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Lasttragende Bauteile wie Erdgeschossstützen von Hochhäusern oder Brückenpfeiler, ausgeführt als Verbundkonstruktion, gewährleisten vermehrten Schutz bei Nahdetonation. Opferzellen, die um den Stützenquerschnitt konstruiert sind, schaffen zusätzliche Sicherheit. Sie bewirken, dass die Anströmfläche der Stütze erst bei relativ hohen reflektierten Drücken einreißt - meist an der Geländeoberkante. Untersucht wird, welcher Opferzellenquerschnitt durch Druckverteilung und Energieabsorption einen effektiven Schutz der abgeschirmten lasttragenden Stütze bietet. Außerdem wird der Frage nachgegangen, inwieweit der schichtweise alternierende Aufbau von verformbarem Material geringerer Dichte und von massigem Material hoher Steifigkeit im Opferzellenquerschnitt durch Impedanzfehlanpassung die lasttragende Stütze schützt. Impedanzfehlanpassung führt zu einer verstärkten Reflexion der Schockwellen und dadurch zu einer Reduzierung ihrer Transmission. Eine Schockwellenreflektion innerhalb des Opferzellenquerschnitts wirkt sich folglich günstig auf die zu schützende Konstruktion aus.
Die Ergebnisse veranschaulichen das Schutzpotential und die Wirksamkeit von Opferzellen im Vergleich zu anderen Schutzmaßnahmen wie der Verwendung nachgiebiger Auflagerbedingungen und der Variation des Stützenquerschnitts. Die in Vergleichsberechnungen gewonnenen Erkenntnisse werden in einem Bemessungsdiagramm zusammengefasst. Die Resttragfähigkeit der Stütze wird als Indikator für die Effektivität der untersuchten Schutztechnologien vorgestellt.

Multi-layer composite sacrificial cells to protect columns against close-standoff blast.
Composite cross sections have been shown to be generally well suited for constructing explosion-resistant load-bearing structural members, such as columns or bridge piers, with high protection demands. Composite sacrificial cells which are built around the member's cross section enhance the protection of columns and piers exposed to high dynamic loading. Due to energy absorption outside the load-carrying cross section the reflected pressure and induced shock wave are significantly reduced. It is investigated whether the layer sequence of two distinct materials (a less dense, more deformable material versus one that is denser and stiffer) is measurably different for protection of other material layers including the structural member's inner core. We also study whether shock wave reflection and reduced transmission of shock waves, achieved with specific material layering in sacrificial cells, practically result in significant protection of the underlying structure.
We also compare the protection potential of sacrificial cells with the effectiveness of other protective measures such as the variation of boundary condition and the cross section design. The paper finalizes with an elaborate design diagram which summarizes the residual axial capacity of columns after the blast event and the extent of damage when using sacrificial cells.

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Beim Nachweis ausreichender Tragsicherheit biegedrillknickgefährdeter Träger wird häufig die stabilisierende Wirkung angrenzender Bauteile in Rechnung gestellt. Die Aufnahme der Stabilisierungskräfte muß dabei gewährleistet sein. Im folgenden Beitrag wird das Tragverhalten des Systems "Träger - Aussteifung" im Hinblick auf die Stabilität und die Beanspruchung nach Theorie II. Ordnung behandelt. Neben dem Einfluß unterschiedlicher Schnittkraftverläufe, Imperfektionsannahmen und Querschnittsausbildungen werden verschiedene Aussteifungsmaßnahmen und deren Wechselwirkungen untersucht. Auf der Grundlage der Energiemethode wird eine Näherungslösung für das Verzweigungsproblem und das Spannungsproblem Theorie II. Ordnung hergeleitet. Letztere liefert die Beanspruchungen sowohl des biegedrillknickgefährdeten Trägers als auch der aussteifenden Bauteile. Die Anwendung wird an einem Beispiel gezeigt.

The impact of heavy trucks on a bridge substructure can lead to progressive collapse of the bridge superstructure, and to disastrous accidents. This type of load should therefore be taken into consideration, especially in the design of motorway bridges. For some structural arrangements, vehicle impact is the decisive loading for the design of the bridge substructure. This paper presents verification of the detailed procedures given by European standard EN 1991-1-7 for bridge pier impact load - dynamic analysis, which is compared with the outcomes from a detailed finite-element model (FEM) of a truck impact prepared using AUTODYN software. A nonlinear material model of concrete with damage and strain-rate effect is used to assess the impact performance of a bridge pier. The paper further presents the results of a numerical study focused on the influence of different types of bridge pier reinforcement arrangement on their resistance to vehicle impact. The performance of various types of reinforcement is analysed and compared. Practical recommendations are drawn for the design of bridge piers which can be subjected to vehicle impacts in an urban environment.

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Energieeffizienzpakt unterzeichnet
Bayrischer Denkmalpflegepreis 2014 ausgelobt

Für das 60 m hohe Holz-Beton-Hybridhochhaus Arbo auf dem Suurstoffi-Areal in Rotkreuz (CH) zeichneten als Holzbauingenieure die Pirmin Jung Schweiz AG verantwortlich. Sie entwickelten ein Stützen-Decken-Kern-System, das einen klassischen Skelettbau bildet und einen hohen sichtbaren Holzanteil aufweist. Einzig der Kern und das Untergeschoss sind in Beton hergestellt. Weil Holz und Beton verschiedene Materialeigenschaften aufweisen, waren kritische Punkte zu lösen. Ebenso bedingt der Kräftefluss an der Schnittstelle von Holz und Beton komplexe Details - aus bauphysikalischen, statischen und brandschutzspezifischen Gründen -, denn neben dem unterschiedlichen Materialverhalten von Beton, Holz oder ihrem Verbund prallen mit den Gewerken auch unterschiedliche Umgangsformen, verschiedene Toleranzen und ein anderes Handling aufeinander. Arbo ist daher ein Lehrbeispiel, wie ein Holzhybridbau aktuell umsetzbar sein kann und das beispielhaft ist für nachfolgende Bauten in der Schweiz und in Europa. Auch solche in einer reinen Holzkonstruktion.

Reaching new heights with a wood hybrid
Pirmin Jung Schweiz AG as the structural timber engineer was responsible for Arbo, the 60 m timber-concrete hybrid high-rise of the Suurstoffi development in Rotkreuz (CH). They developed a column-slab-core system that forms a classic skeleton structure and has a high visible timber content. Only the core and the basement are made of concrete. Because wood and concrete have different material properties, critical issues had to be solved. The connection between the timber construction and concrete core was equally challenging, especially due to the fire protection and the aesthetic requirements. Besides the different material properties of timber, concrete and the composite floor structure, the trades also clash with different ways of handling and different tolerances. Arbo is therefore a teaching example of how a timber hybrid building nowadays can be designed and which is exemplary for subsequent buildings in Switzerland and in Europe. Even those in a pure timber construction.

Die von 1906 bis 1910 im ehemaligen Landhausstil entworfenen und errichteten Gebäude und Hallen einer der modernsten Vieh- und Schlachthofanlagen seiner Zeit mit dem gerade entwickelten "Eisenbeton" als neuen Baustoff für Tragkonstruktionen waren auf Erhaltung und mögliche Umnutzung für die heutigen Ziele einer Messebebauung bautechnisch zu untersuchen, teilweise zu ändern und instand zu setzen. Im folgenden werden einige innovative Lösungen zur durchgeführten Sanierung und Verstärkung der "Eisenbetonkonstruktionen" unter Beachtung der damals verwendeten Betone und Betonstähle dargelegt, wobei die jeweils unterschiedlichen Schäden und Ursachen einerseits und die denkmalpflegerischen sowie neuen funktionellen und statischen Erfordernisse andererseits ganzheitlich beachtet wurden.

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