Journal articles
Author(s) | Title | Journal | Issue | Page | Category |
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Gengnagel, Christoph; Brechenmacher, Emil | Kappe+ - Überprüfung einer traditionellen Bauweise auf ihre Leistungsfähigkeit für das Bauen von morgen | Bautechnik | 1/2023 | 45-54 | Berichte |
AbstractDeckensysteme sind aufgrund ihres Materialvolumens eine der größten Herausforderungen im Geschossbau auf dem Weg zu klimaschonendem Bauen. Hier erweist sich die traditionelle gemauerte Kappendecke als robuste leistungsfähige Alternative mit Innovationspotenzial. Im Vergleich zu weitverbreiteten Stahlbetonflachdecken erfordert ihre Herstellung nur 50 % der grauen Energie. Zu weiteren Untersuchung ihres Anwendungspotenzials wurden sechs Deckensysteme für eine Büro- oder Schulnutzung vergleichend untersucht. Für diese Konstruktionen wurden auf Basis einer Vordimensionierung detaillierte Lebenszyklusanalysen (LCA) durchgeführt. Während die Stahlbetonflachdecke ein Global Warming Potential (GWP) von 136 kgCO2e/m2 hat, erreicht die Kappendecke im günstigsten Fall einen Wert von nur 64 kgCO2e/m2. Neben der Bewertung des Energieeinsatzes in der Herstellung werden sowohl auf Material- als auch auf Konstruktionsseite die Prinzipien der Circular Economy angewendet. Im Rahmen von Praxisexperimenten wurden an der historischen Konstruktion drei Transformationen vorgenommen: So entsteht durch die Substitution der Stahlträger im System durch Holz ein neuartiges Holz-Mauerwerk-Hybridsystem. Mithilfe digitaler Fertigungswerkzeuge wird eine wirtschaftliche und zeitgemäße Herstellungsweise aufgezeigt. Durch die Optimierung der verwendeten Ziegelsteine wird die Rohdecke um akustische Eigenschaften multifunktional angereichert. x | |||||
Dietsch, Philipp; Sandhaas, Carmen; Ruff, Daniel; Ummenhofer, Thomas | 100 Jahre Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine Karlsruhe | Bautechnik | 1/2023 | 55-61 | Berichte |
AbstractDie Berufung von Prof. Dr.-Ing. Ernst Gaber an die Technische Hochschule Karlsruhe im Jahr 1921 markierte den Startschuss des Prüfraums Gaber, aus dem später die Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine hervorging. Heute ist die Versuchsanstalt Teil des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und besteht aus den Abteilungen Holzbau und Baukonstruktion sowie Stahl- und Leichtbau. Der folgende Beitrag blickt auf die Geschichte dieser Einrichtung zurück. x | |||||
Bautechnik aktuell 1/2023 | Bautechnik | 1/2023 | 63-66 | Bautechnik aktuell | |
AbstractWettbewerbe: x | |||||
Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Bautechnik | 1/2023 | 66 | Veranstaltungskalender | |
Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 1/2023 | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | Inhalt | ||
Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 1/2023 | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | Titelbild | ||
Abstract
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Beton- und Stahlbetonbau: Inhaltsverzeichnis des 117. Jahrgangs 2022 | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | Jahresinhaltsverzeichnis | ||
Bergmeister, Konrad | Klimakrise oder Klimachance? | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 1-2 | Editorials |
Warter, Lukas; Kromoser, Benjamin | Ökologische Effizienz von Hochbaudecken - Aktuelle Systeme und Zukunftspotenzial | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 3-14 | Aufsätze |
AbstractDie Bauindustrie zählt zu den einflussreichsten Branchen hinsichtlich des anthropogenen Ressourcen- und Energieverbrauchs sowie des anfallenden Feststoffmülls (≥ 38 %). Die Entwicklung und Verwendung von Bauweisen und Baustoffen mit minimalem Umwelteinfluss über den gesamten Lebenszyklus ist somit von höchster Relevanz. Um den ökologischen Einfluss von Bauweisen und Baustoffen quantifizieren zu können, muss eine faktenbasierte Ökobilanzierung durchgeführt werden. Gegenwärtig ist dies meist nicht der Fall und objektive Vergleiche fehlen. Im Hochbau haben besonders Deckensysteme großen Einfluss auf die Gesamtbilanz der Tragstruktur. Deswegen widmet sich dieser Beitrag dem ökologischen Vergleich von unterschiedlichen Deckensystemen im Hochbau in Anlehnung an die EN 15804 und die EN 15978. Die Systemgrenzen sind mit den Lebenszyklusphasen Cradle-to-Gate und Cradle-to-Grave festgelegt worden. Insgesamt werden neun unterschiedliche Deckenarten aus Holz, Stahl, Beton wie auch deren Kombinationen im Rahmen unterschiedlicher statischer Systeme betrachtet. Alle Systeme wurden nach gängiger Ingenieurpraxis für die gegebenen Randbedingungen nach den aktuell gültigen Normen (ÖNORM, Eurocode) möglichst effizient dimensioniert. Die Ergebnisse zeigen, dass mit allen betrachteten Materialien ökologisch konkurrenzfähige Systeme umgesetzt werden können. Zentral sind jeweils ein Einsatz der Materialien entsprechend deren Eigenschaften und die Optimierung der Struktur sowie des Tragsystems. x | |||||
Hertel, Mareile; Rempel, Sergej | Bewertung neuer Betonrezepturen anhand der Druckfestigkeit und der Treibhausgasreduzierung im Herstellprozess | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 15-24 | Aufsätze |
AbstractDie Herstellung von Betonbauteilen muss zum Schutze des Klimas nachhaltiger werden. Ein Ansatz ist die grundlegende Veränderung der Betonrezepturen in ihren Ausgangsstoffen und Massenanteilen. Diese sind so zu verändern, dass der Einsatz primärer Rohstoffe signifikant reduziert wird, ohne die physikalischen Eigenschaften des Betons nachteilig zu verändern respektive zu verbessern. Dieser Aufsatz befasst sich mit aktuellen internationalen Forschungsergebnissen zu nachhaltigen, kreislaufoptimierten Betonmischungsrezepturen und deren erzielten 28-Tage-Druckfestigkeitswerten. Diese wurden mithilfe eines Analysemodells über die empirischen Druckfestigkeitswerte der Rezepturen und deren mögliche CO2-Einsparung im Herstellungsprozess bewertet. Die Veränderung des Treibhauspotenzials basiert auf einer reduzierten Sachbilanzstudie der Stoffströme. Die Auswertung der verfügbaren Daten ergab, dass insbesondere durch den Einsatz industrieller Abfall- und Nebenprodukte in Beton, wie Kupferschlacke, keramische oder Gießereiabfälle sowie Steinschlammpulver, ein nachhaltiges Ergebnis erzielt werden kann. Bei Verwendung dieser Produkte konnte sowohl eine rechnerische Einsparung des Kohlenstoffdioxidausstoßes als auch eine Zunahme der 28-Tage-Druckfestigkeit gegenüber der Vergleichsprobe erzielt werden. x | |||||
Zecherle, Katrin; Ricker, Marcus; Binde, Jan; Winkelmann, Jana; Haxter, Christina | Zugtragverhalten von Betonbauteilen mit getränkter Textilbewehrung aus Flachsfasern | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 25-35 | Aufsätze |
AbstractIn der letzten Zeit haben Naturfasern aufgrund ihrer umweltfreundlichen, wirtschaftlichen und mechanischen Eigenschaften bei der Verwendung als Verstärkung in Verbundwerkstoffen ein wachsendes Interesse in der Forschung geweckt. Trotz dieser Vorteile wurde das Tragverhalten von textilen Bewehrungen aus Naturfasern in Betonbauteilen bisher nicht systematisch untersucht. Die für Textilbetonbauteile entwickelten Bemessungsregeln beschränken sich deshalb auf textile Bewehrungen, die aus synthetischen Fasern hergestellt wurden. In diesem Beitrag wird das einaxiale Zugtragverhalten von Betonbauteilen mit einer Bewehrung aus Flachsfasertextilien (beschichtete Drehergewebe) untersucht. Dafür wurden Probekörper hergestellt und geprüft, wobei die Parameter der Textilien, z. B. der Schussfadenabstand, systematisch variiert wurden. Als Referenz wurden unbewehrte Dehnkörper geprüft. Die Eignung der Flachsfasertextilien als Bewehrung für einaxial auf Zug beanspruchte Betonteile zeigt sich sowohl durch eine signifikante Erhöhung der Bruchlast im Vergleich zu unbewehrten und unterbewehrten Betonbauteilen als auch durch fein verteilte Rissbilder. Die Kurven der Spannungs-Dehnungs-Diagramme können in drei für bewehrte Dehnkörper typische Bereiche unterteilt werden (Zustand I - ungerissen, Zustand IIa - Erstrissbildung und Zustand IIb - abgeschlossenes Rissbild). Die Abgrenzung der Bereiche ist mit zunehmendem Bewehrungsgrad deutlicher. x | |||||
Hondl, Timo; Glock, Christian | Kombinierte Betrachtung von Fahrbahnqualität, Lkw-Achslasten und der Lebensdauer von Betonbrücken | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 36-44 | Aufsätze |
AbstractDurch den steigenden Sanierungsbedarf von Straßenbrücken in Deutschland kommt der Planung für deren Erhalt und Neubau eine wachsende Bedeutung zu. Je genauer die vorhandenen Kenntnisse über die Einwirkungen sind, desto präziser können Prognosen der Lebensdauer eines Bauwerks sein. Dies trifft nicht nur im Brückenbau zu, auch im Automobilwesen werden im Zuge der Fahrzeugoptimierung detaillierte, zeitlich veränderliche Achslasten gemessen und simuliert. Einen besonderen Einfluss auf die ermittelten Achslasten hat die Fahrbahnqualität. Unter Verwendung dieser Daten und Simulationsmethoden ergibt sich für das Bauwesen die Fragestellung nach einem möglichen Zusammenhang zwischen Fahrbahnqualität und Lebensdauer einer Straßenbrücke. Durch höhere Anforderungen an die Fahrbahnqualität im Bereich von Brücken könnten dynamische Lasten reduziert und aufwendige Sanierungen des Tragwerks vermieden oder verzögert werden. Zur Untersuchung eines möglichen Zusammenhangs wird im Folgenden ein Vorgehen zur Bestimmung des Einflusses der Fahrbahnqualität auf die Lebensdauer von Straßenbrücken vorgestellt. Hierfür werden realitätsnahe Fahrbahnoberflächen generiert und dazu verwendet, an einem gekoppelten Bauwerk-Fahrzeug-System vereinfachte Achs- und Fahrzeugmodelle durch Fußpunktanregung in Schwingung zu versetzen. Die zeitlich veränderlichen Schnittgrößen des Bauwerks können darauf aufbauend rückgerechnet und auf ihr Schädigungspotenzial hin analysiert werden. Diese Methodik wird abschließend anhand eines Beispiels veranschaulicht. Es kann gezeigt werden, dass in diesem Fall ein deutlicher Zusammenhang zwischen Fahrbahnqualität und Lebensdauer erkennbar wird. x | |||||
Giesa, Tristan; Shirafkan, Nima; Nietznik, Martin; Rost, Markus | Ganzheitliche Simulation von Turmabbrüchen | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 45-56 | Aufsätze |
AbstractBei dem kollabierenden Abbruch von turmartigen Bauwerken wie Schornsteinen, Kühltürmen oder Fernmeldetürmen abseits der “grünen Wiese”, also im Baubestand, sind für das Umfeld kritische temporäre Bauzustände zu untersuchen, die sich mit einer normgerechten Analyse nicht im Detail abbilden lassen. Zur fachgerechten, sicheren und kosteneffizienten Planung und Durchführung solcher Abbrüche ist es erforderlich, diese Zustände zu identifizieren, um u. a. auch Risiken abschätzen zu können. In diesem Beitrag wird eine Serie von modernen numerischen Methoden vorgestellt, mit der Abbruchzustände an diesen Bauwerken ganzheitlich beschrieben werden können: von der nichtlinearen Abbruchstatik über die Einsturzsimulation mit Finiten Elementen und diskreten Partikeln bis zur Schwingungssimulation. Hierbei liegt die Innovation in der Verknüpfung der Methoden zur Erlangung einer zuverlässigen Erschütterungsprognose für Abbruchprojekte. Damit können Schäden an der Infrastruktur vermieden und ein wirtschaftlicher Abbruch durch kontrollierten Kollaps oder Sprengung ermöglicht werden. An zwei konkreten Praxisbeispielen, einer Schornsteinsprengung und einem Kühlturmabbruch per kontrolliertem Kollaps, werden die Funktion und Interaktion der Simulationen erläutert. x | |||||
Raiyan, Eman; Khorgade, Prathamesh; Hückler, Alex; Schlaich, Mike | Nichtlineare Ermittlung der Spannungszunahme im CFK-Spannglied eines verbundlos vorgespannten Trägers | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 57-68 | Aufsätze |
AbstractDieser Beitrag befasst sich mit der nichtlinearen Ermittlung der Spannungszunahme in Spanngliedern aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) in verbundlos vorgespannten Spannbetonträgern. Dafür wird zu Beginn ein Verfahren vorgeschlagen, anhand dessen die Spannungszunahme im Spannglied für jeden Lastschritt, vom Anfangszustand bis zum Bruchzustand, berechnet werden kann. Vom Anfangszustand bis zum Risszustand ist hierbei ein lineares Verfahren und vom Risszustand bis zum Bruchzustand ein iteratives Verfahren zielführend. Anschließend wird dieses Verfahren auf einen hypothetischen Spannbetonträger mit verbundlosen CFK-Litzen angewendet. Die daraus resultierenden Ergebnisse werden anschließend mit zwei verfügbaren Normen verglichen. Die empirische Spannungszunahme gemäß DIN EN 1992-1-1 (EC2) liegt deutlich unterhalb des in der nichtlinearen Berechnung ermittelten Werts und führt zu einer unwirtschaftlichen Bemessung der kostspieligen Spannglieder. Die Berechnung nach der kanadischen Norm (CAN/CSA-S806-02) hingegen liegt um ca. 20 % oberhalb des Werts aus der eigenen Berechnung. Zuletzt wird im Rahmen einer Parameterstudie der Einfluss aus der Menge an schlaffer Bewehrung und Spannbewehrung auf die Spannungszunahme im CFK-Spannglied untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine höhere Menge an Spannbewehrung die Spannungszunahme im Spannglied reduziert, während eine höhere Menge an schlaffer Bewehrung die Spannungszunahme erhöht. x | |||||
Beton- und Stahlbetonbau aktuell 1/2023 | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 69-73 | Beton- und Stahlbetonbau aktuell | |
AbstractNachrichten: x | |||||
Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Beton- und Stahlbetonbau | 1/2023 | 73-74 | Veranstaltungskalender | |
TBM DiGs 2022 | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | Cover Pictures | ||
AbstractThe 27 km long second track between Divaca and Koper is one of Slovenia's most important infrastructure projects and includes seven tunnels with a total length of approx. 20.5 km. For tunnel T7 - Mlinarji above the Ospska valley in rni Kal, DSI Underground supplies all ground support equipment. (photo: DSI Underground) x | |||||
Content: Geomechanics and Tunnelling 1/2023 | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | Contents | ||
Geomechanics and Tunnelling: Table of contents Volume 15 (2022) | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | Annual table of contents | ||
Galler, Robert | International tunneller meeting in Leoben / Internationales Tunnelbauer-Treffen in Leoben | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | 2 | Editorials |
News: Geomechanics and Tunnelling 1/2023 | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | 3-12 | News | |
AbstractFinal major tunnelling contract awarded for Sydney Metro West - Letzter großer Tunnelbauauftrag für Sydney Metro West vergeben x | |||||
Lehmann, Gabriel; Käsling, Heiko; Praetorius, Steffen; Seng, Frederic; Thuro, Kurosch | Small-diameter tunneling in difficult ground - Analysis of TBM performance in hard rock | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | 15-21 | Topics |
AbstractSmall-diameter tunneling in hard rock is increasingly widespread due to the need for new and longer utility tunnels comprising sewer, stormwater, freshwater, or hydropower as well as cable tunnels and casings for pipelines transporting gas or hydrogen. Utility tunnels have to deal with a wide range of geological settings, like small overburden, weathered rock, rock-soil transitions, as well as fractured or intact hard rock with high strength and abrasivity. A database has been created including 35 hard rock projects with diameters between 1 and 5 m as well as more than 70,000 m of tunnel alignments, with a median drive length of less than 500 m. Challenges in creating it and some early interpretations based on the contents of the database are presented. Details about an exemplary pipe jacking project in basement rocks in Brittany, France, are given. The large variety in this small-diameter range in hard rock includes different TBM types, cutterhead designs, cutter types, and geotechnical conditions. Potential pitfalls in small-diameter TBM data analysis are shown and general drive parameter trends and penetration prediction approaches are presented and set in relation to the geotechnical conditions. Our analysis shows that difficult ground conditions do not only incorporate rocks with very high strength, but also generally weak rocks like schist or limestone could be responsible for low penetration rates and high thrust forces. x | |||||
Bisenberger, Tobias | Innovative contract and compensation model in mechanised tunnelling - Calculation of the deviating construction time based on digital excavation and process data | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | 22-27 | Topics |
AbstractThe handling of a tunnel construction project poses great challenges for all those involved. Variables that cannot be clearly quantified can arise during the entire process of the project. The subsoil in tunnelling is one of these parameters which is difficult to forecast. The geological and hydrogeological conditions must be assessed during the planning phase with the help of exploratory measures and from the experience from projects that have already been built. x | |||||
Hassanpour, Jafar; Goodarzi, Saeed; Yagiz, Saffet; Rostami, Jamal; Sarem, Milad Davari | Soft sedimentary rocks and their boreability characteristics in mechanised tunnelling projects | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | 28-37 | Topics |
AbstractSoft sedimentary rocks are frequently found in many mountainous regions of the world like Zagros Mountains located in the south and west of Iran, where most of Iran's water conveyance projects have been constructed or are under construction. These rocks usually contain considerable amounts of different types of clay minerals. The clay mineral-rich rocks cause many problems in the deep and long mechanised tunnelling projects. In particular, the boreability of these rocks is very different from other rocks, and due to their plastic behaviour and the lack of complete formation of chips during the cutting process by disc cutters, the prediction of cutterhead penetration in these rocks, with existing models, is often inaccurate. In this paper, a new model for estimating the disc cutter penetration in these rocks is introduced, which is based on data obtained from the main tunnelling projects completed in sedimentary rocks of Zagros Mountains. Then, the validity of the developed model is checked using actual data obtained from a tunnel recently constructed in the area. The new model can offer a more accurate estimate of machine performance in similar rocks. x | |||||
Poisel, Alexander; Meier, Alexander; Bach, Dietmar | The application of the guideline for the geotechnical design of underground structures with TBM excavation in Austria | Geomechanics and Tunnelling | 1/2023 | 38-46 | Topics |
AbstractIn 2013, the Austrian Society for Geomechanics published the Guideline for the Geotechnical Design of Underground Structures with TBM Excavation. The Guideline contains general procedures for the geotechnical design and construction. In the design phase, the first steps are evaluating different ground conditions by classifying different ground types, different ground behaviours, their categorization into ground behaviour types, and the determination of construction measures derived from the ground behaviour. On this basis the expected system behaviour in each system sector of the tunnel boring machine (TBM) is predicted and described in detail to enable comparison in the construction phase. In the construction phase, geotechnical relevant ground parameters as well as observations regarding the actual system behaviour are recorded and compared with the assumptions of the design. The geotechnical design is updated continuously based on the encountered ground conditions and geotechnical observations. The improved quality of the geotechnical model allows an optimization of the construction while meeting all safety and environmental requirements. In the first part of the article, the general procedures of the guideline are described and parameters to describe the system behaviour in each system sector adequately are listed. In the second part of the article, the implementation of the guideline during design and construction at the Semmering Basetunnel in Austria is described. x |