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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 1/2020Beton- und Stahlbetonbau1/2020Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
Die Filigran®-Durchstanzbewehrung FDB zeichnet sich durch eine optimierte Geometrie aus. Die gitterträgerartigen Bewehrungselemente werden bereits seit Jahren erfolgreich in Filigrandecken eingesetzt. Die parallele Anordnung auf der unteren Bewehrungslage vereinfacht den Einbau. Dieser Vorteil, und der hohe Durchstanzwiderstand von 2,1fachem Wert einer schubunbewehrten Platte, wird zunehmend auch in Ortbetondecken genutzt. Das Titelbild zeigt die eingebaute Filigran®-Durchstanzbewehrung auf einer Baustelle in Berlin. (Foto: Filigran)

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 1/2020Beton- und Stahlbetonbau1/2020Inhalt

Abstract

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Beton- und Stahlbetonbau: Jahresinhaltsverzeichnis des 114. Jahrgangs 2019Beton- und Stahlbetonbau1/2020Jahresinhaltsverzeichnis

Abstract

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Bergmeister, KonradEinfach - individuell - wertschätzend in das nächste JahrzehntBeton- und Stahlbetonbau1/20201Editorials

Abstract

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Schramm, Nicholas; Gehrlein, Sebastian; Fischer, OliverQuerkrafttragverhalten von gro√üformatigen Spannbetonbalkenelementen mit Plattenbalkenquerschnitt - Erg√§nzende Laborversuche zu den in-situ-Querkraftversuchen an der Saalebr√ľcke HammelburgBeton- und Stahlbetonbau1/20202-12Aufs√§tze

Abstract

Die Beschreibung des Querkrafttragverhaltens von Betonbauteilen im Bruchzustand gestaltet sich äußerst komplex, sodass diese Thematik auch heute noch Gegenstand aktueller Forschung ist. Insbesondere zur Erfassung der für Bestandsbrücken charakteristischen Parameter sowie generell für große, baupraktisch relevante Querschnittsabmessungen besteht nach wie vor Forschungsbedarf. Der vorliegende Beitrag geht in diesem Zusammenhang auf die Ergebnisse von großformatigen Querkraftversuchen an Spannbetonbalkenelementen mit plattenbalkenförmigem Querschnitt ein, die als Ergänzung und in Anlehnung an in-situ-Querkraftversuche an einer realen, durchlaufenden Spannbetonbrücke durchgeführt wurden. Die Laborversuche an 1,10 m hohen Spannbetonträgerausschnitten wurden dabei unter Anwendung eines innovativen Versuchskonzepts, der sogenannten “Substrukturtechnik”, durchgeführt. Neben der Wirksamkeit von nicht normenkonformer Querkraftbewehrung geht der Fachaufsatz speziell auf den Einfluss der Querschnittsform auf das Querkrafttragverhalten ein und vergleicht die Versuchsergebnisse mit rechnerischen Tragwiderständen aus aktuellen Modellvorstellungen.

Shear force bearing behaviour of large-scale T-shaped prestressed concrete beam elements - additional laboratory tests in the context of the in-situ-shear tests on the Saalebrücke Hammelburg
The description of the shear force bearing behaviour of concrete structures in ultimate state is extremely complex, thus this topic is still subject of current research today. In particular, there is still a need for further research to determine the characteristic design parameters for the shear behavior of existing bridges and generally, for large cross-sectional dimensions, which are relevant in construction practice. In this context, this paper deals with the results of large-scale shear tests on prestressed concrete T-beam elements, which were carried out supplementary to and based on in-situ-shear tests on a real, continuous prestressed concrete bridge. The laboratory tests on 1.10 m high prestressed concrete girder elements were carried out using an innovative test concept, the so-called “substructure technique”. In addition to the effectiveness of no longer permitted stirrup types, this publication deals specifically with the influence of the cross-sectional shape on the shear force bearing behaviour and compares the test results with the shear strength determined by current analytical models.

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Schmidt, Philipp; Kueres, Dominik; Claßen, Martin; Hegger, JosefDurchstanztragverhalten von Flachdecken mit variierenden DurchstanzbewehrungsgradenBeton- und Stahlbetonbau1/202013-25Aufsätze

Abstract

Mit der bauaufsichtlichen Einführung des Eurocode 2 in Deutschland wurde die Durchstanzbemessung von Flachdecken neu geregelt. Seitdem ergibt sich die Durchstanztragfähigkeit mit Durchstanzbewehrung aus der Summe eines konstanten Betontraganteils und eines Stahltraganteils, der unabhängig vom Bauteil aus einem 33°-Fachwerk resultiert. Für die Berechnung des Stahltraganteils wird gemäß Eurocode 2 eine reduzierte Stahlfestigkeit in Abhängigkeit von der statischen Nutzhöhe angesetzt, wodurch die Verankerungsqualität der Durchstanzbewehrung berücksichtigt wird. Auf Basis einer Datenbankauswertung und eines Vergleichs des Sicherheitsniveaus mit der damaligen DIN 1045-1 wurden im Deutschen Anhang zum Eurocode 2 (EC2+NA(D)) zusätzliche Erhöhungsfaktoren für die ersten beiden Durchstanzbewehrungsreihen ergänzt, die nahezu zu einer Verdopplung der Durchstanzbewehrungsmenge führen. Während zur Bewertung der Bemessungsgleichungen für die Ermittlung der Durchstanztragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung und auf dem Niveau der maximalen Durchstanztragfähigkeit zahlreiche Versuchsergebnisse vorliegen, sind bislang nur sehr wenige Versuchsreihen an Flachdeckenausschnitten mit einem Durchstanzversagen innerhalb des durchstanzbewehrten Bereichs vorhanden.
Zur systematischen Untersuchung des Durchstanztragverhaltens von Flachdecken mit Bügeln als Durchstanzbewehrung wurden daher insgesamt drei Versuchsserien mit variierenden Durchstanzbewehrungsgraden durchgeführt. Das Versuchsprogramm umfasste drei Referenzversuche ohne Durchstanzbewehrung und acht Versuchskörper mit geringen und mittleren Durchstanzbewehrungsgraden. Dabei erfolgte die Variation der Durchstanzbewehrungsmenge jeweils ausschließlich über den Bügeldurchmesser. Weitere untersuchte Einflussparameter waren die Schubschlankheit und die statische Nutzhöhe. Im vorliegenden Beitrag werden die durchgeführten Versuche vorgestellt und die Versuchsergebnisse diskutiert. Durch den Vergleich der experimentell ermittelten Bruchlasten mit den rechnerischen Durchstanztragfähigkeiten nach Eurocode 2 und EC2+NA(D) können die bestehenden normativen Regeln bewertet werden. Darüber hinaus werden die Bemessungsregeln nach Model Code 2010 in die Bewertung mit einbezogen.

Punching strength of flat slabs with varying shear reinforcement ratios
With the introduction of Eurocode 2 in Germany, the punching shear design provisions of flat slabs were revised. Since then, the punching shear strength with shear reinforcement is calculated from the combination of a constant concrete contribution and a steel contribution, which results from a strut inclination of 33°. Besides, a reduced steel strength depending on the effective depth of the flat slab is assumed for the calculation of the steel contribution to consider the anchorage conditions of the shear reinforcement elements. Due to a database analysis and an evaluation of the level of safety compared to the former DIN 1045-1, additional factors have been implemented in German Annex to Eurocode 2 (EC2+NA(D)) for the first and second row of shear reinforcement leading to almost twice the amount of required shear reinforcement. Various test series on reinforced concrete flat slabs without shear reinforcement and with high amounts of shear reinforcement are available and can be used for the evaluation of the current provisions. Nevertheless, the evaluation of the code equations for the design of the shear reinforcement (failure inside the shear-reinforced zone) is still not possible since only very few systematic punching tests with a varying amount of shear reinforcement have been conducted.
To investigate the punching shear behavior of reinforced concrete flat slabs with stirrups as shear reinforcement, three systematic test series (eleven specimens) with varying shear reinforcement ratios were performed. Each test series included one reference test without shear reinforcement. In the tests, the shear reinforcement ratio was varied by changing the stirrup diameter only. Further investigated influences were the shear span-depth ratio and the effective depth. In this paper, the results of the tests are presented, discussed and compared to the predictions according to Eurocode 2 and EC2+NA(D). Moreover, the punching design provisions according to Model Code 2010 are evaluated.

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Furche, Johannes; Bauermeister, UlrichErm√ľdungsnachweis f√ľr Elementdecken mit Gittertr√§gern - Zulassungsregelung auf der Grundlage einer W√∂hlerlinieBeton- und Stahlbetonbau1/202026-35Aufs√§tze

Abstract

Elementdecken aus vorgefertigten Stahlbetonplatten mit Gitterträgern und aufbetonierter Ortbetonschicht werden seit Jahren auch bei nicht vorwiegend ruhender Beanspruchung eingesetzt [1]. Die Anwendungs- und Bemessungsregeln hierzu wurden auf der Grundlage von Bauteilversuchen festgelegt. Erste ermüdungsbeanspruchte Verbundbauteile mit horizontaler Verbundfuge überstanden als Prüfkriterium zwei Millionen Lastwechsel ohne Versagen. Das Bemessungskonzept wurde für diese Lastwechselzahl formuliert. Inzwischen wurden sowohl Ermüdungsversuche an Elementdecken mit größerer Lastwechselzahl durchgeführt als auch Wöhlerlinien für Gitterträger als Verbundbewehrung und Schubbewehrung ermittelt. Das Bemessungskonzept in der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für Gitterträger wurde daher an das Bemessungskonzept des Eurocodes für Stahlbetonbauteile angepasst. Auf der Grundlage der neuen Zulassung lässt sich der Ermüdungswiderstand sowohl über einen Betriebsfestigkeitsnachweis als auch über eine äquivalente Spannungsschwingbreite nachweisen.

Fatigue Verification of Composite Slabs with Lattice Girders. Approval Regulation based on S-N-Curve
Composite slabs made of precast slabs with lattice girders and in-situ concrete topping are also used in case of fatigue loads too for many years. The application and design rules are based on structural component tests. First composite members under fatigue load with horizontal bond interface reached the required two million load cycles without failure. The design concept was implemented with this load cycle limit. Meanwhile fatigue tests of concrete members with higher load cycles were carried out and S-N-Curve (Wöhlercurve) of lattice girders acting as shear reinforcement was determined. Thus, the design concept of the technical approval for lattice girders was adapted to the Eurocode 2. Based on the new approval the fatigue resistance can be proved by a fatigue life verification or by a equivalent stress range.

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EU-Geb√§uderichtlinie: Mit ISO-Chemie Produkten gut ger√ľstetBeton- und Stahlbetonbau1/202035Nachrichten

Abstract

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Fuchs, Werner; Hofmann, Jan; Eligehausen, RolfBemessung der Verankerung von Befestigungen in Beton - EN 1992-4, der neue Eurocode 2, Teil 4Beton- und Stahlbetonbau1/202036-44Aufsätze

Abstract

Die neue EN 1992-4 wurde auf Basis der bewährten Vornormenreihe CEN/TS 1992-4 zum Eurocode weiterentwickelt und in einem Dokument zusammengefasst. Sie enthält Bemessungsverfahren für Kopfbolzen, mechanische und chemische Befestigungsmittel sowie Ankerschienen in tragenden Beton- und Stahlbetonkonstruktionen. Voraussetzung für die Bemessung nach EN 1992-4 ist, dass die zu bemessenden Befestigungsmittel eine Europäische Technische Spezifikation wie z. B. eine Europäische Technische Beurteilung (ETA) besitzen. Die Bemessungsverfahren stellen den aktuellen Stand der Technik dar. Die EN 1992-4 gilt für alle Anwendungen, die in den Bereich der EN 1992-1 fallen, und ist deshalb auch ein Bestandteil von Eurocode 2 geworden. Zudem enthält EN 1992-4 Regelungen, die eine Bemessung für seismische Beanspruchungen in Übereinstimmung mit EN 1998 erlauben. Die Bemessung des Anbauteils ist nicht abgedeckt. Die Inhalte der EN 1992-4 und einige Hintergründe dazu werden in diesem Beitrag kurz vorgestellt.

Design of Fastenings for Use in Concrete - EN 1992-4, the new Eurocode 2, Part 4
The new EN 1992-4 was enhanced to a Eurocode on the base of the well-acknowledged CEN/TS 1992-4 series and condensed to a single document. This European Standard provides design methods for headed studs, post-installed mechanical and chemical fasteners as well as anchor channels for anchorage to concrete and reinforced concrete structures. EN 1992-4 applies to fasteners with established suitability for the specified application in concrete covered by provisions such as European Technical Assessments (ETA). The design methods represent the actual state-of-art. EN 1992-4 is valid for applications that fall within the scope of EN 1992. In addition, EN 1992-4 provides provisions, which permit seismic design in accordance with EN 1998. The design of the fixture is not covered. The content of EN 1992-4 and background information are shortly presented in this paper.

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Horn, Sebastian; Hölz, Kevin; Schwabe, Michael; Matthiesen, SvenExperimentelle Untersuchung von Versagensvorgängen an Verbundankern mit einem In-Situ-VersuchsmodellBeton- und Stahlbetonbau1/202045-53Aufsätze

Abstract

Thema des vorliegenden Artikels ist die Untersuchung von Versagensvorgängen an Verbundankern. Um die Tragfähigkeit von Verbundankern optimieren zu können, ist das Verständnis dieser Versagensvorgänge notwendig. In einzelnen Versuchen wurden Bestrebungen unternommen, die Versagensvorgänge von Verbundankern untersuchbar zu machen. Bisher ist der tatsächliche, lastabhängige Verlauf der Versagensvorgänge bei Verbundankern, insbesondere bei kombiniertem Versagen, noch nicht vollständig geklärt. Ziel des vorliegenden Beitrags ist die experimentelle Untersuchung von Versagensvorgängen an einem Verbundanker bei steigender Zuglast. Da die kontinuierliche Analyse der realen Versagensvorgänge mit bisherigen Methoden nicht möglich ist, wird ein In-Situ-Versuchsmodell vorgestellt. Ergebnis der Untersuchung ist die lastabhängige Analyse der Versagensvorgänge von zwölf Verbundankern mit Vinylestermörtel. Die Analysen der Versagensvorgänge zeigen, dass 30 % der entstandenen Risse in den unteren 10 % der eingemörtelten Gewindestange entstehen. Die Rissentstehung beginnt dabei bereits bei 35 % der Auszugskraft und findet an den Zuschlagstoffen im Beton statt. Die entstehenden Risse wachsen bei weiterer Laststeigerung zu den Gewindeflanken des Verbundankers. Die hieraus gewonnenen Erkenntnisse können die Auslegung von Verbundankern verbessern.

Experimental investigation of failure processes on chemical anchors with an in situ-test model
Topic of this present work is the analysis of failure processes of chemical anchors. This is relevant as it is the only way to optimize the sustainability of chemical anchors by understanding its failure processes. In previous experiments several attempts were made to make the failure processes of chemical anchors investigable. The real load-dependent course of the failure processes, especially at combined failure, of chemical anchors has not been fully clarified. The aim of this contribution is the experimental investigation of the failure processes of chemical anchors under increasing tensile load. Since the continuous analysis of the real failure processes was not possible with previous methods a new experimental in situ-model will be introduced. Result of this investigation is the load dependent analysis of the failure processes of twelve chemical anchors with vinylester mortar. The achieved results allow the conclusion that 30 % of the occurred cracks emerged in the lower 10 % of the bonded part of the threaded rod. The crack initiation occurs at the aggregate of the concrete already at 35 % of the pull-out force. The occurring cracks then grow further to the thread flanks of the chemical anchor with increasing load. The gained knowledge of this investigation can be used for improving the calculation of chemical anchors.

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Hofmann, Jan; Dwenger, Fabian; Sharma, Akanshu; Kerkhof, KlausVerschiebungsverhalten von Hinterschnittd√ľbeln unter Zuglast bei Riss√∂ffnen und -schlie√üenBeton- und Stahlbetonbau1/202054-61Aufs√§tze

Abstract

Hinterschnittdübel werden in kerntechnischen Anlagen zur nachträglichen Befestigung von maschinentechnischen Komponenten an Stahlbetontragwerken eingesetzt. Um die Integrität der Komponenten auch bei außergewöhnlichen Einwirkungen wie Erdbeben zu garantieren, müssen die Dübel eine ausreichende Tragfähigkeit aufweisen. Für die Annahme einer ausreichend starren Befestigung müssen darüber hinaus bleibende Dübelverschiebungen in engen Grenzen gehalten werden, da Dübelverschiebungen unmittelbaren Einfluss auf die Lastverteilung und -übertragung der Rohrhalterungen haben. Zum Nachweis von Tragfähigkeit und Verschiebungsverhalten von sicherheitstechnisch wichtigen Dübelbefestigungen werden Zulassungsversuche nach europäischen und deutschen Richtlinien bei unterschiedlichen Belastungen und bei unterschiedlichen Rissbreiten bzw. Risskollektiven durchgeführt. Um die Übertragbarkeit des Verschiebungsverhaltens bei Zulassungsversuchen auf realitätsnahe Belastungsbedingungen zu überprüfen, werden Ergebnisse von Zulassungsversuchen und Ergebnisse von großmaßstäblichen Erdbebenversuchen miteinander verglichen.

Displacement behavior of undercut anchors under tension loading and crack cycling - Comparison of single anchor tests and large-scale seismic tests
Undercut anchors are used in nuclear facilities for post-installed anchorages of mechanical components in reinforced concrete structures. For ensuring component integrity in case of accidental actions such as earthquakes, anchors have to show sufficient load-bearing capacity. For assuming a stiff anchorage, permanent displacements of anchors have to be kept within narrow limits because anchor displacements directly influence load distribution and transfer of component supports. For verification of load-bearing capacity and displacement behavior of safety-relevant anchorages, approval tests according to European and German guidelines are carried out. In these tests, different loading and crack conditions as well as crack cycle collectives are investigated. In order to verify the transferability of the displacement behavior in approval tests to realistic loading, results of approval tests are compared to results of large-scale seismic tests.

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Kurrer, Karl-EugenKurt Beyers Beitrag zur BaustatikBeton- und Stahlbetonbau1/202062-80Berichte

Abstract

Während Heinrich Müller-Breslau (1851-1925) als Vollender der Klassischen Baustatik im letzten Viertel des 19. Jahrhunderts gilt, nahm Kurt Beyer (1881-1952) mit seiner Monografie “Die Statik im Eisenbetonbau” in der zweiten Hälfte der Konsolidierungsperiode der Baustatik (1900-1950) die nächste und höhere Stufe im disziplinären Maßstab. Beyers Buchwerk über Baustatik ist eine wissenschaftliche Syntheseleistung ersten Ranges, avancierte zum unübertroffenen Handbuch dieser technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplin in ihrer Inventionsphase (1925-1950) und wirkte noch weit in die Innovationsphase (1950-1975) hinein.
So kann Kurt Beyer als Vollender der klassischen Moderne der Baustatik bezeichnet werden, die hier als integraler Bestandteil der Klassischen Moderne des Ingenieurbaus begriffen wird. Nachfolgend wird dieser Entwicklungsprozess aus Sicht der Biografik sowie der Wissenschafts- und Technikgeschichte auf Basis von Archivalien beschrieben und analysiert.

Kurt Beyer's contribution to theory of structures
Heinrich Müller-Breslau (1851-1925) is regarded as having completed classical theory of structures in the final quarter of the 19th century. The step up to the next level on a disciplinary scale was taken by Kurt Beyer (1881-1952) with his monograph Die Statik im Eisenbetonbau (statics of reinforced concrete construction), which appeared in the second half of the consolidation period of theory of structures (1900-1950). Beyer's theory of structures book is a scientific synthesis of the very highest order. It advanced to become the unrivalled reference book for this fundamental engineering science discipline during its invention phase (1925-1950), and was still having an effect well into the innovation phase (1950-1975).
Kurt Beyer can therefore be regarded as having completed the classical modern movement in theory of structures, which is taken here as being an integral part of the classical modern movement in civil and structural engineering. Based on archival material, this evolutionary process is described and analysed from the point of view of the biographical and history of science and history of engineering perspectives.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 1/2020Beton- und Stahlbetonbau1/202081-87Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Abstract


Persönliches:
Prof. Dr. Dr.-Ing. Rupert Springenschmid wird 90 Jahre

Nachrichten: Jahrbuch Ingenieurbaukunst 2020 an Bundesbauministerium übergeben
14. GUEP Planertag: Die Veranstaltung hat sich als wichtiges Expertenforum für den Sachkundigen Planer etabliert
fischer gewinnt Deutschen Nachhaltigkeitspreis
Ernst & Sohn Special BIM - Building Information Modeling 2019
Rückblick Ingenieurrechtstag Niedersachsen

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau1/202087-88Veranstaltungskalender

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.)UBB 1/2020 - GesamtausgabeUnternehmerBrief Bauwirtschaft1/20201-44Gesamtausgabe

Abstract

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Titelbild: Bautechnik 12/2019Bautechnik12/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
Mehr Zeit für Kreativität: Die Controlling- und Management-Lösungen von PROJEKT PRO werden speziell für Ingenieur- und Architekturbüros entwickelt. Die Software bildet die Strukturen der spezifischen Workflows gemäß der Leistungsphasen innerhalb des Planungsprozesses ab. Die Anwendung resultiert - je nach Auswahl der Bestandteile - in Effizienz- und Rentabilitätssteigerung, Professionalisierung sowie Risiko- und Kostenreduktion. Mehr Information auf www.projektpro.com. (Foto: PROJKET PRO)

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Inhalt: Bautechnik 12/2019Bautechnik12/2019Inhalt

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Hochschulbauten 2019Bautechnik12/20191-60Sonderheft

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Brandschutz 2019Bautechnik12/20191-68Sonderheft

Abstract

Brandschutz scheint durch permanent neue Regelwerke, Richtlinien, Normen und gesetzliche Vorschriften immer komplexer zu werden. Darüber hinaus erfordern neue Baustoffe und moderne Bauweisen von den Akteuren ständig neues Fachwissen. So soll beispielsweise ab 2019 die Produktnorm EN 16034 in Kombination mit Innentüren anwendbar sein. Dann können Ausschreibungen und Angebote in den anwendbaren Bereichen der EN 16034 und nach Ergänzung der fehlenden Normen in den gängigsten Produktbereichen für Innen-/Au√üentüren und Tore erfolgen. Mit dem zunehmenden Holzbau insbesondere im mehrgeschossigen Wohnungsbau und bei Aufstockungen wird ein weiterer Brandschutzschwerpunkt immer wichtiger.

Diese und weitere Themen wollen wir in dem im Dezember erscheinenden Sonderheft Brandschutz aufgreifen. Das Brandschutz-Special informiert über neue Material- und Bauteilentwicklungen sowie über aktuelle normative Regelungen und stellt Anwendungsbeispiele aus der Praxis für Neubau und Sanierung verschiedener Gebäudearten vor.

Aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

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Fröch, Georg; Flora, Matthias; Gächter, Werner; Harpf, Florian; Tautschnig, ArnoldAnwendungsmöglichkeiten eines digitalen Baugrundmodells im TunnelbauBautechnik12/2019885-895Aufsätze

Abstract

Digitale Bauwerksmodelle zur Unterstützung der relevanten Prozesse in der Wertschöpfungskette Bau erobern zunehmend den Infrastrukturbau. Während im Hochbau 3-D-Planung und BIM gebräuchlich sind, werden die Planungsunterlagen von Infrastrukturbauwerken derzeit noch mehrheitlich in 2-D ausgearbeitet. Falls die Planung dreidimensional erfolgt, werden in den wenigsten Fällen den Volumenkörpern Eigenschaften zugeordnet. Diese Zuordnung wäre jedoch eine Grundvoraussetzung für die “BIM-Arbeitsweise”.
Ein weiterer Unterschied zum Hochbau ist die wesentlich stärkere Interaktion der gewählten Baumethoden mit dem Baugrund. Dies trifft in speziellem Maße auf den Tunnelbau zu, da das Baugrundverhalten primär von der Interaktion des gewählten Bauverfahrens mit dem Baugrund abhängig ist. Trotz umfassender Vorauserkundungsmaßnahmen sind die geotechnischen Eigenschaften und das Baugrundverhalten im Voraus nie vollständig bekannt.
Bei der Anwendung von BIM im Infrastrukturbau ergeben sich somit spezielle Anforderungen an das digitale Baugrundmodell, um dieses als umfassende Basis für die typischen Anwendungsfälle wie Simulation und Auswahl von Bauverfahren, Massen- und Kostenermittlungen, Beobachtung und Dokumentation des Baugrundverhaltens während dem Vortrieb verwenden zu können. Im vorliegenden Beitrag wird ein prototypischer Weg aufgezeigt, wie ein Baugrundmodell in einer BIM-fähigen Software erstellt und verarbeitet werden kann.

Application possibilities of a digital ground model in tunnel construction
Digital building models to support the relevant processes in the construction value chain are increasingly being implemented in infrastructure construction. While the use of BIM are quite common in building construction, the design documents of infrastructure structures are still frequently prepared in 2-D. Even when the design is done in 3-D, properties are rarely assigned to the volume bodies. Only in this case it can be called a “BIM working method”.
Another difference to the building construction is the much stronger interaction of the selected construction methods with the ground. This applies in particular to underground constructions, as the ground behavior during tunnel drive is primarily dependent on the chosen tunnelling method. Despite extensive exploratory measures, however, the geotechnical properties and the ground behavior are never completely known in advance.
Therefore, 3-D-digital ground models have to fulfil special requirements in order to create with BIM-ground models a comprehensive basis for typical use cases such as the simulation and selection of the construction method, quantity surveys and cost estimation, real time monitoring of the ground behavior during the excavation phase. This paper shows a prototypical way in which a ground model can be created and processed in a BIM software.

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Wilhelm, ViktorGrundlagen mathematischer Theorie adaptiver TragwerkeBautechnik12/2019896-901Aufsätze

Abstract

Adaptive Tragwerke sind mit Verschiebungen und Kräfteumlagerungen in der Zeit verbunden. Als Ziel der Adaption bzw. der Kräfteumlagerungen wird in der einschlägigen Literatur die gleichmäßige volle Ausnutzung des Materials definiert. Die gleichmäßige volle Ausnutzung des Konstruktionsmaterials wird seinerseits mit der Effektivität des Leichtbaus verknüpft.
Im vorliegenden Aufsatz analysiert der Autor zunächst aus Sicht der Baustatik den Adaptivitätsmechanismus anhand des aus der Literatur bekannten selbstanpassenden Tragwerks: Stuttgarter Träger. Durch den Adaptivitätsmechanismus, bestehend aus Sensoren und Aktuatoren, manipulieren die Erfinder des Stuttgarter Trägers die inneren und äußeren Kräfte anhand eines Modells (Computermodell und gebautes Miniaturmodell).
Im Anschluss werden Grundlagen der linearen Theorie der Kräfteumlagerungen in Tragwerkssystemen aufgezeigt. In diesen Systemen wird die Steuerung der Kräfteumlagerungen dem Material selbst überlassen.

Adaptive structures
Adaptive structures are associated with shifts and force redistributions over time. Relevant literature defines the even full utilization of material as the aim of the adaptation respectively the force redistributions. The even full utilization of construction material itself is linked to the effectiveness of lightweight construction.
In the present essay, the author first analyses the adaptive mechanism from a statics viewpoint using the self-adapting and from literature known supporting structure Stuttgarter Träger. Through the adaptive mechanism, consisting of sensors and actuators, the inventors of the Stuttgarter Träger manipulate the internal and external forces based on a model (computer model and built miniature model).
Subsequently, fundamentals of the linear theory of force redistribution in structural systems are shown. In these systems the control of force redistributions is left to the material itself.

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Musto, Juan; Lyon, Max; Trautz, Martin; Kobbelt, LeifBeanspruchungsoptimierte Faltungen aus Stahl f√ľr selbsttragende RaumfaltwerkeBautechnik12/2019902-911Aufs√§tze

Abstract

Der Einsatz von Faltungen beschränkt sich im Bauwesen auf Longitudinalfaltungen (Trapezbleche) und regelmäßige Faltungen. Raumfaltwerke und Faltleichtbauplatten, räumlich gekrümmte und dreidimensionale Flächentragwerke sind Desiderate eines Leichtbaus mit Stahlblechen. Raumfaltwerke bestehen vorwiegend aus regelmäßigen Faltmustern, die auf Tesselierung mit Primitivflächen (Drei- und Vierecke) basieren. Um die Effizienz dieser Leichtbaustrukturen zu verbessern, liegt es nahe, statt regelmäßige und auf geometrischen Prinzipien basierende Faltmuster umzusetzen, Faltmuster nach Maßgabe der Beanspruchungen bzw. der Beanspruchungsverteilung anzuwenden. Hierzu ist ein Formfindungsprozess zu entwickeln, der auf der Generierung eines Trajektoriennetzes basiert, das aus dem maßgeblichen Lastfall (formgebenden Lastfall) abgeleitet wird. Der Vergleich des Masseneinsatzes und der Traglast der Faltungen, die auf geometrischer Basis erzeugt wurden, mit einer auf Basis des Trajektoriennetzes entwickelten Faltung zeigt die Veränderung der Effizienz.

Stress adapted steel folding's for self-supporting spatial structures
The use of folds in civil engineering is limited to longitudinal folds (trapezoidal sheets) and regular folds. Spatial folding structure and foldcoreplates, spatially curved and three-dimensional shell structures are desiderata of lightweight construction with steel sheets. Spatial fold structures consist mainly of regular folding patterns based on tessellation with primitive faces (triangles and squares). In order to improve the efficiency of these lightweight structures, it makes sense to use folding patterns in accordance with the stresses or stress distribution instead of regular folding patterns based on geometric principles. For this purpose a form finding process has to be developed, which is based on the generation of a trajectory mesh, which is derived from the formative load case. The comparison of the mass input and the load bearing capacity of the folds, which were generated on a geometric basis, with a fold developed on the basis of the trajectory mesh shows the change in efficiency.

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M√ľller, Werner W.; Simon, Franz-Georg; W√∂hlecke, Andreas30 Jahre BAM-Zulassung (in der Deponietechnik): material- und pr√ľftechnische EntwicklungenBautechnik12/2019912-918Aufs√§tze

Abstract

Vor 30 Jahren wurde die erste BAM-Zulassung für ein Geokunststoffprodukt in der Deponietechnik ausgestellt. Seither wurden immer wieder eigene wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt, neue Forschungsergebnisse herangezogen und die Prüftechnik weiterentwickelt, um die Eignung und Funktionsdauer von Kunststoffdichtungsbahnen, Schutzschichten, Kunststoff-Dränelementen, geotextilen Filtern oder Bewehrungsgittern beurteilen zu können. Einige dieser Entwicklungen werden hier diskutiert.

30 years of BAM approvals (in landfill technology): material and testing developments
The first BAM approval for geosynthetics in landfill technology was issued 30 years ago. Since then, own scientific investigations were carried out, new research results used and the testing technology improved to assess the suitability and service life of geomembranes, protective layers made of geotextile containers, plastic drainage elements, geotextile filters or a reinforcement grids made of plastic, some stages of this development are recalled.

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Verbundbr√ľckenbau - neue Entwicklungen und BeispieleBautechnik12/2019918Editor's Recommendations

Abstract

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Voit, Klaus; Neyer, Andreas; Schwenn, Michael; Zeman, OliverExperimentelle Ermittlung von Reibungsbeiwerten bei Steinst√ľtzk√∂rpern aus NatursteinBautechnik12/2019919-928Aufs√§tze

Abstract

Böschungs-, Ufer- und Sohlsicherungen aus Naturstein erfreuen sich als naturnahe konstruktive Maßnahmen zunehmender Beliebtheit. Hinsichtlich ihrer Wirkungsweise können Steinkonstruktionen unterschieden werden in (1) solche mit stützender Wirkung, welche durch Schlichten oder Setzen errichtet werden, und in (2) Steinkörper und Berollungen, deren Herstellung durch Schütten oder Werfen erfolgt und die rein durch ein Beschweren der Böschung wirken. Bei Steinstützkörpern handelt es sich generell um vergleichsweise flexible Konstruktionen, die Verformungen im Dezimeterbereich aufnehmen können. Dabei erfolgt die Kraftübertragung im unvermörtelten Zustand von Stein zu Stein bzw. bei Versetzen der Steine im Mörtelbett über die Mörtelfuge. Durch die Reibung bzw. Reibungskraft zwischen den Steinen bzw. Mörtel und Stein können Schubkräfte übertragen bzw. aufgenommen werden, die bspw. einem auftretenden Erddruck entgegenwirken.
Für Steinstützkörper gibt es bislang einige bestehende Ansätze für deren Bemessung, es wird jedoch nicht spezifisch auf den Nachweis der inneren Standsicherheit (Gleiten und Kippen in der Lagerfuge, mechanisches Steinversagen) eingegangen. Bei gegenständlichem Forschungsvorhaben wird versucht, Kennwerte für die Bemessung von Steinstützkörpern experimentell zu erfassen, um in einem nächsten Schritt Rückschlüsse auf die innere Standsicherheit von Steinstützkörpern ziehen zu können.

Experimental determination of friction coefficients in the context of natural stone structures
Protection constructions for slopes, banks and riverbeds using natural stones are becoming increasingly popular. When considering their operating principle, (1) natural stone structures with a supporting effect and (2) stone structures, that function solely by their weight, can be distinguished. The former is erected by exact placement of the individual stones, while weight effects can also be achieved by a thrown or dumped stone mass. Nevertheless, natural stone structures show a comparatively flexible design that can endure displacements in the order of some decimeters. Transmission of forces takes place stone to stone in case of non-mortared construction or via mortar material in case of mortared joints. Friction forces are transferred accordingly between the rocks or rock and mortar and can counteract possibly occurring earth pressure.
There are a few approaches concerning structural design and dimensioning of natural stone structures, specific static analysis and calculations regarding the inner stability (sliding and toppling in the horizontal joint as well as mechanical rock failure) of these structures are missing. In this research project, attempts are made to experimentally deduce characteristic values for the design of natural rock structures and drawing conclusions about the inner stability of rock protection structures in a subsequent step.

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