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Die Entwicklung eines neuartigen Schweißverfahrens mit gezieltem Drahtvorschub und -rückzug ermöglicht die automatisierte Herstellung von auf Baustähle geschweißten kleinskaligen Pin-Verbundmitteln mit ausgeformtem Kugelkopf und kegelförmigem Fuß. Hiermit lassen sich in Kombination mit hochfesten Feinbetonen extrem filigrane Verbundquerschnitte mit hoher spezifischer Tragfähigkeit herstellen, die dem Verbundbau neue Anwendungsbereiche erschließen. Allerdings ist das Last-Verformungsverhalten von Verbundfugen mit den neuartigen Pins bis jetzt noch nicht geklärt. Gegenüber konventionellen Verbundträgern mit Kopfbolzendübeln werden durch die spezifischen Verhältnisse von Beton- zu Baustahlquerschnitt sowie durch unterschiedliche Belastungs- und Spannweitenszenarien veränderte Anforderungen an die Duktilität und das Verformungsvermögen des Pin-Verbunds gestellt. Im vorliegenden Beitrag wird zunächst anhand von vier Verbundträgerversuchen mit unterschiedlichen Trägerlängen und Verdübelungsgraden das Trag- und Verformungsverhalten der kleinskaligen Pin-Verbundmittel in der Verbundfuge untersucht. Anschließend wird ein nicht-lineares Finite-Elemente-Modell für Stahl-Beton-Verbundträger mit kleinskaligen Pin-Verbundmittel entwickelt. Hiermit werden FE-Simulationen durchgeführt, um Schnittgrößen, Verbundmittelkräfte und Kräfteumlagerungen in der Verbundfuge sichtbar zu machen und das globale Trag- und Verformungsverhalten dieser neuartigen Verbundmittel zu analysieren.

Composite beams with small-scale pin connectors - Experimental investigations and finite element simulation.
The development of a novel welding process with systematic wire-feed and pullback allows for the automatic assembly of ball-headed pin shear connectors with a cone-shaped base on structural steels. By means of this process and the combination with high-strength fine-grained concrete very filigree composite sections of high specific load carrying capacities can be produced, opening new fields for structural application. However, the force-deflection behavior of the shear connection with the novel small-scale pins is not clarified yet. In contrast to ordinary composite beams with headed stud shear connection, the specific ratios of concrete and steel composite sections as well as new scenarios of bearing loads and span widths cause different requirements regarding the ductility of the pin connection, in order to achieve maximum load carrying capacities of cross section and system. In this paper, the load-bearing and deformation behavior of composite connections with small-scale pin-connectors is investigated based on four composite beam experiments with different spans and degrees of partial shear connection. Furthermore, a finite element model for steel concrete composite beams with pin connectors is developed. The non-linear finite element simulations are used to clarify the distribution of shear forces in the pin connectors, to illustrate the rearrangements of internal forces in the composite connection to analyze the global load bearing and deformation behavior of these innovative small-scale shear connectors.

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• Schadensersatz wegen Fehler im Vergabeverfahren
• Baugenehmigung für eine Werkhalle mit lärmerzeugenden Maschinen

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Durch ein umfangreiches Forschungsvorhaben im Bereich des Korrosionsschutzes wurde nachgewiesen, dass bewitterte EP-Beschichtungen nach kurzer Zeit hydrophile Abbauprodukte bilden, die sich negativ auf die Haftung zur PUR-Deckbeschichtung auswirken. Es werden die rechtlichen Auswirkungen erläutert - sowohl für die Objekte, die in der Vergangenheit erstellt wurden, als auch für die in der Zukunft anstehenden Objekte.

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Die Entwicklung kosteneffektiver Offshore Gründungsstrukturen ist notwendig, um die “Energiewende” erfolgreich voranzutreiben. Aufgezeigt wird, wie im Rahmen des BIONA-Projekts “Offshore Foundation nach dem Verfahren ELiSE” eine gewichtsoptimierte Gründungsstruktur einer Offshore Windenergieanlage mithilfe des Verfahrens “Evolutionary Light Structure Engineering” (ELiSE) entwickelt wurde. Dazu schlossen sich die Unternehmen WeserWind GmbH, RLE International GmbH und das Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung zusammen, um mit den vorhandenen Kompetenzen in den Bereichen Strukturleichtbau, Produktionsplanung und Finite-Elemente-Simulationen eine neuartige Gründungsstruktur zu konzipieren. Den Ausgangspunkt für die Neuentwicklung bildeten die Geometrien von Planktonorganismen, deren Prinzipien neue Strukturlösungen lieferten.
Technisches Ziel des Projekts war es, durch die Nutzung von biologischen Bauprinzipien eine Gründungsstruktur beispielhaft für eine 5-MW-Anlage zu entwickeln, die gegenüber den bisher genutzten Bauten eine signifikante Verbesserung insbesondere bezüglich Materialeinsatz, aber auch hinsichtlich Fertigung und Montage bei mindestens gleicher Tragfähigkeit aufweist.
Wissenschaftliches Ziel waren Einsatz und Erweiterung des bionischen Leichtbau- und Optimierungsverfahrens ELiSE, um einen neuen Weg zur Entwicklung radikal verbesserter Leichtbaukonstruktionen zu untersuchen.
Durch die Anwendung des ELiSE-Verfahrens konnten die Prinzipien der Natur extrahiert und für die Entwicklung einer neuartigen, leichten und potentiell kostengünstigen Gründungsstruktur erfolgreich eingesetzt werden. Exemplarisch soll indiesem Artikel dargestellt werden, welche Schritte unternommen wurden, um die Zielsetzungen des Projekts zu verwirklichen.

Offshore foundation with the method ELiSE
The development of cost-effective structures for new offshore foundations is an important factor to advance the “Energiewende”. Within the BIONA-project “Offshore Foundation with the method ELiSE”, it is shown how the structure of a foundation of an offshore wind energy plant was developed and optimized in weight by using the method “Evolutionary Light Structure Engineering” (ELiSE). The companies WeserWind GmbH, RLE International GmbH and the Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research came together to design a new lightweight structure using their existing expertise in the areas of structural lightweight design, production planning and finite element simulations. The new development in the field of lightweight design is based on the stable and yet light shells of planktonic organisms which served as archetype for the technical design process.
The project had two main goals: the development of a foundation for a 5-MW wind energy plant for the offshore application in deeper waters by using principles from nature was the technical objective of the project. The design of the foundation had to be characterized by efficient material usage, good manufacturability and economic aspects. In addition, the load capacity of the structure had to stay at least at the same level of traditional design solutions.
The scientific objective was the usage of the bionic lightweight method ELiSE to investigate a new way of developing radically improved lightweight constructions.
By applying ELiSE, lightweight principles were successfully identified in the biological archetypes and transferred to a technical solution. As a result, a new offshore foundation was designed which can be characterized by both lightweight and cost-effectiveness. In this article, the necessary steps of the development of this bionic offshore foundation are exemplarily demonstrated.

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Im Rahmen des durch die ÖBB-Infrastruktur AG initiierten Forschungsprojekts im Zuge der Errichtung einer Straßenbrücke beim Neubau des Semmering-Basistunnels in Österreich wurden umfangreiche Langzeitmessungen des tatsächlichen Bauwerksverhaltens ab Herstellung einer Brücke im Jahr 2014 durchgeführt. Bei der vorliegenden Brücke handelt es sich um eine integrale vorgespannte Rahmenbrücke mit Betongelenken. Bei der Errichtung der Brücke wurden zur Langzeitmessung der Verformungen, Verdrehungen, Temperaturänderungen und Erddruckspannungen unterschiedliche Messsensoren sowohl innerhalb der Betonquerschnitte vor Betonage als auch an der Oberfläche der Betontragstruktur installiert. Die Messungen laufen nun seit der Errichtung der Brücke im Jahr 2014 bzw. der Absenkung des Lehrgerüsts über einen Zeitraum von acht Jahren permanent und stellen damit eine umfassende Grundlage zur Gegenüberstellung von Messung, numerischer Simulation und ingenieurpraktischen Ansätzen auf der Einwirkungs- und Widerstandseite dar. Im vorliegenden Beitrag wird die Konstruktion der Brücke einschließlich Herstellungsmethode und Installation der Messtechnik beschrieben. Über den Zeitraum von acht Jahren werden die Messergebnisse in ihrer Gesamtheit sowie auch in einzelnen ausgewählten Detailmessperioden dargestellt und den rechnerisch ermittelten Werten gegenübergestellt. Weiterhin erfolgt auch eine Gegenüberstellung der Ergebnisse der numerischen Simulationen der Betongelenke mit den in situ gemessenen Verformungen und analytisch errechneten Beanspruchungen. Die Ergebnisse über den Messzeitraum zeigen ein sehr träges Temperaturverhalten und sehr geringe Verdrehungen an den Betongelenken. Des Weiteren sind anhand der Messergebnisse zeitabhängige Verformungen des Betons deutlich erkennbar.

Long-Term Measurements of a Post-tensioned Integral Frame Bridge with Reinforced Concrete Hinges - Comparison of Measurement Results with numerical Simulations - an Observation after 8 Years of Monitoring
As part of the research project, initiated by ÖBB-Infrastruktur AG, the construction of a road bridge within the project Semmering Base Tunnel in Austria with extensive long-term measurements were carried out from the beginning of the construction works of the bridge in 2014 up to now. The bridge structure consists of an integral prestressed frame bridge with concrete hinges. During the construction of the bridge, monitoring sensors were installed both in the concrete structure before concreting and on the surface of the structure in order to measure deformations, strains, temperature changes and earth pressure stresses. The measurements have now been running for a period of 8 years since the construction of the bridge and the lowering of the formwork. In this context, extensive measurements within an other project were also made and investigations of temperature stresses on bridges as well as laboratory and large-scale tests on reinforced concrete hinges. The present article describes the construction of the bridge including the erection method and the installation of the monitoring and sensor technology. Over a period of 8 years, the measurement results are presented in the overview as well as in the detailed measurement periods and compared to the calculated approaches. Furthermore, the results of numerical simulations of the concrete hinges were compared with deformations measured in-situ. The results show a very slow temperature respone due to change of air temperature and small rotations of the concrete hinge. Furthermore, the long-time deformations of the concrete structure can be clearly identified in the results.

Infraleichtbeton ist nun - nach zehn Jahren Forschung an der TU Berlin und einem ersten Haus, das sich seit zehn Jahren bewährt - reif für die Praxis. Die Risiken, die er wie jede Neuerung mit sich bringt, sind jetzt überschaubar. Für diejenigen, die diesen Hochleistungsbeton als tragende Wärmedämmung einsetzen oder weiter erforschen wollen, ist in diesem Beitrag zuerst das Wichtigste zu solchen sehr leichten Betonen, die Sichtbetonbau praktisch ohne zusätzliche Dämmmaßnahmen ermöglichen, zusammengefasst. Die weiteren Ergebnisse der bisherigen Forschung der Autoren und laufende Untersuchungen werden danach ausführlich vorgestellt. Die werkstoffgerechte Durchbildung konstruktiver Details und das gestalterische Potenzial solch neuartiger Betone wird ebenso besprochen wie die für die Umsetzung bisher noch nötige Zustimmung im Einzelfall (ZiE) für Infraleichtbeton. Zum Schluss werden die wenigen bisher gebauten und gerade in Planung befindlichen Gebäude aus Infraleichtbeton vorgestellt.

Infra-Lightweight Concrete: Ready for practice
After ten years of research at the TU Berlin and a first house, which has proved successful for ten years, Infra-Lightweight Concrete is now ready for practice. The risks that any innovation takes are now manageable. For those who want to use or further explore this high-performance concrete as a load-bearing thermal insulation, this paper first summarizes the most important things about such very light concretes, which allow for fair-faced structures without any additional heat insulation measures. The further results of our recent and ongoing research are presented in detail. The material-compatible development of structural details and the design potential of such new concretes are discussed as well as the project-specific approval in the individual case that is required so far in practice. In the end, the few buildings that have been built until now and are currently being planned are presented.