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Pohl, SebastianWhen green marketing meets reality: selected facts about sustainable house building / Wenn gr√ľnes Marketing auf Wirklichkeit trifft: Ausgew√§hlte Fakten des nachhaltigen WohnungsbausMauerwerk4/2018215-224Fachthemen

Abstract

Since 2012, Life Cycle Engineering Experts (LCEE) have carried out a series of comprehensive studies into the sustainability of market-relevant (also potentially) construction methods in German housing ([1] to [4]). The methodical basis was a systematic application of the sustainability assessment approach of the Deutsches Gütesiegel Nachhaltiges Bauen (DGNB) applied to representative model buildings from the detached house and apartment building sectors (see Figs. 1 and 2).
The key findings have been compressed into themed fact sheets intended to ensure appropriate knowledge and information transfer to various recipients. As a contribution to less marketing and more reality, the following paper outlines the lessons learnt from selected example fact sheets concerning sustainable housing.

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Titelbild: UnternehmerBrief Bauwirtschaft 4/2018UnternehmerBrief Bauwirtschaft4/2018Titelbild

Abstract


SKAIO, Heilbronn
, mit zehn Geschossen das höchste Holzhaus Deutschlands. Im Auftrag der Stadtsiedlung Heilbronn GmbH realisieren das Berliner Architekturbüro Kaden+Lager, Pionier auf dem Gebiet des innerstädtischen, mehrgeschossigen Holzbaus, und die Firma Züblin Timber GmbH den Neubau zur Stadtausstellung im Rahmen der Bundesgartenschau Heilbronn 2019. (Visualisierung: JSB Stuttgart)

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Messtechnik im Bauwesen 2018Bautechnik3/20181-76Sonderheft

Abstract

Das aktuelle Sonderheft Messtechnik im Bauwesen gibt Ihnen wie gewohnt einen √úberblick √ľber neue Themen in diesem Bereich. So k√∂nnen Sie sich beispielsweise √ľber Verformungsmessungen bei Belastungsversuchen und √ľber nicht-invasives Messen bei der Analyse der Raumluftqualit√§t und beim Energieverbrauch informieren. Gekoppelte Vermessungsstrategien f√ľr Citymodelle sind ein weiteres spannendes Thema. Es geht auch um Klima- und Holzfeuchte in Geb√§uden in Holzbauweise, ein weiterer Fachbeitrag besch√§ftigt sich mit Ersch√ľtterungsmonitoring in Forschungseinrichtungen und Rechenzentren. Auch das Monitoring von Bewehrungskorrosion in Rissbereichen von Stahlbetonbauwerken ist Thema im neuen Sonderheft.

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Neue "Brandwand" f√ľr den HolzbauBautechnik3/2018228Nachrichten

Abstract

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Bautechnik aktuell 2/2018Bautechnik2/2018183-184Bautechnik aktuell

Abstract


Veranstaltungen:
Rückblick auf das 21. Dresdner Baustatik-Seminar

Nachrichten: Holzbau Forschung + Praxis Kassel 2018 - Anschlüsse und Verbindungen: Entwurf, Konstruktion und Bemessung
Zwei neue Großprojekten in Polen mit Auftragsvolumen von rd. EUR 148 Mio.

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Oppel, Mike; Jahreis, Markus; Rautenstrauch, KarlNumerische Modellbildung f√ľr Anschl√ľsse im HolzbauBautechnik11/2017743-750Aufs√§tze

Abstract

Die Komplexität von Ingenieurbauwerken im Holzbau nimmt ständig zu, sodass die zutreffende Abschätzung des Strukturverhaltens und der materialgerechte Entwurf Herausforderungen darstellen können. Insbesondere für die numerische Analyse der lokal begrenzten Einleitung großer Beanspruchungen im Bereich von Anschlüssen lässt sich die Finite-Elemente-Methode (FEM) vorteilhaft nutzen. Zuverlässige Ergebnisse resp. Aussagen zum Strukturverhalten und zu den Versagenskriterien erfordern eine sachgerechte Bewertung der Modellqualität, um im Spannungsfeld zwischen Modellgröße und Rechenaufwand eine bedarfsgerechte Simulation zu erstellen. Am Beispiel des Anschlusses stabförmiger Holzbauteile mittels Gewindestäben, die mit einem großvolumigen Polymerverguss im Holz verankert sind, werden nachfolgend die Mindestanforderungen an eine problemorientiert gestaltete numerische Simulation dargestellt. Ergebnisse, Zusammenhänge und die zu erzielenden Genauigkeiten zwischen Experiment und Numerik werden anschaulich gegenübergestellt.

Numeric models for joints in timber engineering
The complexity of civil engineering structures in timber construction is constantly increasing. As a result, the correct estimation of the structural behavior and the material-appropriate design poses a greater challenge. The finite element method (FEM) offers a particularly advantageous solution for the numerical analysis of the local impact of greater loads on and around connections and joints. Reliable results on the structural behavior and the failure criteria require an appropriate assessment of the model quality. Only then can a demand-oriented simulation be created, which takes model size and computational effort into account. The minimum requirements of a problem-oriented numerical simulation are presented below based on the example of timber element joints with cast-in threaded rods, which are anchored in the timber with a large volume of polymer grout. The results, correlations and the accurateness to be achieved between experiment and numerical analysis are demonstratively compared.

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Meyer, Nico; Blaß, Hans JoachimFachwerkträger aus BuchenfurnierschichtholzBautechnik11/2017751-759Aufsätze

Abstract

In diesem Beitrag wird die Verwendungsmöglichkeit axial beanspruchter Verbindungsmittel in Fachwerkträgern aus Buchenfurnierschichtholz mithilfe experimenteller Untersuchungen genauer betrachtet. Die zur Bemessung benötigten Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte und die notwendigen konstruktiven Randbedingungen (Mindestabstände, Einbindelänge) werden ermittelt, diskutiert und mit dem derzeitigen Stand der Technik verglichen. Zur Verifizierung der ermittelten Parameter sowie des Tragverhaltens der untersuchten Verbindungsmittel in Gesamttragsystemen werden im Anschluss Versuche an Fachwerkträgern (Spannweite 10 m, statische Höhe 1,25 m) mit unterschiedlichen Knotenpunktausbildungen vorgestellt. Besonderes Augenmerk wird, neben der Tragfähigkeit, auf die Steifigkeit der geprüften Träger gelegt und somit die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Verbindungsmittel herausgearbeitet.

Trusses made of beech-LVL
The suitability of axially loaded fasteners in trusses made of beech-LVL is studied by experimental investigations. The strength and stiffness properties and the structural boundary conditions (minimum distances, penetration length) are determined, discussed and compared with the state of the art. To verify the parameters as well as the load-bearing behavior of the investigated fasteners, results of full-scale tests with trusses (span 10 m, static height 1.25 m) with different node configurations are presented. In addition to the load-bearing capacity, the stiffness of the tested trusses is under special attention to clarify the performance of the presented connections.

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Jahreis, Markus; Oppel, Mike; Rautenstrauch, KarlAnschl√ľsse f√ľr den Holzbau mit PolymervergussBautechnik11/2017760-766Aufs√§tze

Abstract

Mit dem zunehmenden Einsatz von Holz für Ingenieurbauwerke steigen die Ansprüche an eine montagefreundliche und materialgerechte Ausbildung effektiver Anschlüsse mit hoher Tragfähigkeit auch unter mehrachsig interagierenden Beanspruchungen. Dieser Beitrag stellt baustellengerechte Varianten für Zug-, Druck- sowie Biegeanschlüsse im Holzbau auf der Basis polymergebundener Vergussmassen vor. Hierbei werden typisierte frei geformte Einbauteile, z. B. aus Stahl mit metrischem Gewinde als Muffen- oder Gewindeanschluss, bereits vom Hersteller mittels “Vergusskleben” in nahezu beliebig geformten, auch größer dimensionierten Ausnehmungen im Holzbauteil verankert. Damit ermöglichen derartige Vergusslösungen dem Holzbau nicht nur einen optimalen Kraftschluss, sondern auch das effiziente direkte Zusammenspiel mit typisierten Anschlüssen anderer Bauweisen, wie sie z. B. im Stahl- oder Stahlbetonbau üblich sind. In diesem Kontext können daher die als Stütze oder Biegeträger optimierten Holzbauteile effektiver als bisher eingesetzt werden. Darüber hinaus eignet sich der Polymerverguss hervorragend für die Ein- sowie Durchleitung lokaler hoher Druckbeanspruchungen quer zur Holzfaserrichtung. Der vorliegende Artikel zeigt zudem, dass mittels geeigneter numerischer 3-D-FE-Modelle der vorhandene komplexe Beanspruchungszustand dieser Vergussanschlüsse zuverlässig beurteilt werden kann.

Joints in timber engineering with cast-in connectors
The increasing usage of timber in structures has led to higher requirements for load-bearing capacities and usability for constructions - including high performance joints. This paper presents solutions for connecting details in timber constructions to carry tension, compression and bending loads, which are appropriate for the anisotropic material timber. A polymer compound grout allows cast-in connectors made of standardized or customized steel members. The polymer grout enables a rigid connection between the connector and the timber. Such joints are convenient for assembling structural elements of timber or with constructions made of steel or concrete - fast and simple. The polymer grout can also be used to distribute a high compression load through a timber element perpendicular to the grain, as it appears in multiple storey buildings at crossing points. Further information about the special numerical models (3D FEM) are provided to determine the polymer grout and the very special material timber.

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Windeck, Lukas; Blaß, Hans JoachimQuerdruckverhalten von Brettschichtholz aus NadelholzBautechnik11/2017767-775Aufsätze

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Querdruckverhalten von Brettschichtholz aus Nadelholz. Die Ergebnisse einer 101 Versuche umfassenden Testreihe, in der sowohl die Auflagerlänge als auch die Auflagersituation variiert wurden, werden mit den Tragfähigkeitswerten verglichen, die sich nach dem aktuell gültigen Nachweis nach EN 1995-1-1:2010 sowie dem Bemessungsansatz nach VAN DER PUT ergeben. Die Verformungen über die Trägerhöhe werden analysiert und mithilfe des Elastizitätsmoduls Rückschlüsse auf die Spannungsverteilung sowie die mitwirkenden Faserlängen im Auflagerbereich gezogen. Es wird festgestellt, dass der im Querdrucknachweis enthaltene Faktor kc, 90 entgegen der bisherigen Nachweisführung von der Art der Lastausbreitung abhängig ist. Auf dieser Basis wird ein Bemessungsansatz entwickelt und diskutiert, der eine Berechnung der Querdrucktragfähigkeit in Abhängigkeit von der zulässigen Verformung ermöglicht.

Behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain
This paper discusses the behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain. A series of 101 tests was performed where the support length and the load situation were varied. The results are compared to the load carrying capacities calculated with the currently valid model of EN 1995-1-1:2010. The deformations across the beam height are analysed. Based on the modulus of elasticity, conclusions on load distribution and the contribution of continuous wood fibres on the effective contact area are drawn. The factor kc, 90 is dependent on the load distribution. On this basis, a model to calculate the load carrying capacity perpendicular to the grain in dependence of an accepted deformation is discussed.

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Trautz, MartinDas Dehnungs- und Tragverhalten von Brettschichtholz beim Lasteintrag durch VollgewindeschraubenBautechnik11/2017776-789Aufsätze

Abstract

Vollgewindeschrauben werden im Ingenieurholzbau heute vermehrt als Verstärkungs- und Verbindungselemente eingesetzt. Dabei kommen auch besonders lange Schrauben (l > 300 mm) zum Einsatz, die wie Rippenstähle im Stahlbetonbau als Bewehrung wirken. Infolge der Anisotropie des Holzes ist der Lasteintrag bzw. Lastaustrag der Schrauben stark abhängig vom Winkel, den sie mit der Faserrichtung des Holzes einschließen, und dabei sehr unterschiedlich. Entsprechende Dehnungsverteilungen konnten mit den bisherigen Mitteln, mit Dehnmessstreifen, wenn überhaupt, dann nur lokal nachgewiesen werden. Erst mit dem Einsatz fotogrammetrischer Methoden wie der Digital Image Correlation (DIC) ist es möglich, das Dehnungs- und Deformationsverhalten von Brettschichtholz unter Belastung mittels Schrauben zusammenhängend über die Oberfläche eines beanspruchten Tragelements sichtbar zu machen. Diese Veröffentlichung zeigt erste Ergebnisse von Deformationsuntersuchungen auf Basis von DIC. Sie bestätigten einige bisher antizipierte, aber nicht belegbare Tragverhaltensphänomene, wie etwa die Abhängigkeit des Lasteintrags in die Holzmatrix vom Winkel zwischen Schraube und Faserverlauf. Es zeigte sich aber auch, dass die Inhomogenität des natürlich gewachsenen Werkstoffs Holz zu Unregelmäßigkeiten führt, die entsprechende “Unschärfen” bezüglich der Modellierung des Material- und des Verbundverhaltens mit sich bringen. Dennoch wurden allgemeine Bemessungsansätze für Schrauben formuliert, die auf die individuelle lokale Beschaffenheit der Holzmatrix - bestimmbar mittels DIC - abgestimmt werden können.

Deformation- and load-bearing behaviour of glue-laminated-timber under load entry by fully-threaded-screws
For some time past fully-threaded-screws are not anymore used for fixing but also as reinforcement and exclusive connecting elements of structural timber parts. In this context particularly long screws (l > 300 mm) compared to conventional applications are deployed. They work similar to steel reinforcement in concrete carrying tensile and compression forces and bind structural elements together. Timber and screws together may be described as a composite material like concrete, however with an anisotropic matrix with different strength and stiffness in the different dimensions of the material-matrix. Depending on the position of a screw and their inclination to grain different load-bearing effects arise which were hard to verify until now. Investigations of bond behaviour of fully-threaded-screws brought in timber carried out by the Chair of Structures and Structural Design and the Institute of Material Sciences (ibac) of Aachen University with the help of Digital Image Correlation (DIC) allowed the visualization of strain and deformation distribution on the surfaces of structural timber elements. In difference to strain-measuring-gauges which give just spotty information the DIC-method gives a coherent view on the strain and deformation distribution of individual timber specimens and that way a visualization of the actual and local loadbearing behaviour of screw-reinforced-timber.

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Schmidt, Tobias; Bla√ü, Hans JoachimDissipative Stahlblechverbindungen f√ľr aussteifende Wandscheiben aus BrettsperrholzBautechnik11/2017790-803Aufs√§tze

Abstract

Verglichen mit anderen Holzbausystemen sind Brettsperrholzelemente aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften besonders geeignet, um Einwirkungen in Scheibenebene abzutragen und damit Gebäude auszusteifen. Die Duktilität und Energiedissipation einer Tragstruktur aus Brettsperrholz ergibt sich primär aus den mechanischen Eigenschaften der Verbindungsmittel. Üblicherweise kommen stiftförmige metallische Verbindungsmittel wie Nägel, Schrauben und Klammern zum Einsatz. Die Dissipationsfähigkeit dieser Verbindungen bei zyklischer Beanspruchung nimmt bereits bei geringer Zyklenanzahl signifikant ab. Für Erdbebeneinwirkungen sind jedoch Verbindungen wünschenswert, die ähnlich wie reine Stahlverbindungen über nahezu konstante Hystereseeigenschaften verfügen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden neuartige Stahlblechverbindungen entwickelt, wissenschaftlich untersucht und Gleichungen zur Bemessung sowie konstruktive Regeln hergeleitet. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der experimentellen, numerischen und analytischen Untersuchungen vorgestellt.
Das Anordnen einer Lücke im Verbindungsnahbereich ermöglicht es, das Last-Verschiebungsverhalten der Stahlblech-Holzverbindung so zu beeinflussen, dass eine hochduktile, robuste und kostengünstige Verbindung entsteht, die stabile Hystereseeigenschaften aufweist.

Dissipative steel plate connections for CLT diaphragms
Due to their high shear strength and stiffness, cross laminated timber (CLT) members are especially suited for in-plane loads. The ductility and energy dissipation capacity of a CLT structure is mainly determined by the number and properties of the mechanical connections. Presently, the required energy dissipation capacity for earthquake loading is often achieved by metallic dowel-type fasteners loaded beyond their yield load. The load-slip curves for connections with laterally loaded dowel-type fasteners show pinched hysteresis loops under cyclic loads. Additionally, the achieved load at a certain displacement decreases under repeated loading - impairment of strength. For seismic loads, however, connections with stable load-slip behaviour and high energy dissipation under repeated loading are needed. In this contribution experimental, numerical and analytical investigations of newly developed dissipative steel plate-to-timber connections are presented.
For the dissipative shear wall joints the typical pinching and impairment of strength of hysteresis loops could nearly completely be avoided by arranging a gap between the CLT members around the steel plate fastener. Dissipative joints for shear walls using steel plate fasteners have a simple geometry and are easy to manufacture and hence constitute an economic and robust solution.

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Gr√§fe, Martin; Bert, Christopher; Winter, StefanVorgespannte Holzt√ľrme f√ľr WindkraftanlagenBautechnik11/2017804-811Berichte

Abstract

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der TU München wurde eine optimierte Bauweise für Windkrafttürme aus Brettsperrholz entwickelt. Der Turmschaft besteht dabei aus Brettsperrholzplatten in straßentransportfähigen Abmessungen, welche in einer Taktstation am Boden zu vieleckigen Turmabschnitten zusammengefügt und anschließend als vorgefertigte ringförmige Elemente vertikal zu einem Turm verbunden werden. Die horizontalen Verbindungen werden über formschlüssige Kontaktstöße realisiert. Biegezugspannungen in Turmlängsrichtung, vor allem infolge von Windeinwirkungen, werden durch dauerhaft wirksame vertikale Vorspannkräfte überdrückt.
Anhand eines Beispielturms mit 100 m Nabenhöhe wurden alle Bauzustände, die Tragfähigkeit und das Langzeitverhalten rechnerisch untersucht. Die Spannkraftverluste sind beherrschbar und liegen nicht wesentlich höher als bei vergleichbaren vertikal vorgespannten Türmen in Spannbetonbauweise.

Prestressed CLT wind-turbine towers
Within a research project at the Technical University of Munich, an optimized construction was developed for wind turbine towers made of cross-laminated timber. The tower shaft consists of panels of cross-laminated timber in transportable dimensions, which are joined in a station at the bottom of the tower to form polygonal tower sections, which are subsequently connected afterwards as prefabricated elements to form the tower. The horizontal joints are realized by form-fitting contact. Stresses in bending tension in the longitudinal direction of the tower, mainly due to the effects of winds, are superposed by permanently effective vertical prestressing forces.
By means of an example a tower with a hub height of 100 m, all building conditions, the load bearing capacity and long-term behavior were investigated and calculated. Prestress losses are predictable and not significantly higher compared to vertically prestressed towers of reinforced concrete.

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Meyn, WilhelmUntersuchungen zum Bestandsschutz von Holztreppen aus brandschutztechnischer Sicht am Berliner BaurechtBautechnik11/2017812-820Berichte

Abstract

Beim “Bauen im Bestand” müssen Planer von Baumaßnahmen häufig die Entscheidung treffen, nach welchem Rechtsstand das zu bewertende Gebäude oder Bauteil zu beurteilen ist. Nicht immer muss die Bausubstanz nach den heute geltenden Vorschriften eingestuft werden. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der bauliche Bestand unverändert erhalten bleiben. Beispielhaft wird der “Bestandsschutz” von Holztreppen in diesem Artikel am Berliner Baurecht untersucht. Hierzu werden die Baupolizei- bzw. Bauordnungen im historischen Wandel sowie die Änderungen der geografischen Gültigkeitsbereiche dieser Ordnungen durch die Stadtentwicklung Berlins beschrieben. In praxisbezogenen Beispielen wird die materielle Legalität bzw. Illegalität von Holztreppen aufgrund des zur Zeit der Errichtung gültigen Baurechts überprüft. Die prinzipielle Vorgehensweise, die hier beschrieben wird, kann auch auf andere Bundesländer und andere Bauteile übertragen werden.

Research on the conservation of the status quo of wooden stairs from the fire protection perspective in the Berlin building law
Within the refurbishment of existing buildings, planners often need to decide which legal basis is valid for the relevant building or structural component under consideration. Not necessarily these buildings do always require a classification according to the current building law. The principle procedure described in this article can also be applied to the laws in other German federal states, as well as to different building components. With a focus on wooden stairs this article discusses the aspect of the conservation of the status quo in context of the current Berlin building law.
For this purpose, the development in the historic Berlin construction planning and building regulations, as well as the changes in the geographical scope of these regulations, are described in detail. The legality or illegality of wooden stairs are investigated on basis of the building law valid at the time of erection for real cases.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Industrie- und Gewerbebauten 2017Bautechnik10/20171-76Sonderheft

Abstract

Probleme in der Nutzungsqualität und Wandlungsfähigkeit von Industrie- und Gewerbebauten sind oft begründet in mangelnder Kommunikation und fehlendem gegenseitigem Verständnis der beteiligten Partner. Demzufolge ist es eine besondere Herausforderung, die Partner unterschiedlicher Disziplinen wie Architekten, Bauingenieure, Fabrikplaner, Maschinenbauer, Facility Manager und bauausführendes Gewerbe zu koordinieren und Kommunikationsschnittstellen zu definieren. Durch die integrierte Betrachtung von Hülle und Produktionsanlagen können höhere Nutzungsqualit√§ten, Flexibilität/Nachhaltigkeit/Wandlungsfähigkeit, eine bessere Ausnutzung der baulichen und produktionstechnischen Ressourcen durch Vermeidung unnötiger Investitionen in Infrastruktur und Konstruktion (bau- und produktionsseitig), die Optimierung von Effektivität und Wirtschaftlichkeit des gesamten Planungsprozesses zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit, die Vermeidung von Redundanzen im Planungsablauf und die Verbesserung des Daten-/ Informationsaustausches erreicht werden. Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung -BMVBS- hat im Rahmen der Forschungsinitiative ?Zukunft Bau? eine Forschungsarbeit gefördert, die sich mit dieser Problematik auseinandersetzt. Die Ergebnisse wurden in einem ?Planungsleitfaden Zukunft Industriebau? zusammengefasst und vom Fraunhofer IRB Verlag veröffentlicht.

Diesen und weiteren Themen wie neue Normen und Richtlinien, Projekte und Objekte aus Neubau und Sanierung sowie Materialien und Bauelemente für Produktions-, Logistik- und Gewerbebauten widmet sich das Sonderheft Industrie und Gewerbebau in diesem Jahr. Darüber hinaus runden aktuelle Produkt- und Objektberichte marktteilnehmender Unternehmen den Fachteil wie gewohnt ab.

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Euler, Mathias; Schorr, Johannes; Drebenstedt, KarlStahlbau, Holzbau und Verbundbau: Festschrift zum 60. Geburtstag von Univ.-Prof. Dr.-Ing Ulrike Kuhlmann.Stahlbau10/2017945-946Rezensionen

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Kindertagesstätten 2017Bautechnik9/20171-76Sonderheft

Abstract

Damit Kinder die Welt über Körper und Sinne erfahren können, brauchen sie eine entsprechende Umgebung. Sie brauchen Räume, die ihnen ermöglichen, ihre Umwelt zu erforschen, ihre Körperkräfte auszuloten und ihre Geschicklichkeit zu erweitern. Und sie benötigen einen vertrauten Ort, der ihnen als sichere Basis dient. Aus diesem vertrauten Raum können sie die Umwelt erkunden, mit der Möglichkeit, immer wieder an diesen sicheren Platz zurückzukehren, an dem sie sich geborgen fühlen.

Mit dem gesetzlich verbrieften Recht von Eltern auf einen Krippen- bzw. Kindergartenplatz besteht nach wie vor hoher Bedarf an neu zu schaffenden Kinderbetreuungseinrichtungen. Die baulichen Vorgaben zur Gestaltung einer Kita gehen dabei weit auseinander, denn länderübergreifende Mindeststandards für die Qualit√§t von Kinderbetreuungseinrichtungen gibt es nicht. Und so haben vor allem Kindergartenkinder in jedem Bundesland unterschiedlich viel Bewegungsfreiheit.

Die baulichen Anforderungen müssen die Funktionalität als sicherer, bespielbarer kindgerechter Lern- und Spielraum erfüllen und dennoch eine behagliche, an die Bedürfnisse von Vorschulkindern unterschiedlichen Alters angepasste Atmosphäre bieten. Damit verbunden sind besondere Anforderungen an die Planung: Toiletten und Waschbecken beispielsweise müssen an die verschiedenen Altersgruppen angepasst werden. Dieser Bedarf setzt sich in der Gesamtplanung fort. Neben der spezifischen Planung und Ausstattung für Kinder müssen aber auch organisatorische Bedürfnisse abgedeckt werden können. Das reicht von der Heizungsanlage bis hin zur Küche. Dabei müssen diese Bereiche gesichert werden, aber gleichzeitig in einer Notsituation schnell erreichbar sein.

Diesen und weiteren Themen widmet sich das im September erschienene Sonderheft Kindertagesstätten. Neben herausragenden Neubau- und Sanierungsbeispielen namhafter Architekturbüros stellt das Heft aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen vor.

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Sieber, Lars; Stroetmann, RichardZum Sprödbruch alter Baustähle - Teil 2: Eigenschaften und bruchmechanische Bewertung gelochter BauteileStahlbau8/2017682-693Fachthemen

Abstract

Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann zur Vollendung ihres 60. Lebensjahres gewidmet
Bei der Beurteilung der Sicherheit bestehender Konstruktionen aus Flussstahl und der Entscheidung über notwendige Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen ist der Nachweis ausreichender Werkstoffzähigkeit von wesentlicher Bedeutung. Die in DIN EN 1993-1-10 [1] geregelten Nachweise zur Beurteilung der Sprödbruchgefährdung wurden auf der Grundlage umfangreicher bruchmechanischer Untersuchungen entwickelt. Die Festlegung zulässiger Erzeugnisdicken für bestimmte Stahlsorten und Gütegruppen wurde für Schweißkonstruktionen aus Stählen nach DIN EN 10025 mit überwiegend hohen Zähigkeitswerten abgeleitet und in [1] tabelliert. Dieses vereinfachte Verfahren ist für alte Flussstahlkonstruktionen mit Lochschwächungen durch Niet- und Schraubenverbindungen nicht geeignet (vgl. [40]). In diesem Beitrag werden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zum Sprödbruchverhalten gelochter Bauteile aus alten Flussstählen vorgestellt, die im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben am Institut für Stahl- und Holzbau der TU Dresden und dessen Kooperationspartnern durchgeführt wurden (z. B. [2]). Im Teil 2 werden mechanische und metallografische Untersuchungen im Bereich gestanzter Löcher und gescherter Bauteilkanten beschrieben, deren Ergebnisse für das Anrissverhalten quasi-statisch beanspruchter Bauteile von Bedeutung sind. Nach einer kurzen Einführung in Grundlagen zum bruchmechanischen Nachweis werden analytische Modelle zur Bestimmung des Spannungsintensitätsfaktors KI an Rissen angegeben und auf die speziellen Belange von Anschlüssen mit Lasteinleitungen über Niete und Schrauben angepasst. Auf der Basis umfangreicher Parameterstudien durch FEM-Berechnungen an Winkelprofilen mit unterschiedlichen Querschnitten und Anschlusskonfigurationen erfolgt eine Anpassung der K-Faktor-Lösungen. Es folgen Beispiele zur Bewertung der Sprödbruchgefährdung unter Ansatz der Werkstoffzähigkeit aus Teil 1 des Beitrags [40].

About brittle fracture old mild steels - Part 2: Crack initiation and fracture-mechanical evaluation of components with holes.
In the safety assessment of existing structures made of old mild steel and for the decision on necessary repair and reinforcement measures, the verification of sufficient material toughness is essential. The assessment methods to avoid brittle failure in DIN EN 1993-1-10 [1] were developed based on extensive fracture mechanics investigations. The determination of permissible element thickness for certain steel grades was derived and tabulated for welding constructions made of steels according to DIN EN 10025 with generally high toughness. This method is not suitable for mild steel structures with holes for riveted or bolted joints (see [40]). In this article, experimental, analytical and numerical studies of the brittle fracture behavior of structures with holes made of old mild steels are presented. The results were carried out through various research projects at the Institute for Steel and Timber Construction of the TU Dresden and its cooperation partners (see, e. g. [2]). Part 2 describes mechanical and metallographic investigations in the area of punched holes and sheared edges of structural elements, the results of which are important for the cracking behavior of quasi-statically stressed components. After a brief introduction in the basics of fracture mechanics, analytical models for the determination of the stress intensity factor KI on cracks are given and adapted to the special requirements of connections with load application via rivets and bolts. On the basis of extensive parameter studies by FEM calculations on angle profiles with different cross-sections and connection configurations, the K-factor solutions are adapted. Finally, examples for the assessment of the brittle fracture with the material toughness from Part 1 of the article [40] are presented.

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Hofmann, Veronika; Werther, Norman; Winter, StefanBrandschutztechnische L√∂sungen f√ľr gro√üfl√§chige Holzdachelemente im IndustriebauBautechnik6/2017389-398Berichte

Abstract

Einkaufszentren, Sport- und Veranstaltungsgebäude sowie Hallenkonstruktionen des Industrie- und Gewerbebaus weisen durch ihre große Ausdehnung bei gleichzeitiger Anforderung einer barrierefreien Nutzung Brandabschnittsgrößen auf, die baurechtlich definierte Grenzen um ein Vielfaches überschreiten können. Auf Grundlage des § 2 Abs. 4 der Muster-Bauordnung (MBO 2002) werden dementsprechende Gebäude infolge ihrer Nutzung und/oder Brandabschnittsgrößen als Sonderbauten klassifiziert.
Der bauliche Brandschutz für Industriebauten wird auf Grundlage der länderspezifischen Industriebaurichtlinien geregelt. Dabei werden an die Bedachung in Brand- oder Brandbekämpfungsabschnitten mit mehr als 2 500 m2 Anforderungen an eine “behinderte Brandausbreitung” gestellt. Eine Möglichkeit zum Nachweis einer “behinderten Brandausbreitung” erfolgt für diese Bedachungselemente in Deutschland durch die Prüfnorm DIN 18234. Als Beurteilungskriterien in der Brandprüfung werden die Brandweiterleitung, das Abfallen von Bestandteilen des Dachs, fortschreitendes Glimmen innerhalb der Dachkonstruktion und die Tragfähigkeit unter Eigenlast berücksichtigt.
In einem Forschungsprojekt konnten neben den grundlegenden Erkenntnissen zum Baustoff Holz und zu verwendeten Beplankungs- und Bekleidungsmaterialien hinsichtlich des thermischen Verhaltens unter Naturbrandszenarien weiterführende Erkenntnisse zur Brandweiterleitung hölzerner Bedachungen, zum Glimmbrandverhalten biogener Baustoffe und zur brandschutztechnisch sicheren Ausbildung von Elementfugen und Anschlüssen im Holzbau gewonnen werden. Die Untersuchung brandschutztechnischer Ertüchtigungsmaßnahmen zur Gewährleistung des bauaufsichtlich geforderten Sicherheitsniveaus mit anschließender Erstellung eines Bauteilkatalogs stellte den Schwerpunkt der Untersuchungen dar.

Fire protecting solutions relating to large scale wooden roof structures in industrial buildings
According to the German guideline for industrial buildings, like storage and production facilities and German standards, such as DIN 18234-2 the use of timber and wood based products is limited. And erecting of wide span representative timber structures often needs special permission by authorities.
Therefore structural elements have to be designed for a certain fire resistance, depending of building size and further active protection methods. This is also achievable with structural timber elements. However the use of prefabricated timber frame roof elements is currently not allowed, unless passing a specific fire test, if compartment size is excessing 2 500 m2. These elements have to show a limited contribution to flame spread at surface and inside the elements, no further smouldering after fire exposure and a specific fire resistance under natural fire conditions in accordance with the German test standard DIN 18234-1.
Within the scope of a research project the behaviour and performance of timber frame elements for large scale roof systems were examined in the case of fire. In this process the effect of flame spread at exposed lining and inside the elements, the protection capacity of lining under parametric fire exposure as well as measures to avoid glowing combustion inside the elements were analysed, to reach sufficient level of fire safety for the plane elements, junctions, penetration areas and the entire structure.

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Kruse, Dirk; Zobel, AndreGrundlegende Untersuchungen zur √úberarbeitung der Muster-IndustriebaurichtlinieBautechnik6/2017399-403Berichte

Abstract

Im Rahmen eines Forschungsprojekts sollen Grundlagen für eine stärkere Verwendung von Holzbauweisen bei Industriebauten geschaffen werden. Dazu wurden aus der Holzbranche die wesentlichen Hemmnisse identifiziert. Mittels einer Analyse von gebauten Beispielen wurde untersucht, in welchem Umfang eine (brennbare) Holzkonstruktion überhaupt einen Einfluss auf das zu erwartende Brandszenario hat. Die Hallen wurden dazu hinsichtlich ihrer Nutzungen und der vorhandenen Brandlasten im Detail untersucht. Aus den Ergebnissen sollen Vorschläge zur Überarbeitung der Muster-Holzbaurichtlinie abgeleitet werden.

Fundamental investigations for the revision of the model industrial buildings guideline
Principles for an enhanced use of wooden constructions for industrial buildings were investigated in a research project. In a first step fundamental restraints were defined by the woodworking industry. An analysis of built examples was performed, to examine to which extent the combustible construction influences the fire scenario in dependence of utilization and fire load. Based on the results a proposal for the revision of the model industrial construction guideline will be worked out.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Handelsimmobilien 2017Bautechnik4/20171-38Sonderheft

Abstract

Die Renaissance der Innenst√§dte hat einen dynamischen Zuwachs von Einkaufszentren (EKZ) in Stadt(teil-)Zentren bewirkt und damit die Bedeutung der Innenstadt als attraktiven Einkaufs-, Dienstleistungs- und Erlebnisstandort gest√§rkt. Immobiliendienstleister erwarten f√ľr den Handelsimmobilienmarkt vor allem in Ballungszentren in Zukunft dynamische Entwicklungen. Daf√ľr sprechen attraktive Finanzierungskonditionen und die wirtschaftliche Stabilit√§t Deutschlands. Zahlreiche bestehende EKZ m√ľssen moderner werden und sich auf neue Kundengruppen einstellen. Der Bedarf an Wertsteigerung, -erhaltung und Sanierung ist hoch. Das alles sind Herausforderungen, denen sich die Baubranche stellen muss. Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und eine immer anspruchsvollere Architektur erfordern neue bauliche L√∂sungen ? von der Fassade bis zum Dach, vom Parkhaus bis zum Foyer, von der Geb√§udetechnik bis zur Inneneinrichtung. Das Sonderheft ?Handelsimmobilien? des Verlages Ernst & Sohn informiert Architektur- und Planungsb√ľros, Projektsteuerer und kommunale Entscheidungstr√§ger √ľber gelungene Projekte im Neubau und Bestand sowie technische Neuerungen. Aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Flachdächer 2017Bautechnik4/20171-90Sonderheft

Abstract

Wie jede andere Dachform bietet auch das Flachdach Vor- und Nachteile. So ist beispielsweise die Wartungsintensivit√§t hoch; regelm√§√üige, oft aufw√§ndige und teure Renovierungs- und Instandsetzungsma√ünahmen sind notwendig. Um das m√∂glichst zu vermeiden, sind schon bei der Planung zahlreiche Regeln, Normen und Richtlinien sowie √∂rtliche Gegebenheiten zu beachten. Zwingend zu ber√ľcksichtigen sind die Dacheindeckung, die Abdichtung und die Entw√§sserung sowie die D√§mmung und m√∂glichst lange Sanierungsintervalle. Dar√ľber hinaus lassen sich auf dem Flachdach sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaikanlagen installieren und/oder das Dach begr√ľnen. Je nach Objekt kommen bei Neubau, Sanierung oder Umbau unterschiedliche konstruktive Ausf√ľhrungen zur Anwendung. Neben bauphysikalischen und statischen Einfl√ľssen m√ľssen bei Neubau, Sanierung oder Umbau von Flachd√§chern auch die Anforderungen der jeweils geltenden EnEV und die Integration von Komponenten zur Erzeugung solarer Energie und/oder Tageslichtnutzung ber√ľcksichtigt werden. Um all diese Anforderungen in die Praxis umzusetzen, stehen heute ausgereifte Baustoffe, Bauteile und Konstruktionshilfen zur Verf√ľgung. Aber nicht jedes Material ist f√ľr jeden Einsatzzweck geeignet. Es bedarf vor allem bei einer Sanierung einer genauen Analyse des Vorhandenen. Dabei muss der Planer mit dem Bauherrn kl√§ren, welche Beanspruchungen zu erwarten sind, z. B. durch eine Nutzung, unter Umst√§nden auch durch auf dem Dach befindliche technische Ger√§te und deren regelm√§√üige Wartung. Das Sonderheft ?Flachd√§cher? aus dem Verlag Ernst & Sohn greift diese Themen auf. Aktuelle Produkt- und Objektberichte marktteilnehmender Unternehmen runden den Fachteil wie gewohnt ab.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Schulen 2017Bautechnik3/20171-74Sonderheft

Abstract

Schulen - das sind schon lange keine Solit√§rgebäude neben der Dorfkirche mehr. Im Zusammenspiel werden die verschiedenen Gebäude als Campus bezeichnet und umfassen neben den eigentlichen Klassenräumen auch Lehrerzimmer, Aula und Kantine, Turn- und manchmal Schwimmhallen. Das Ganze ist eingebettet in einen Freiraum, der angenehme Aufenthaltsqualitäten bieten und Lust auf Bewegung machen soll. Schulen stellen an Planer hohe Anforderungen: von Brandschutz über Akustik bis hin zu Klima- und Lichttechnik müssen zahlreiche baurechtliche Vorschriften erfüllt werden. Durch neue pädagogische Ansätze und Konzepte ist Schulplanung anspruchsvoller geworden - Themen wie Flexibilit√§t, Schaffen von Kommunikations- und Lernzonen wirken sich nicht nur auf neue Raumkonstellationen sondern auch auf die technische Planung aus. Lesen und Sehen Sie auch in diesem Special über Schulen aktuelle Trends aus der Architektur und neueste Entwicklungen aus der Industrie.

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Tutsch, Joram; Hipper, Andreas; Schling, Eike; Barthel, RainerModulare Stahllamellenhallen von Hugo Junkers - Wissenschaftliche Grundlagen f√ľr eine denkmalgerechte InstandsetzungBautechnik3/2017161-169Aufs√§tze

Abstract

Der für seine bahnbrechenden Erfindungen im Flugzeug- und Anlagenbau bekannte Ingenieur HUGO JUNKERS (1859-1935) entwickelte in den 1920er-Jahren innovative Hallenkonstruktionen aus modularen Stahlblechlamellen, die weltweit vermarktet und gebaut wurden. Sie stehen in engem Kontext zur ebenfalls patentierten Holzbauweise FRIEDRICH ZOLLINGERS (1880-1945). Die Bauweise gilt als Meilenstein in der Entwicklung des modularen Leichtbaus und bedeutendes Zeugnis der Moderne. Bedauerlicherweise sind nur noch wenige dieser Bauwerke erhalten.
Auf dem Gelände des ehemaligen Militärflugplatzes Oberschleißheim stehen derzeit noch zwei dreischiffige, tonnenförmige Hallen von 1934. Die Hallen stehen unter Denkmalschutz, zeigen jedoch einen bedenklichen baulichen Zustand. Sie gaben den Anlass für ein Forschungsprojekt, das von 2014-2016 am Lehrstuhl für Tragwerksplanung der Technischen Universität München unter Förderung der Meitinger Stiftung bearbeitet wurde.
Die wesentlichen Ergebnisse der Untersuchungen werden im Rahmen des Artikels zusammengefasst: Exemplarisch wurde ein Hallenschiff in Oberschleißheim mit einem 3-D-Laserscan vermessen und die Punktwolke in ein statisches Rechenmodell überführt. Parametrische Analysen brachten neue Erkenntnisse zur Geometrie und Fügung des Konstruktionsprinzips. Studien zum Tragverhalten zeigen verschiedene Schwachpunkte der Struktur auf, die für eine Instandsetzung unbedingt berücksichtigt werden müssen.

Modular steel lamella structures by Hugo Junkers - scientific bases for an appropriate repair
The German engineer HUGO JUNKERS (1859-1935) is well-known mostly for his innovations in plant engineering and aircraft design. In the mid-1920s, he developed an innovative roof construction that was comprised of modular steel lamellas, and is regarded a milestone in the development of lightweight structures. The technical construction principle is closely related to ZOLLINGER's (1880-1945) timber lamella roof design. Unfortunately, most of the buildings do not exist anymore or are in bad condition.
Two three-section, barrel-vaulted hangars from 1934 still exist on the site of the former military airfield in Oberschleißheim. They are classed as listed buildings but their structural condition is very alarming. They gave the occasion of a research project, promoted by the Meitinger Foundation, which has been edited from 2014-2016 at the Chair of Structural Design at the Technical University of Munich.
This article summarizes the main results of the investigations: The point cloud of a 3-D-laser-scanning was converted into a static calculation model. Parametric analyzes brought new insights into the geometry and fitting of the construction. Studies on the load bearing behavior show a number of weaknesses of the structure, which necessarily have to be considered in a maintenance.

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Winter, Stefan; Jacob-Freitag, Susanne; Köhler , ClaudiaMobi-Space - ein modulares, wiederverwendbares Bausystem aus HolzBautechnik3/2017174-180Berichte

Abstract

Das Bausystem Mobi-Space wurde zunächst als Mobi-Sku:l entwickelt, um während Grundsanierungen von Schulen den Gemeinden einen ansprechenden Ersatzbau mit hohen energetischen und räumlichen Qualitäten anzubieten. Die wesentlichen Anforderungen an das System sind schnelle Errichtung, gute Demontier- und Wiederverwendbarkeit, ein energetischer Standard der Hülle oberhalb des EnEV-Niveaus und in den bis zu dreigeschossigen Gebäuden ein den regulatorischen Anforderungen entsprechender Schall- und Brandschutz. Das System besteht aus 54 m2 großen Raummodulen, die überwiegend aus hoch vorgefertigten Holztafelelementen bestehen. Eine besondere Herausforderung stellt mit Blick auf eine mehrfache Montage und Demontage die Sicherstellung der horizontalen Lastabtragung und räumlichen Aussteifung dar. Dazu wurden zum Teil Steckverbindungen und Verspannungen, ergänzt durch lösbare Verschraubungen, verwendet. Temporäre Gründungen ergänzen das Gesamtkonzept.
Durch die modulare Konzeption können die Erschließungskonzepte den jeweiligen örtlichen Randbedingungen angepasst werden. Die Strom- und Medienversorgung erfolgt über Steckverbindungen von Modul zu Modul.
Das Bausystem wurde bisher nicht nur als temporärer Schulersatzbau, sondern auch als Mobi-Office, z. B. an der TU Darmstadt, umgesetzt. Insgesamt wurden bisher 25 Projekte realisiert, drei davon bereits demontiert und neu aufgebaut. Das Mobi-Space-Konzept zeigt, wie modulares, industrielles Bauen mit hoher architektonischer Qualität realisiert werden kann.

Mobi-Space - a modular, re-usable timber construction system
The construction system Mobi-Space was originally developed as Mobi-Sku:l to offer school communities an attractive replacement building with high energetic and spatial quality during renovation periods of their school facilities. The essential requirements are a short erection time, ability of non-destructive demolition, an energetic standard above regulations and an adequat noise- and fire protection. The system exists out of 54 m2 big modules, created from highly prefabricated timber frame elements. Taking into account a number cycles of erection and demolition design special attention was allocated to horizontal load distribution and spatial stiffening. Special plug connections and tensioning elements are used, combined with solvable screw connections. Temporary foundations complete the system.
Based on the modular conception the configuration of the modules can be adapted to the local requirements. Electrical- and media supply are also solved with plug-in connections.
The concept is not only realised as school replacement buildings, but as Mobi-Office also as office solutions, e. g. at TU Darmstadt. In between 25 projects were realized, three of them were demolished and erected again.
The Mobi-Space concept proofs, how modular and industrial construction is feasible even with high architectural quality.

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Tywoniak, Jan; Volf, Martin; Bure , Michal; Lupí ek, Antonín; Stan k, KamilVorhangfassade auf Holzbasis - eine komplexe bauphysikalische AufgabeBauphysik1/201764-69Fachthemen

Abstract

Der Beitrag befasst sich mit der Entwicklung einer Systemlösung für den Ersatz alter nichttragender Außenwände bei Nichtwohngebäuden aus den 1960er und 1970er Jahren. Die Hauptidee war, ein vorgefertigtes Produkt in moderner Holzbauweise zu entwickeln, um eine Alternative zu üblichen Metallbausystemen anzubieten. Es wurde bestätigt, dass ohne detaillierte bauphysikalische Analysen und Messungen eine erfolgreiche Entwicklung kaum möglich ist. Dieser Beitrag befasst sich mit Wärmeschutz und Umweltperformance. Ergebnisse des langfristigen Monitorings und weitere wichtige bauphysikalische Aspekte (Feuchteschutz, Bauakustik, Brandschutz) werden zu einem späteren Zeitpunkt behandelt.

Wood based curtain wall as a complex task in building physics.
The article deals with the development of a systemic solution for replacement of old curtain walls at nonresidential buildings from the sixties and seventies of the 20th century. The main idea was to develop a prefabricated system using modern wood products as an alternative to usual metallic constructions. It is demonstrated that without a complex analysis in building physics and measurements no successful development would be possible. This article is focused on thermal performance and environment oriented assessments, including embodied energy. Results of long-time monitoring and other important topics, like moisture, noise protection and fire safety, will be subject of a following article.

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