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Titelbild: Bautechnik 5/2019Bautechnik5/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild
Nachhaltigkeit im Parkhausbau, dafür steht das “Transferium Deutersestraat 's-Hertogenbosch” - ein außergewöhnliches Parkhaus in der niederländischen Gemeinde 's-Hertogenbosch. Es fasst 1.100 Autos und 260 Fahrräder und wird energieneutral betrieben - mit 1.500 Sonnenkollektoren auf dem Dach. Die so gespeicherte Energie, die parkende Fahrräder, Autos und Busse versorgt, stellt eine Art Batterie für die Stadt dar. Wie das bei Fertigstellung aufgenommene Foto ahnen lässt, sieht das Konzept der Kooperation des Ingenieurbüros Witteveen+Bos sowie JHK Architecten eine komplette Fassadenbegrünung vor. Nachhaltigkeit gilt auch für die Haltbarkeit und den Korrosionsschutz: Coatinc Mook verzinkte mehr als 770 t Stahl für das 2018 beendete Parkhaus-Projekt. (Foto: Janosch Gruschczyk)

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Inhalt: Bautechnik 5/2019Bautechnik5/2019Inhalt

Abstract

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Malkwitz, Alexander; Spengler, Arnim J.; Bruckmann, TobiasBaubetriebliche Untersuchung von Robotersystemen im MauerwerksbauBautechnik5/2019375-379Aufsätze

Abstract

Die Bedeutung von Robotersystemen in der Bauwerkserstellung wird künftig stetig zunehmen. Das zeigt sich u. a. an den zunehmenden Pressemeldungen über erfolgreiche Bauvorhaben und der steigenden Anzahl an verfügbaren Systemen. In diesem Artikel wird untersucht, wo die spezifischen Stärken und Schwächen einzelner Robotersysteme liegen. An der Universität Duisburg-Essen wird derzeit am Einsatz von Seilrobotern im Mauerwerksbau geforscht. Der vorliegende Artikel präsentiert erste Ergebnisse der Versuchsreihen am Seilroboter. Grundlage bilden die gewonnenen Erkenntnisse sowie die Auswertung vorhandener Literatur und die Sichtung von aktuellem Videomaterial. Ein Ergebnis ist, dass jedes Robotersystem spezifische Stärken und Schwächen aufweist und der Seilroboter gut im Mauerwerksbau eingesetzt werden kann. Es zeigt sich, dass die Kombination und Parallelfertigung mit verschiedenen Robotersystemen langfristig die gefundenen Schwächen einzelner Systeme ausgleichen kann.

Investigation of robot systems in masonry construction
The relevance of robot systems in building construction will increase in the future. This can be seen, among other things, in the number of press releases about successful construction projects and the increasing number of presented systems. This article examines the specific strengths and weaknesses of different robot systems. The University of Duisburg-Essen is researching the use of cable robots in brickwork construction. This article presents the first results of a series of tests on this cable robot. It is based on the obtained knowledge, the review of existing literature and the analysis of video material. One result is that each robot system has specific strengths and weaknesses and the cable robot can be applied in masonry construction. It has been shown that the combination and parallel production with different robot systems can compensate for the weaknesses of other systems in the long term.

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Bukieda, Paulina; Engelmann, Michael; Weller, Bernhard; Elstner, Michael; Broich, Markus; Teichmann, Thomas; Kohn, J√ľrgen; Gruber, Reinhard; Wittwer, JostVierpunkt-Biegeversuch f√ľr thermisch gebogenes Glas - Teil 1: Experimentelle und numerische UntersuchungenBautechnik5/2019380-389Aufs√§tze

Abstract

Thermisch gebogene Gläser bieten im Bauwesen, aber auch im Fahrzeugbau und anderen Branchen, eine Vielzahl neuer gestalterischer Möglichkeiten. Allerdings fehlt bisher eine standardisierte Methode zur Ermittlung der Festigkeit von gebogenem Glas, welche das spröde Materialverhalten des anspruchsvollen Baustoffs berücksichtigt. Mittels einer umfangreichen experimentellen und numerischen Studie wurde ein solches Verfahren entwickelt und soll nunmehr in einem zweiteiligen Beitrag vorgestellt werden. Im ersten Teil wird das experimentelle Versuchsprogramm zur Ableitung eines Vierpunkt-Biegeversuchs als Erweiterung der bestehenden Flachglasprüfung dargelegt. Dabei wurde aus einem weit variierten Versuchsspektrum mit 363 Prüfkörpern ein Anwendungsbereich festgelegt, der grundlegend erfasst, welche Geometrien geprüft werden können. Mit den ermittelten Beziehungen zwischen Prüfkraft und Verzerrung der Glasoberfläche wird anschließend die Validierung des numerischen Modells beschrieben. Dabei werden insbesondere die spezifischen Anforderungen an eine geometrisch nichtlineare, numerische Versuchsmodellierung diskutiert. Auf dieser Grundlage wird im zweiten Teil des Beitrags das Effektivspannungskonzept eingeführt und ein normreifes Prüfkonzept vorgestellt.

Four-point bending-test for thermally curved glass - part 1: experimental and numerical investigations
Thermally curved glass provides advanced design areas in civil engineering as well as in vehicle construction and other industries. However, there is no standardised method for testing the bending strength of curved glass which takes into account the material behaviour of glass as a brittle construction material. Such a method was developed by an extensive experimental and numerical study and is now presented in a two-part article. In its first part, this article presents an experimental programme in order to derive a four-point bending test as an expansion of the existent plate glass test. Out of a widely varied testing range of 363 specimens, one field of application will be decided on in order to find out which geometries can be tested. A numerical model will be validated with the aid of the resulting relation between the test force and the distortion of the glass surface. In particular, the specific requirements will be discussed for a geometric, non-linear, numerical test model. Based on that, the concept of effective stress and a test concept - which is ready for standardisation - are presented in the second part of this article.

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Neue Zertifikatskurse an der TU DarmstadtBautechnik5/2019389Veranstaltungen

Abstract

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Bukieda, Paulina; Engelmann, Michael; Weller, Bernhard; Elstner, Michael; Broich, Markus; Teichmann, Thomas; Kohn, J√ľrgen; Gruber, Reinhard; Wittwer, JostVierpunkt-Biegeversuch f√ľr thermisch gebogenes Glas - Teil 2: Grundlagen eines Pr√ľfverfahrensBautechnik5/2019390-399Aufs√§tze

Abstract

Nachdem aus dem ersten Teil des Beitrags ein validiertes, numerisches Modell für das Tragverhalten zylindrisch gebogener Gläser im Vierpunkt-Biegeversuch hervorging, zeigt dieser zweite Teil die Entwicklung eines Prüfverfahrens. Dabei wird die bestehende Methode zur Flachglasprüfung um die Möglichkeit erweitert, auch gebogene Prüfkörper mit konstantem Biegeradius in drei Spannweiten und zwei Prüfkörperbreiten zu prüfen. Die Bruchspannung im Versuch wird in der Anwendung einzig aus der Bruchlast ermittelt, wobei das geometrisch nichtlineare Verhalten der Prüfkörper, die inhomogene Hauptspannungsverteilung auf der Glasoberfläche sowie das probabilistische, spröde Materialverhalten berücksichtigt werden. Dieser Beitrag ist bereits in Anlehnung an eine Prüfnorm strukturiert und zeigt umfängliche Ergebnisse auf. Wesentlich ist die Einführung in das Effektivspannungskonzept, um die resultierenden Spannungsverläufe entlang der Glaskante und auf der Glasfläche zu analysieren und daraus Korrekturfaktoren für die Auswertung zu generieren. Ein Beispiel erläutert anschließend die Anwendung des Verfahrens auf Basis der linearen Balkentheorie und die Nutzung neu bestimmter Korrekturfaktoren für gebogenes Glas. Die Ergebnisse werden derzeit in einem Entwurf innerhalb der Normreihe EN 1288 diskutiert und sollen in absehbarer Zukunft bestehende Anwendungshindernisse thermisch gebogener Gläser zugunsten einer organischen und transparenten Architektur abbauen.

Four-point bending test for thermally curved glass - part 2: basics for testing methodology
After a validated numerical parameter study about the load-bearing behaviour of cylindrically curved glass resulted in a four-point bending test in the first part of this article, the second part shows the development of a testing method. The procedure enables the existent method for testing plate glass to also assess curved specimens with a constant bending radius in three span lengths and two specimens width. In the test, the failure stress will solely be derived from the failure load. In doing so, the geometric, non-linear behaviour of the specimens will be taken into account as well as the inhomogeneous principal stress distribution on the glass surface and the probabilistic brittle material behaviour. This article is already structured on the basis of a standardisation and shows comprehensive results. The introduction of the concept of effective stress is essential in order to analyse the resulting stress distribution along the glass edge and on the glass surface and to generate correction factors for the evaluation. One example illustrates the application on basis of the linear beam theory and the usage of newly-defined correction factors for curved glass in order to show applicability. The results are currently under review as part of the EN 1288 standard. They are supposed to facilitate the application of thermally curved glass for an organic and translucent architecture in the near future.

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Oberbichler, Thomas; Bauer, Anna M.; Goldbach, Ann-Kathrin; W√ľchner, Roland; Bletzinger, Kai-UweCAD-integrierte Analyse im EntwurfsprozessBautechnik5/2019400-408Aufs√§tze

Abstract

Leichtbau ist geprägt von seiner filigranen Tragstruktur, die sich durch eine Vielfalt von grazilen Formen und organisch wirkenden Freiformflächen auszeichnet. Moderne CAD-Systeme nutzen NURBS (Non-uniform rational B-Splines), um die Formsprache des Leichtbaus dem Computer zugänglich zu machen.
Die isogeometrische B-Rep-Analyse (IBRA) verwendet NURBS für das Lösen strukturmechanischer Probleme. Durch die Nutzung der gleichen geometrischen und topologischen Beschreibungen wird der kontinuierliche Datenaustausch zwischen CAD- und Analyse-Software vereinfacht.
Die einheitliche Modellbeschreibung begünstigt parametrische Entwurfsprozesse. Vorteile ergeben sich auch dort, wo die Ergebnisse einer Analyse wieder in das CAD übertragen werden sollen; beispielsweise bei einer Baufortschrittsmodellierung oder einer Formfindung, wenn es darum geht, die berechneten Geometrien erneut in den Entwurfsprozess einzubinden und mit ihnen weiterzuarbeiten. Im Hinblick auf biegeaktive Strukturen spielen die Glattheit der Modellgeometrie und die Abbildung ihrer Verformung eine bedeutende Rolle. Durch die Verwendung von NURBS ist dies gegeben.
Dieser Beitrag soll eine kurze Einführung in IBRA geben und die Vorteile anhand zweier Beispiele zeigen.

CAD integrated analysis for the design process
Lightweight structures are characterized by their delicate supporting structures, featuring a variety of graceful shapes and organically appealing free-form surfaces. Modern CAD systems use NURBS (Non-uniform rational B-Splines) to access the geometric language of lightweight structures with the computer.
Isogeometric B-Rep analysis (IBRA) uses NURBS to formulate structural problems. Using the original geometric and topological information is beneficial for the data exchange between CAD and structural analysis.
A uniform model description facilitates parametric design. Whenever the solution of an analysis must be forwarded to CAD, advantages appear. Form-finding and construction staging are examples where the generated geometry must be considered for further design steps.
Regarding bending-active structures, the smoothness of a model's geometry and the representation of its deformation is of great importance. NURBS enable this smoothness.
This article introduces the method and shows its advantages with two selected examples.

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Alber, DirkVereinfachter Nachweis der inneren Tragfähigkeit von StabilisierungssäulenBautechnik5/2019409-414Aufsätze

Abstract

Ein Schema zum Nachweis der inneren Tragfähigkeit von unbewehrten Stabilisierungssäulen auf der Basis von Schiefstellungen in Anlehnung an das Berechnungsschema der DIN EN 1992-1 wurde vom Verfasser in der Bautechnik 90 (2013) vorgestellt. Um die Anwendung dieses Nachweises zu vereinfachen, wurde eine Vielzahl von Vergleichsberechnungen für verschiedene Arten von Stabilisierungssäulen durchgeführt. So war es möglich, einfache Bemessungskurven für horizontal unverschieblich gehaltene Tragsysteme zu entwickeln, die den Aufwand für diesen Nachweis erheblich verringern.

Simplified proof of the internal bearing capacity of rigid inclusions in soil
A scheme for proving the internal load bearing capacity of non-reinforced pile-like support elements on the basis of inclinations based on the calculation scheme of DIN EN 1992-1 was presented by the author in Bautechnik 90 (2013). In order to simplify the application of this proof, a large number of comparative calculations were carried out for various currently customary production methods. So it was possible to develop a simple design curve for horizontally non-sway support structures, which reduces the effort for this proof significantly.

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Steinke, Christian; Zreid, Imadeddin; Graf, Wolfgang; Kaliske, MichaelZur Fortentwicklung des Microplane-Modells f√ľr die numerische Analyse von BetonstrukturenBautechnik5/2019415-423Aufs√§tze

Abstract

Weltweit ist Stahlbeton der meist angewendete Baustoff im Bauwesen. Grundlage einer qualitativ hochwertigen und effizienten deterministischen Analyse ist die nichtlineare numerische Modellierung. Aus der Vielzahl der aktuellen Entwicklungen ist die Beschreibung der Betoncharakteristiken mit dem Microplane-Modell ausgewählt. Die wesentlichen Aspekte und Vorteile der Vorgehensweisen werden vorgestellt und an sehr anschaulichen praktischen Beispielen gezeigt. Die Implementierung der Modelle in kommerzielle Programme ist weit vorangeschritten, sodass eine breite Nutzung zukünftig möglich sein wird. Der vorliegende Beitrag wurde am 19. Okt. 2018 im Rahmen des 22. Dresdner Baustatik Seminars präsentiert.

On the development of the microplane model for the numerical analysis of concrete structures
Reinforced concrete is the most widely used building material in the construction industry worldwide. The contribution deals with the efficient and realistic numerical simulation and, thus, the quality of nonlinear deterministic numerical modeling. From the large number of current developments, the advances in the description of concrete characteristics with the microplane model are selected. The essential aspects and advantages of the procedures are presented and shown in very descriptive practical examples. The implementation of the model in commercial programs is well advanced, so that widespread use will soon be possible.

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Wasserstoffwirtschaft nachhaltig etablierenBautechnik5/2019423Aus den Hochschulen

Abstract

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Bautechnik aktuell 5/2019Bautechnik5/2019425-426Bautechnik aktuell

Abstract


Persönliches:
Prof. Conrad Boley verstärkt den Beirat der Bautechnik
Oberingenieur Dipl.-Ing. Wolfgang Verch verstorben

Firmen und Verbände: Neuer DBV-Vorsitzender Dr. Matthias Jacob gewählt - Klaus Pöllath verabschiedet

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik5/2019427-428Veranstaltungskalender

Abstract

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 5/2019Beton- und Stahlbetonbau5/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild: Doppelwellen-Chargenmischer für den Ausbau der Pariser Métro:
Sie ist derzeit Europas aufwändigstes Infrastrukturprojekt: Die Pariser U-Bahn-Erweiterung “Grand Paris Express”. Vier komplett neue Linien und drei Erweiterungen von bestehenden Linien lassen die Métro bis 2030 zu einem der weltweit größten U-Bahn-Netze anwachsen. Unibéton, eine französische Tochter der HeidelbergCement-Gruppe, setzt bei dem Mammutprojekt auf spezielle Betonrezepturen - und auf einen alternativen Mischertyp. Anstelle eines Planetenmischers hat Unibéton erstmals einen Doppelwellen-Chargenmischer mit Frequenzumwandlern von BHS-Sonthofen im Einsatz. Durch Zusatzmittel und Betonverflüssiger in der Spezialrezeptur ist der Mischprozess besonders herausfordernd. Hier zeigen sich die Vorteile des dreidimensionalen Mischprinzips und der regelbaren Rotationsgeschwindigkeit. (Foto: Société du Grand Paris)

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 5/2019Beton- und Stahlbetonbau5/2019Inhalt

Abstract

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Jacob, MatthiasDie Baufabrik der ZukunftBeton- und Stahlbetonbau5/2019285Editorials

Abstract

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Farwig, Kristina; Curbach, ManfredDurchstanzen von punktgest√ľtzten Deckenplatten - Optimierungspotenzial bei ebenen Flachdecken nach dem Ansatz "form follows force"Beton- und Stahlbetonbau5/2019286-295Fachthemen

Abstract

Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr.phil. Dr.techn. Dr.-Ing. E.h. Konrad Bergmeister zu seinem 60. Geburtstag gewidmet
Durch die im Bauwesen dringend notwendige Ressourceneinsparung müssen für die Tragwerksplanung neue Bauweisen erforscht werden, die es ermöglichen, den hohen Materialverbrauch zu reduzieren. Dem Ansatz form follows force folgend wurden für den Stützbereich von durchlaufenden Flachdecken ohne Durchstanzbewehrung unterschiedliche Decken-Stützen-Anschlüsse entworfen, mittels physikalisch nichtlinearer Finite-Elemente-Berechnungen im Rahmen einer Variantenstudie optimiert und durch Traglastversuche überprüft. Dabei wurde an hoch beanspruchten Stellen Material hinzugefügt und an weniger beanspruchten Stellen entfernt. Unter Beibehaltung eines konstanten Volumens erfolgte ein Vergleich der Traglasten.

Optimization potential for flat slabs according to the ‘form follows force’ approach under punching shear load
Due to the urgent need to save resources, in the building industry new construction methods have to be researched for structural design that makes it possible to reduce the high material consumption. Following the approach ‘form follows force’, different slab support connections were designed for the support area of continuous flat slabs without punching shear reinforcement, optimized by means of physically non-linear finite element calculations within the framework of a variant study and tested by load-bearing tests. Material was added in highly stressed areas and removed in less stressed areas. The load-bearing capacities were compared while maintaining a constant volume.

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Look, Katharina; Heek, Peter; Mark, PeterStahlfaserbetonbauteile praxisgerecht berechnen, bemessen und optimierenBeton- und Stahlbetonbau5/2019296-306Fachthemen

Abstract

Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr.phil. Dr.techn. Dr.-Ing. E.h. Konrad Bergmeister anlässlich seines 60. Geburtstages gewidmet
Stahlfaserbetonbauteile benötigen gegenüber konventionellen Stahlbetonbauteilen besondere Methoden zur Dimensionierung. Lineare Schnittgrößenberechnungen sind meist wenig hilfreich, weil sie Tragreserven aus Umlagerungsmöglichkeiten deutlich unterschätzen. Materiell nichtlineare Berechnungen wie die Bruchlinientheorie bieten sich an. Für die Bemessung ist der aus der Faserwirkung additiv entstehende Zuganteil einzubeziehen, was gesonderte Ansätze und Verfahren zur Gleichgewichtsiteration erfordert. Die Fasertragwirkung wird dabei als Eingangswert über Leistungsklassen gewählt und nicht etwa wie bei klassischen Bemessungen als Ergebnis bestimmt. Es bleibt dann unklar, ob die a priori getroffene Wahl wirklich wirtschaftlich war. Der Beitrag stellt dazu eine gekoppelte Lösungsstrategie vor. Sie nutzt zunächst wirtschaftliche, nichtlineare Schnittgrößenermittlungen. Auf Querschnittsebene werden die Schnittgrößen zur Biege- und Querkraftbemessung von beliebig bewehrten Rechteckquerschnitten verwendet. Angeschlossen ist dabei auch die Rissbreitenbeschränkung. Letzter Schritt ist die rückwärtsgerichtete Optimierung der Faserklassen, welche die Leistungsklassen in Wertung der Bemessungsergebnisse auf tatsächlich nötige Größen reduziert. Das gekoppelte Verfahren ist in einem intuitiv nutzbaren Tabellenkalkulationsprogramm implementiert, welches zum freien Download zur Verfügung steht. Beispiele zeigen die Anwendung und Konsequenzen für die Praxis.

Practical calculation, design and optimization of steel fibre reinforced concrete structures
Compared to conventional reinforced concrete structures, steel fibre reinforced concrete structures require special design methods. Linear-elastic calculations of internal forces are usually not very helpful because they significantly underestimate the load-bearing reserves from redistribution. Nonlinear calculation methods, such as the yield line theory, are more appropriate. For the design, the additive tensile component resulting from the fibre effect must be included, which requires separate approaches and procedures for equilibrium iteration. Herein, the fibres' contribution is chosen as input by means of classes but not as a result of conventional design. It then remains unclear whether the a priori choice was economical. The contribution presents a coupled solution strategy. First, it uses economic, non-linear internal force calculations. On cross-sectional level, the internal forces are used for bending and shear design of arbitrarily reinforced rectangular cross-sections. The crack width limitation is also included. The last step is the backward optimization of the fibre classes, which reduces the performance classes to the actual necessity with respect to the design results. The coupled procedure is implemented in an intuitively usable spreadsheet program, which is available for free download. Examples show the application and consequences for practice.

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Schramm, Nicholas; Fischer, OliverDeutschlandweit erstmalige Anwendung von UHPFRC im Eisenbahnbr√ľckenbau - Teil 2: Flankierende wissenschaftliche Untersuchungen sowie messtechnische Begleitung der Herstellung und des BetriebsBeton- und Stahlbetonbau5/2019307-314Fachthemen

Abstract

Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr.phil. Dr.techn. Dr.-Ing. E.h. Konrad Bergmeister zum 60. Geburtstag gewidmet
Ultrahochfester faserbewehrter Beton (UHPFRC) zeichnet sich durch ein extrem dichtes Gefüge und sehr hohe Festigkeiten sowie exzellente Dauerhaftigkeitseigenschaften aus. Dadurch wird eine langlebige, materialsparende und gewichtsreduzierte, schlanke Bauweise realisierbar, die völlig neue Möglichkeiten und Einsatzbereiche im Fertigteil-Brückenbau eröffnet. Im Zuge der Überbauerneuerung einer bestehenden Bahnbrücke konnte der Werkstoff nun in Deutschland erstmalig für eine Eisenbahnbrücke besonders zweckmäßig und vorteilhaft eingesetzt werden. Das Brückenbauwerk wurde als Fertigteil-Plattenbrücke mit Trogquerschnitt in Spannbetonbauweise mit sehr geringer Konstruktionshöhe realisiert. Der vorliegende Teil 2 des Beitrags behandelt zum einen begleitende experimentelle Untersuchungen zur Rissbildung und zum Biegetragverhalten eines rein stahlfaserbewehrten Mock-up des Brückenüberbaus. Zum anderen geht der Fachaufsatz auf die messtechnische Begleitung der Herstellung und des Betriebs ein. Hierbei wurden neben der Erfassung von Verlusten der Vorspannung und der Hydratationswärmeentwicklung unter anderem auch Bauwerksmessungen zur Ermittlung der realen Tragwerksantworten im Zuge von Probebelastungen mit definierten Achslasten durchgeführt.

Germany's first application of UHPFRC in railway bridge construction
Part 2: Accompanying scientific investigations and measurement supervision of manufacture and in operation
Ultra-high performance fibre-reinforced concrete (UHPFRC) is characterized by an extremely dense microstructure and thus very high strengths as well as excellent durability properties. This enables a material-saving and weight-reduced, slim construction method that opens up completely new possibilities and areas of application in precast bridge construction. In the course of the superstructure renewal of an existing railway bridge the material could now be used for the first time in Germany for a railway bridge in a particularly practical and advantageous way. The superstructure was designed as a trough-shaped precast slab bridge in prestressed concrete construction with a very low construction height. This part 2 of the article deals on the one hand with accompanying experimental investigations on crack formation and on the flexural behavior of a purely steel fibre reinforced mock-up of the bridge superstructure. On the other hand, the technical paper deals with the measurement supervision of manufacture and in operation. In addition to determining losses of prestress and hydration heat development, structural measurements were also carried out to determine the real structural responses in the course of test loads with defined axle loads.

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Kromoser, Benjamin; Strieder, Emanuel; Kirnbauer, JohannesSelbstvorspannende ultrahochfeste Betonelemente - Die Aktivierung von mit eisenbasierten Formgedächtnislegierungen bewehrten Betonelementen durch thermische NachbehandlungBeton- und Stahlbetonbau5/2019315-326Fachthemen

Abstract

Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr.phil. Dr.techn. Dr.-Ing. E.h. Konrad Bergmeister zu seinem 60. Geburtstag gewidmet
Durch thermische Nachbehandlung können die Eigenschaften von Materialien gezielt beeinflusst werden. Ein Beispiel dafür ist Beton. Durch den Erwärmungsprozess können der Aushärtungsprozess beschleunigt und etwaig vorhandene puzzolanische Zuschlagstoffe zugunsten einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften aktiviert werden. Eisenbasierte Formgedächtnislegierungen reagieren unter bestimmten Umständen auch sensitiv auf Temperatureinwirkung. Eine vorab mechanisch eingeprägte Form, die beispielsweise durch Vordehnen hergestellt wird, kann durch eine thermische Behandlung wieder rückgängig gemacht werden. Wird diesem “Formgedächtniseffekt” ein Widerstand entgegengesetzt, so führt dieser zu einer Zugkraft im Metallteil, die gezielt als Vorspannung genutzt werden kann. Bewehrt man nun Beton mit Stäben oder Matten aus einer eisenbasierten Formgedächtnislegierung und behandelt die Bauteile entsprechend thermisch nach, kann ein Selbstvorspannungseffekt erzeugt werden, der sich vorteilhaft auf die Gebrauchstauglichkeit und Steifigkeit der Bauteile auswirkt. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über eine erste Machbarkeitsstudie zu diesem Ansatz. Nach einer Beschreibung der verwendeten Ausgangsmaterialien wird eine erste Serie von Dreipunktbiegeversuchen präsentiert, anhand derer der beschriebene Effekt bereits experimentell nachgewiesen werden konnte. Abschließend werden mögliche Anwendungsfelder vorgestellt.

Self post-tensioning ultra-high performance concrete elements
The activation of with iron based shape memory alloys reinforced UHPC elements by thermal follow up treatment Thermal treatment can be used to influence the properties of materials. One example is concrete. The heating procedure allows to accelerate the hardening process and to activate pozzolanic additives if available in favor of improved mechanical properties. Shape-memory alloys are in some cases also sensitive to temperature treatment. A previously mechanically shaped element, produced for example by pre-stretching can be reversed by thermal treatment. The reverse effect leads to a tensile force in the shape-memory alloy if the shortening of the material is hindered and can therefore be used for post-tensioning. The newly presented approach of the present paper is to reinforce concrete construction parts with shape-memory alloys. A thermal post treatment of such construction parts leads to a self-prestressing effect and to improved properties regarding durability and stiffness. The aim of the presented research was to investigate the feasibility of the approach. The first part of the present paper gives an overview of the construction materials concrete and shape-memory alloys and their behavior in the course of thermal treatment. Subsequently a first test series of three-point bending tests is presented. The results allow to proof the desired self post-tensioning effect. Summarizing pos-sible application areas are described.

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Empelmann, Martin; Cramer, JonasModell zur Beschreibung der zeitabhängigen Rissbreitenentwicklung in StahlbetonbauteilenBeton- und Stahlbetonbau5/2019327-336Fachthemen

Abstract

Die Begrenzung der Rissbreite ist eine wesentliche Bemessungsaufgabe bei Stahlbetonkonstruktionen, um Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit zu gewährleisten. Unter Langzeitbeanspruchungen vergrößern sich die Rissbreiten durch das zeitabhängige Materialverhalten von Beton. Aufgrund der Überlagerung der unterschiedlichen Effekte (Verbundkriechen, Betonkriechen und Betonschwinden) sind konsistente und mechanisch basierte Untersuchungen für eine zuverlässige Vorhersage der Rissbreiten unerlässlich. Zu diesem Zweck wurde ein rheologisches Modell entwickelt. Das Modell wurde anhand von Versuchsergebnissen unter Langzeitbelastung validiert und zeigt eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den zeitabhängigen rechnerischen und experimentellen Rissbreiten.

Model for the description of time-dependent crack width development in reinforced concrete
In order to ensure serviceability and durability, limiting crack width is an essential task within the design of reinforced concrete structures. However, under long term loading crack widths increase due to the time-dependent material behaviour of concrete. As various time depending effects (such as bond creep, concrete creep and concrete shrinkage) are superimposed, consistent and mechanically based investigations are essential for an accurate prediction of crack widths. In this context, a rheological model was developed. The prediction accuracy of the model was evaluated using test results under long term loading showing good agreement between the time-dependent calculated and the experimental crack widths.

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Br√ľhwiler, Eugen; Friedl, Herbert; Rupp, Christoph; Escher, HanspeterBau einer Bahnbr√ľcke aus bewehrtem UHFB - Weltweit erste Bahnbr√ľcke aus UHFB auf einer HauptlinieBeton- und Stahlbetonbau5/2019337-345Berichte

Abstract

Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr.phil. Dr.techn. Dr.-Ing. E.h. Konrad Bergmeister zu seinem 60. Geburtstag gewidmet
Am 11. November 2017 wurde die weltweit erste Bahnbrücke aus bewehrtem UHFB auf einer Hauptlinie in Betrieb genommen. Das Bauvorhaben der Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) wurde im Rahmen des Ersatzneubaus einer doppelspurigen Bahnbrücke kurzer Spannweite bei Sempach im Kanton Luzern, Schweiz, realisiert. UHFB ist ein neuartiger faserverstärkter, zementgebundener Verbundbaustoff, der durch seine hohe Festigkeit und Dichtigkeit ideale Voraussetzungen für den Einsatz bei Infrastrukturbauwerken mit sich bringt. Neben geringeren Lebenszykluskosten können durch eine modulare Bauweise mit hohem Vorfabrikationsgrad kürzere Bauzeiten realisiert werden, womit geringere Betriebseinschränkungen verursacht werden. An der UHFB-Brückenplatte einer Spannweite von 6,0 m wurde ein Monitoringsystem installiert, um das Tragverhalten bei Zugüberfahrten zu erfassen. Erste Ergebnisse der Messungen bestätigen die erwarteten Werte, die deutlich unter den berechneten Kenngrößen liegen. Dieser Aufsatz beschreibt den Entwurf, die Bemessung, die Ausführung und das Monitoring dieser neuartigen Brückenkonstruktion.

Design and construction of a railway bridge in reinforced UHPFRC - World's first UHPFRC bridge on a main railway line
On November 11, 2017, the world's first railway bridge built in reinforced UHPFRC on a main railway line lane was put in service. The building project of the Swiss Federal Railways was realized within a replacement project of a double-lane railway bridge of short span at Sempach in the Canton of Lucerne, Switzerland. UHPFRC is a novel cementitious fibre-reinforced composite material of high strength and durability that provides ideal properties for application to structures of transportation infrastructure. In addition to lower life cycle costs, the modular construction method including a high prefabrication degree allows for shorter construction time and thus reduced service restrictions. The UHPFRC structure with a span of 6.0 m was equipped with a monitoring system to capture the structural behavior due to train crossings. First results of the measurements confirm the expected values that lie significantly below the calculated values. This article describes the design, dimensioning, execution and monitoring of this novel bridge structure.

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Bechmann, Roland; Schmid, Angelika; Noack, Torsten; Sobek, WernerNeuland in Planung und Realisierung: Die Kelchst√ľtzen des neuen Stuttgarter HauptbahnhofsBeton- und Stahlbetonbau5/2019346-355Berichte

Abstract

Im Rahmen des Bahnprojekts Stuttgart-Ulm wird der Stuttgarter Hauptbahnhof komplett umgebaut und erneuert. Der alte Kopfbahnhof wird hierbei durch einen unterirdischen Durchgangsbahnhof ersetzt. Wesentliches Gestaltungselement der neuen Bahnsteighalle sind die sogenannten Kelchstützen. Diese tragen nicht nur das Schalendach, sondern dienen auch der natürlichen Belichtung und Belüftung des Innenraums. Der vorliegende Beitrag beschreibt Formfindung und Berechnung dieser einzigartigen Geometrien und erläutert, wie durch die Tragwerksplanung eine technisch und ökonomisch nachhaltige Umsetzung ermöglicht wurde.

Unchartered Waters for Engineers and Contractors Alike: Stuttgart's New Main Station and its Complex Geometry
As part of the Stuttgart-Ulm railway project, Stuttgart Central Station is currently being completely refurbished and rebuilt. The old terminus station will be replaced by an underground through station. The so-called “Kelchstützen” (chalice-shaped columns) are a significant design element of the new underground station. These columns not only support the shell roof, but also provide natural lighting and ventilation for the interior. The present article describes the form finding and calculation of these unique geometries and explains how a technically and economically sustainable implementation was made possible by the structural engineers.

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau5/2019355Veranstaltungskalender

Abstract

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 5/2019Beton- und Stahlbetonbau5/2019357-366Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Abstract


Persönliches:
Konrad Bergmeister zum 60. Geburtstag
Oberingenieur Dipl.-Ing. Wolfgang Verch verstorben

Nachrichten: Digitalisierung der Baustelle
Michael Frenzel von der Technischen Universität Dresden gewinnt “Innovationspreis Bautechnik 2019” des DBV
Carl Friedrich Gauß-Medaille 2019 an Prof. Manfred Curbach verliehen
Bemessung von Befestigungen in Beton - Veröffentlichung der neuen Norm EN 1992-4 und Erläuterungsheft des DAfStb
“Darmstädter Betonfertigteiltage” - seit zwölf Jahren ein Selbstläufer in Sachen Wissenstransfer von der Praxis in die Lehre
Studierende des Bauingenieurwesens der TH Köln geehrt. Kickartz Stiftung verleiht Förderpreise in Höhe von 9.000 Euro
HANNOVER MESSE: Carbonbeton als Best-Practice-Beispiel für den Leichtbau in Deutschland
Deutscher Brückenbaupreis 2020 ausgelobt
CALL FOR PAPERS zum 9. Kolloquium Parkbauten am 4. und 5. Februar 2020

Bücher:Rupert Springenschmid: Betontechnologie für die Praxis

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Titelbild: Stahlbau 5/2019Stahlbau5/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild Neubau Paracelsusbad Salzburg
- Die Wellness-Oase mit 60 Mio Errichtungskosten ist eines der ganz besonderen Projekte von Unger Stahlbau. Der freitragende Kern des Stahl-Bades auf fast 12 m Höhe wurde mittels einer imposanten Stahlkonstruktion errichtet, welche eine Spannweite von 35 m hat. Diese dient zur stützenfreien Überspannung der Badelandschaft. Durch die in etwa halber Höhe des Gebäudes befindliche und dreiseitig umlaufende Stahl-Glaskonstruktion mit sehr enger Toleranzanforderung kommen die zukünftigen Gäste des Schwimmbades in den Genuss eines Panoramarundblickes über die Stadt Salzburg und unmittelbar auf das Schloss Mirabell samt historischer Gartenanlage. Verbaut wurden 550 t Stahl und 13 000 Schrauben, wobei die brandgeschützten Elemente der Hauptträger auch im Badebetrieb sichtbar bleiben werden. Eine besondere Herausforderung stellte die infolge Innenstadtlage hervorgerufene Transport- und Montagelogistik dar, welche durch Einsatz eines durch BIM-Software generierten und bis ins letzte Detail durchdachten Montagekonzeptes gelöst werden konnte. (Foto: Unger Stahlbau, Bericht s. S. 506)

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