung veranschaulicht werden.

Evolution of creep and shrinkage models for concrete structures in Austria and Germany - Evaluation of the current models regarding the sensitivity of the input parameter
Concrete is one of the most important materials in civil engineering structures and finds its application in the building of bridges, ground engineering and building construction. As widely known, concrete is a material which changes its behavior with time in dependency of the environmental conditions. Especially the long-term deformations caused by creep and shrinkage processes are of great interest regarding the durability and sustainability of infrastructures. Early versions of design codes gave some guidelines on how to treat deformations caused by these sources. In the beginning, these deformations were taken into account by an additional temperature drop. The first sophisticated approaches on how to deal with these long-term processes were published in the standards for prestressed concrete structures. These early models were updated and improved to today's prevailing documents such as the Eurocode 2 and the fib Model Code. The first part of this paper gives an overview of the historical development of creep and shrinkage models in Austria and Germany until today's guidelines. The second part presents a sensitivity study of the current models regarding the input parameters for some given scenarios. Lastly, the differences between the models are highlighted based on an application example taken from literature.

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Tue, Nguyen Viet; Fehling, Ekkehard; Schlicke, Dirk; Krenn, ChristinaRissbreitennachweis und Mindestbewehrung nach EC 2 - aktuelles Modell versus Vorschlag für die RevisionBeton- und Stahlbetonbau11/2021837-858Aufsätze

Kurzfassung

Unserem großartigen Lehrer Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Gert König im Andenken gewidmet
Die Begrenzung von Rissbreiten auf ein akzeptables Maß und die Ermittlung der erforderlichen Mindestbewehrung sind wichtige Bestandteile der Planung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Erfahrungen mit unterschiedlichen Bauweisen und Tragwerkstypen von Weißen Wannen bis hin zu Spannbetonbrücken zeigen, dass das derzeit verwendete Konzept in Deutschland und Österreich sehr zielführend ist und wesentliche Änderungen nicht notwendig sind. Im Entwurf für die bevorstehende Revision des EC2 wird ein neues Konzept für die Rissbreitenermittlung und Mindestbewehrung vorgestellt, welches im Gegensatz zu dem derzeitigen Konzept in Deutschland und Österreich mehr auf der Auswertung einer Datenbank basiert und weniger die mechanischen Zusammenhänge des Stahl- bzw. Spannbetons nach der Rissbildung berücksichtigt. Hierzu werden zahlreiche empirische Faktoren eingeführt, die nicht nur das Verständnis, sondern auch die Anwendung in der Praxis deutlich erschweren. Eine Verbesserung der Aussagegenauigkeit zu den Rissbreiten wird hiermit allerdings nicht erzielt und die Mindestbewehrung wird vor allem für vorgespannte gegliederte Querschnitte und dicke Bauteile deutlich unterschätzt. In diesem Aufsatz wird das vorgeschlagene Konzept für die Revision des EC2 detailliert erläutert. Die darin enthaltenen wesentlichen Schwächen und Widersprüche werden anhand des Vergleichs mit dem derzeitigen Konzept in Deutschland und Österreich sowie detaillierten Betrachtungen mittels 2D-FEM-Simulationen mit diskreten Rissen und adäquater Berücksichtigung der Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung verdeutlicht. Hiermit sollten Grundlagen für eine sachliche Diskussion vor der Einführung des neuen EC2 geschaffen werden.

Crack width verification and minimum reinforcement according to Eurocode 2 - current model versus new proposal for revision
Limiting crack widths to an acceptable level and determining the required minimum reinforcement are important tasks in the design of reinforced and prestressed concrete structures. Experience with different types of structures from watertight concrete structures to prestressed concrete bridges shows that the concept currently applied in Germany and Austria is very effective and that significant changes are not necessary. The current draft for the revision of EC2, however, presents a new concept for crack width verification and minimum reinforcement. In contrast to the concept currently used in Germany and Austria, this new concept is based more on the analysis and good reproduction of the observations made in laboratory experiments and takes less account of the mechanical relationships of reinforced or prestressed concrete after cracking. For this purpose, numerous empirical factors are introduced, which not only complicate the understanding but also the application in practice. However, an improvement in the accuracy of the crack width prediction is not achieved and the minimum reinforcement is significantly underestimated, especially for prestressed cross-sections and thick members. In this paper, the new concept in EC2 is explained in detail. Its main weaknesses and contradictions are discussed by a comparison with the concept currently applied in Germany and Austria as well as detailed analysis of 2D FEM simulations with discrete cracks and adequate regard of the bond stress-slip relationship at the reinforcement-concrete interface. This should provide the basis for a factual discussion before the introduction of the new EC2.

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