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Author(s)TitleJournalIssuePageCategory
Schacht, Gregor; Bolle, Guido; Curbach, Manfred; Marx, SteffenExperimentelle Bewertung der Schubtragsicherheit von StahlbetonbauteilenBeton- und Stahlbetonbau6/2016343-354Fachthemen

Abstract

Die experimentelle Bewertung eines Stahlbetonbauteils mit der Gefahr eines möglichen spröden Schubversagens ist aufgrund der geringen Duktilität und damit Vorankündigung des Versagens bisher nicht durch die Richtlinie für Belas-tungsversuche des DAfStb abgedeckt. Dieser Beitrag fasst die theoretischen und experimentellen Untersuchungen aus [1] zusammen, die durchgeführt wurden, um eine sichere experimentelle Tragsicherheitsbewertung bei vorwiegender Schubbeanspruchung zu ermöglichen. Um die spröden Versagensprozesse während des Versuchs zeitlich und räumlich besser auflösen zu können, wurde eine Kombination modernster Messverfahren eingesetzt. Es werden die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen berichtet und Empfehlungen für die experimentelle Versuchsdurchführung abgeleitet.

Experimental Evaluation of the shear bearing safety
The experimental evaluation of a reinforced concrete member with the danger of a brittle shear failure is yet not covered by the Guideline of the DAfStb for load testing because of the low ductile failure process. This paper describes the theoretical and experimental investigations carried out in [1] to allow a safe evaluation of the shear bearing safety in-situ. For a high resolution of the beginning failure processes a combination of modern measuring techniques was applied. The results of the experimental investigations are shown and discussed. Finally advises are given for the experimental evaluation of the shear bearing safety during load testing of reinforced concrete members.

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Schacht, Gregor; Bolle, Guido; Marx, SteffenBelastungsversuche - Internationaler Stand des WissensBautechnik2/201685-97Aufsätze

Abstract

Belastungsversuche sind in Deutschland seit 15 Jahren durch die Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) geregelt. Weiterentwicklungen der Bewertungsverfahren und die Einführung der Eurocodes führten dazu, dass der DAfStb eine Überarbeitung der bestehenden Richtlinie beschloss. Dieser Beitrag stellt die internationalen Regelungen zu Belastungsversuchen vor und gibt einen Überblick über die bekannten Bewertungsverfahren in verschiedenen Ländern. Neben der Beschreibung der gegenwärtigen deutschen Regeln wird gezeigt, welche Entwicklung die Anwendung von Belastungsversuchen in den USA in den letzten Jahren nahm und welche aktuellen Regeln dort bestehen. An praktischen Beispielen werden die deutschen und amerikanischen Regeln miteinander verglichen und Schlussfolgerungen zu Anforderungen an eine Neufassung der Richtlinie gezogen.

Load testing - international state of the art
For 15 years load testing in Germany is regulated by the guideline of the Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb). Further research activity resulted in an improvement of the existing evaluation criteria. This and the introduction of the Eurocode into practice led to the need to revise the existing guideline. This paper summarizes the actual international rules for load testing and compares the different existing evaluation criteria. In addition to the description of the german standard, the actual development of the method of load testing in the USA is shown. Practical examples compare the German and American guidelines. It is concluded which requirements are demanded for the amendment of the guideline.

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Schacht, Gregor; Bolle, Guido; Marx, SteffenMessen bei Querkraftversuchen - Technische Entwicklung und heutige MöglichkeitenBeton- und Stahlbetonbau12/2013875-887Fachthemen

Abstract

Der Beitrag gibt einen Überblick über die Entwicklung der messtechnischen Überwachung des Trag- und Verformungsverhaltens von schubbeanspruchten Stahlbetonbauteilen. Zunächst wird die chronologische Entwicklung der verwendeten Messtechniken bei Schubversuchen beschrieben und darauf aufbauend gezeigt, welche Messmethoden für heutige Untersuchungen zur Verfügung stehen bzw. angewendet werden. Für die verschiedenen Messaufgaben und Messziele bei Schubversuchen werden die Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Messverfahren vorgestellt und Empfehlungen für die messtechnische Erfassung von Strukturveränderungen während eines Versuchs gegeben. Die unterschiedlichen Messtechniken werden klassifiziert und bewertet, sodass Ingenieuren und Forschern eine Handlungsempfehlung für die Planung von zukünftigen Schubversuchen vorliegt.

Measuring in shear tests - Technical Development and actual possibilities
The paper gives an overview about the development of the measuring techniques used in the experimental investigations of the load bearing and deformation behavior of reinforced concrete elements in shear. After the historical development the today available measuring techniques for shear investigations are presented. It is shown for which measuring targets the different methods can be used and recommendations for the detection of smallest structural changes during the tests are made. The different measurement techniques are classified and evaluated, and therewith a guidance for the planning of the measuring techniques in future shear tests is given.

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Schacht, Gregor; Bolle, Guido; Marx, SteffenExperimentelle Tragsicherheitsbewertung von Stahlbetonbauteilen ohne QuerkraftbewehrungBautechnik11/2011757-764Fachthemen

Abstract

Für die experimentelle Untersuchung von bestehenden Stahlbetonkonstruktionen ist es entscheidend, dass das Tragverhalten unmittelbar während des Versuches genau analysiert und bewertet werden kann. Nur dadurch kann ein sich ankündigendes Versagen rechtzeitig erkannt und eine unzulässig starke Schädigung der Struktur vermieden werden.
Anders als beim Biegeversagen ist dies für gering-duktile Versagensarten, wie z. B. für das Schubversagen von Stahlbetonbauteilen ohne Bügelbewehrung, aufgrund ihrer geringen Vorankündigung bisher nicht sicher möglich.
Der Beitrag gibt einen Einblick in die Problematik der Bewertung der Schubbruchgefahr bestehender Stahlbetontragwerke und erläutert, welche Einflussparameter für eine Beurteilung, insbesondere im Zusammenhang mit Belastungsversuchen, zu berücksichtigen sind. In den durchgeführten experimentellen Untersuchungen wurden unterschiedliche Messtechniken (herkömmliche Verformungsmesstechnik, Photogrammetrie und Schallemissionsanalyse) mit einander kombiniert und hinsichtlich ihrer Eignung zur Registrierung bereits kleinster Strukturveränderungen untersucht.

Experimental Assessment of the structural safety of reinforced concrete structures without shear reinforcement.
For the experimental investigation of existing concrete structures it is crucial to be able to analyze and assess the load bearing behavior online during the loading test. Only this ensures that a pronouced failure or an inacceptable damage of the structure can be avoided in the test.
Unlike bending failure, this assessment is rather difficult and not yet securely possible for low-ductile types of failure, like the shear failure of reinforced concrete structures members without web reinforcement.
This paper explains the difficulties of assessing the danger of shear failures of reinforced concrete structures und discusses which main influencing factors have to be considered for an evaluation and especially for the case of a loading test. For the experimental tests, which have been carried out, different measuring techniques (usual deformation measurement techniques, photogrammetry and acoustic emission analysis) were combined and tested regarding their suitability for the detection of smallest structural changes.

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Schacht, Gregor; Fritsch, Christina; Voigt, Chris; Ewert, Eric; Arndt, RalfStructural Information Modeling - Die digitale Transformation der BauwerksdiagnostikMauerwerk4/2022143-151Berichte

Abstract

Bauwerksdiagnostische Untersuchungen sind die Voraussetzung für eine verlässliche Bewertung von bestehenden Tragwerken. Häufig fehlen konkrete und realistische Informationen über den tatsächlichen Bauwerkszustand und damit die Eingangsgrößen für die rechnerische Nachweisführung. Anders als bei Neubauten müssen diese Annahmen nicht geschätzt und durch zusätzliche Sicherheitselemente abgedeckt werden, sondern können zuverlässig mit ihrer tatsächlichen Eigenschaft sowie Streuung am Bestandstragwerk erfasst werden. Die Bauwerksdiagnostik bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, den Bestand und Zustand der Materialien sowie Konstruktionen realitätsgetreu zu erkunden. Die digitale Revolution des Bauwesens bedingt neue Konzepte, mit denen es gelingt, unsere bestehenden Tragwerke wesentlich effizienter und v. a. länger nutzen zu können. Der digitale Bauwerkszwilling ermöglicht die Zusammenführung und Verknüpfung von Daten unterschiedlichster Struktur und Herkunft. Damit müssen zwangsweise auch bauwerksdiagnostische Daten konsequent digitalisiert, in solche digitalen Zwillinge integriert und in Kombination mit den weiteren Bestands- und Zustandsdaten für den Nutzer aufbereitet werden. Dieser methodische Ansatz des Structural Information Modeling bildet die Grundlage für eine realistischere und zuverlässigere Bewertung bestehender Bauwerke.

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Schacht, Gregor; Fritsch, Christina; Voigt, Chris; Ewert, Eric; Arndt, RalfStructural Information Modeling - Die digitale Transformation der BauwerksdiagnostikBautechnik3/2022213-221Berichte

Abstract

Bauwerksdiagnostische Untersuchungen sind die Voraussetzung für eine verlässliche Bewertung von bestehenden Tragwerken. Häufig fehlen konkrete und realistische Informationen über den tatsächlichen Bauwerkszustand und damit die Eingangsgrößen für die rechnerische Nachweisführung. Anders als bei Neubauten müssen diese Annahmen nicht geschätzt und durch zusätzliche Sicherheitselemente abgedeckt werden, sondern können zuverlässig mit ihrer tatsächlichen Eigenschaft sowie Streuung am Bestandstragwerk erfasst werden. Die Bauwerksdiagnostik bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, den Bestand und Zustand der Materialien sowie Konstruktionen realitätsgetreu zu erkunden. Die digitale Revolution des Bauwesens bedingt neue Konzepte, mit denen es gelingt, unsere bestehenden Tragwerke wesentlich effizienter und v. a. länger nutzen zu können. Der digitale Bauwerkszwilling ermöglicht die Zusammenführung und Verknüpfung von Daten unterschiedlichster Struktur und Herkunft. Damit müssen zwangsweise auch bauwerksdiagnostische Daten konsequent digitalisiert, in solche digitalen Zwillinge integriert und in Kombination mit den weiteren Bestands- und Zustandsdaten für den Nutzer aufbereitet werden. Dieser methodische Ansatz des Structural Information Modeling bildet die Grundlage für eine realistischere und zuverlässigere Bewertung bestehender Bauwerke.

Structural Information Modeling - the digital transformation of building diagnostics
Building diagnostics are the prerequisite for a reliable evaluation of existing structures. Often, there is a lack of specific and realistic information about the actual condition of the structure and thus the input variables for the numerical verification. In contrast to new buildings, these assumptions do not have to be estimated and covered by additional safety elements but can be reliably measured with their actual properties as well as their scatter on the existing structure. Building diagnostics offers a multitude of possibilities to realistically assess the existing structure and the condition of materials as well as structures. The digital revolution in the construction industry implies new concepts that will make it possible to use our existing structures much more efficiently and, above all, for a longer period of time. The digital twin enables the merging and linking of gigantic data of the most diverse structure and origin. This means that structural diagnostic data must also be consistently digitized, integrated into digital twins and, in combination with the other inventory and condition data, prepared for the user in an intuitive manner. This methodical approach of Structural Information Modeling forms the basis for a more realistic and reliable assessment of existing structures.

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Schacht, Gregor; Hampel, Torsten; Curbach, ManfredTemporärer Korrosionsschutz von Spanngliedern - Stand des Wissens und ErfahrungsberichtBeton- und Stahlbetonbau8/2014524-533Fachthemen

Abstract

Im Spannbetonbau kann es aus unterschiedlichen Gründen zu einer zeitlichen Verzögerung zwischen Einbau, Vorspannen und Verpressen von Spanngliedern kommen, was es erforderlich machen kann, eingebaute Spannglieder für eine gewisse Zeit sicher vor einer Korrosion zu schützen. Der Beitrag gibt zunächst einen Überblick über bekannte Untersuchungen und Erfahrungen bei der Anwendung verschiedener temporärer Korrosionsschutzmaßnahmen an Versuchskörpern und Brückenbauwerken. Im Anschluss werden über die Erfahrungen aus einer praktischen Anwendung einer Lufttrocknung bei einem Brückenbauwerk berichtet und der Korrosionszustand der Spannglieder beurteilt. Abschließend werden Empfehlungen abgeleitet, unter welchen Voraussetzungen der temporäre Korrosionsschutz durch eine Trockenluftspülung sicher und zuverlässig gewährleistet werden kann.

Temporary corrosion protection - State of the Art and Field Report
In prestressed concrete constructions there are different reasons for time delays between manufacturing, prestressing and grouting of prestressing tendons, which can require a temporary corrosion protection of the build-in and pretensioned tendons for a certain time period. The paper gives an overview of the experimental investigations and experiences in the application of different temporary corrosion protection methods in laboratory test and bridges. Afterwards the experiences of a practical application of a dry air corrosion protection at a bridge construction are presented and the state of corrosion of the tendons is analyzed. Finally recommendations are derived, under which conditions a save and reliable temporary corrosion protection with dry air can be achieved.

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Schacht, Gregor; Hoffmann, Nora; Marx, SteffenFedergelenke - Anwendung im Hoch- und BrückenbauStahlbau12/2013903-910Fachthemen

Abstract

Gelenkkonstruktionen aus Beton werden seit gut 100 Jahren erfolgreich im Hoch- und Brückenbau eingesetzt. Die von Augustin Mesnager entwickelten Federgelenke zählen dabei zu den unvollkommenen Betongelenken. Diese Gelenke sind wartungsfrei, wirtschaftlich und besitzen gegenüber unbewehrten Betongelenken nach Eugène Freyssinet aufgrund der gekreuzten Bewehrungsstähle eine erhöhte Beanspruchbarkeit gegenüber Querkräften.
Der Beitrag gibt einen Überblick über die Entwicklung der Gelenkform von der ersten Idee Mesnagers bis zur erfolgreichen Anwendung im Hoch- und Brückenbau. Es werden die durchgeführten experimentellen Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten der Federgelenke vorgestellt. Die wesentlichen Erkenntnisse werden zusammengefasst und Empfehlungen für die Bemessung und Konstruktion von Betongelenken bei großen Querkrafteinwirkungen abgeleitet.

Use of semi-articulations in structural and brigde engineering.
Concrete hinges have successfully been used in civil engineering constructions since over 100 years. Semi-articulations invented by Augustin Mesnager are classified as incomplete concrete hinges. These hinges are maintenance-free, economically and because of the crossed reinforcing bars in the hinge throat they are able to carry higher shear forces than unreinforced concrete hinges after Eugène Freyssinet.
This paper gives an overview of the historical development of this type of hinge from the first idea of Mesnager till the successful use in civil engineering structures and bridges. The known experimental investigations of the bearing and deformation behavior are presented. The main findings are summarized and recommendations for the design and construction of concrete hinges under high shear forces are given.

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Schacht, Gregor; Käding, Max; Bolle, Guido; Marx, SteffenKonzepte für die Bewertung von Brücken mit SpannungsrisskorrosionsgefahrBeton- und Stahlbetonbau2/201985-94Fachthemen

Abstract

Die Anzahl von Brücken im Netz der Straßenbauverwaltungen und der DB AG, die mit spannungsrisskorrosionsgefährdetem Spannstahl hergestellt wurden, ist nach wie vor hoch. Zwar existieren Vorschriften, die eine rechnerische und materialtechnische Beurteilung weitestgehend regeln, jedoch führen diese nicht immer zweifelsfrei zu einem (gewünschten) eindeutigen Ergebnis und der endgültigen Festlegung geeigneter Maßnahmen. Die messtechnische Dauerüberwachung spielt in diesem Zusammenhang bisher eine untergeordnete Rolle, obwohl die im Bauwerk ablaufenden Degradationsprozesse und deren Folgen bei Anwendung geeigneter Messverfahren sehr gut aufgelöst werden können und durch den kontinuierlichen Informationsgewinn jederzeit Aussagen zum Bauwerkszustand möglich sind. Der vorliegende Beitrag gibt zunächst einen Überblick über die existierenden Vorschriften und zeigt die Möglichkeiten und Grenzen der darin empfohlenen Methoden auf. Anschließend wird je ein Beispiel für die Umsetzung einer Überwachungsaufgabe an einem Bauwerk mit und ohne rechnerischem Ankündigungsverhalten vorgestellt.

Concepts for the assessment of bridges with the risk of stress corrosion cracking
The networks of the road construction authorities and DB AG still contain a significant number of bridges manufactured with steel endangered by stress corrosion cracking. Although there are guidelines that provide computational and material assessment, they do not always lead to a (desired) result and the final definition of appropriate measures. In this context permanent monitoring has played a subordinate role, even though the degradation processes and their consequences occurring in the structure can be excellently resolved and the continuous information gives the possibility to state the condition of the structure at any time. The present article composes the existing rules and shows the possibilities and limitations of the recommended methods. Subsequently, examples for the implementation of monitoring systems are presented each for a building with and without computational announcement before collapse.

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Schacht, Gregor; Kögel, Jens; Schwede, Stefan; Heinemann, Alexander; Haase, GeorgDie Neue Friesenbrücke bei Weener - Entwurf der größten Hub-Drehbrücke EuropasBautechnik6/2023334-343Berichte

Abstract

Im Dezember 2015 wurde die historische Friesenbrücke durch einen Schiffsanprall zerstört. Dabei wurde der bewegliche Brückenteil, eine Scherzer-Klappbrücke, so stark beschädigt, dass eine Instandsetzung wirtschaftlich nicht mehr möglich war. Die DB Netz AG hat die ARGE Friesenbrücke damit beauftragt, verschiedene Varianten eines 1:1-Ersatzes und einer Erneuerung der Brücke zu untersuchen. Unter Beachtung aller Randbedingungen fiel die Wahl auf die Erneuerung der Friesenbrücke als Hub-Drehbrücke mit einer Spannweite von ca. 143 m. Die Friesenbrücke hat eine Gesamtlänge von 337 m und überführt die eingleisige Strecke von Ihrhove nach Nieuweschans (NL). Die neue Hub-Drehbrücke ermöglicht eine lichte Schifffahrtsöffnung von 56,60 m. Neben den Anforderungen an einen sicheren Eisenbahnbetrieb auf einer eingleisigen Strecke mit Anbindung an das Netz der niederländischen Eisenbahninfrastruktur im Zuge der Ausbaubestrebungen in Richtung Groningen waren bei der Neuplanung insbesondere die Gegebenheiten zu berücksichtigen, welche sich zusätzlich aus den Anforderungen der Wasserstraße aus der Einhaltung der Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs ergeben. Die schwierigen Baugrund- und Wasserbedingungen auf der tideabhängigen Seeschifffahrtsstraße erfordern zum Teil aufwendige Baubehelfe, Sicherungsmaßnahmen und große Flusspfeiler.

The new Friesen bridge near Weener - design of Europes largest lift-swing-bridge
The historic Friesen bridge was destroyed by a ship impact in December 2015. The movable bridge part, a rolling bascule bridge (Scherzer bridge) was totally destroyed and excluded the possibility of an economic rehabilitation. The ARGE Friesenbrücke was engaged by the DB Netz AG to investigate possible solutions of an one-to-one replacement and a new movable bridge construction. In compliance with all registrations the DB choose the design of a lift-swing bridge with a span of 143 m. The new Friesenbrücke has a total length of 334 m and carries the single track from Ihrhove to Nieuweschans (NL). The new lift-swing-bridges enables an opening width of 56.60 m. This opening width fulfils the requirements of the safety and lightness of the ship traffic and also allows a safe railway traffic and the connection to the network of the Dutch railway infrastructure. The difficult geotechnical conditions and the river Ems with tidal waters required sophisticated temporary construction, safety measures and large river piers.

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Schacht, Gregor; Müller, Lukas; Curbach, Manfred; Marx, SteffenSchubbruchgefahr von hochbautypischen StahlbetonplattentragwerkenBeton- und Stahlbetonbau9/2013592-602Fachthemen

Abstract

Der Beitrag beschreibt die Entwicklung der Schubbemessung von Stahlbetonplattentragwerken und vergleicht die zulässigen Schubspannungswerte der vergangenen Normengenerationen in Deutschland, sodass für die Bewertung bestehender Konstruktionen ohne Schubbewehrung eine Abschätzung der Querkrafttragfähigkeit möglich ist. Auch wird gezeigt, wie der Mindestwert der Querkrafttragfähigkeit schubunbewehrter Bauteile in DIN EN 1992-1-1/NA entstanden ist. Die in der Literatur vorhandenen Schubversuche an Plattentragwerken werden hinsichtlich ihrer Schubtragfähigkeit ausgewertet und mithilfe eines normativen Schubtales wird eine Empfehlung für den Ausschluss einer Schubbruchgefahr für Stahlbetonplatten formuliert.

Shear bearing behaviour of reinforced concrete slabs for building constructions
The paper describes the development of the shear design and the construction of reinforced concrete plates and compares the allowable shear stresses of the different previous code generations in Germany, with which the evaluation of the shear bearing capacity of existing concrete structures without shear reinforcement is possible. It is also shown on which basis the minimum value of the shear bearing capacitiy of elements without shear reinforcement according to DIN EN 1992-1-1/NA has been developed. Experimental investigations of the shear bearing behaviour of concrete slabs are evaluated. With the help of a code based shear valley a recommendation is given with which the danger of shear failure of reinforced concrete plates is excluded.

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Schacht, Gregor; Müller, Lukas; Kromminga, Sven; Krontal, Ludolf; Marx, SteffenTragwerksplanung beim Rückbau von SpannbetonbrückenBautechnik1/20186-15Aufsätze

Abstract

Der Rückbau von Talbrücken in beengten Tälern oder in unmittelbarer Nähe zu unter Verkehr stehenden Überbauten erfordert neue Konzepte für den ingenieurmäßigen Rückbau. Analog zum Neubau müssen die Rückbauzustände ingenieurmäßig untersucht und die Standsicherheit nachgewiesen werden. Für Bauingenieure ergeben sich hier neue Herausforderungen, die innovative Lösungsansätze und kombinierte Nachweise aus rechnerischen und experimentellen Untersuchungen verlangen.

Structural engineering in dismantling of concrete bridges
The deconstruction of viaducts in constricted valleys or in immediate vicinity of superstructures under traffic requires new engineer concept for the dismantling. Analog to new bridges the structural stability has to be proven for all states of deconstruction. This results in new challenges for civil engineers with innovative approaches and combined proofs with numerical and experimental investigations.

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Schacht, Gregor; Piehler, Jens; Marx, Steffen; Müller, Jens Z.A.Belastungsversuche an einer historischen Eisenbahn-GewölbebrückeBautechnik2/2017125-130Berichte

Abstract

Die Eisenbahn-Gewölbebrücke über die Aller in Verden wurde im Oktober 2015 nach über 150 Jahren außer Betrieb genommen und im Sommer 2016 endgültig abgebrochen. Durch das entstandene Zeitfenster zwischen Außerbetriebnahme und Abbruch ergab sich bei diesem Bauwerk die außergewöhnliche Chance, das Tragverhalten der Gewölbereihe experimentell mithilfe einer Probebelastung zu untersuchen. Ein Projektteam unter Führung des Instituts für Massivbau der Leibniz Universität Hannover führte im März und im Juni 2016 zwei Belastungsversuche durch und konnte das Tragverhalten des Gewölbes weit oberhalb des Gebrauchslastniveaus unter einer maximalen Belastung von ca. 570 t (!) untersuchen. In den zwei Versuchen konnten unter anderem die Einflüsse der Stirnwand und der Abdichtungsschicht auf das Verformungsverhalten erfasst und durch eine Vielzahl lokaler und globaler Verformungsmessungen quantifiziert werden. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen sollen Rechenmethoden und -annahmen verbessert werden, damit die Tragsicherheit bestehender Gewölbebrücken zukünftig zuverlässiger und realitätsnäher bewertet werden kann.

Loading tests on an historic railway arch bridge
After 150 years in use the historic masonry arch bridge over the river Aller near Verden was taken out of service in October 2015 and was demolished in summer 2016. The time gap between decommission and demolition offered the ordinary chance for an experimental investigation of the load-deformation behavior of the arch-row by load testing. A project team under the leadership of the Institute of Concrete Construction of the Leibniz University Hannover has carried out two load test with a maximum load of 570 t (!) in March and June 2016. With the load tests the influence of the front wall and the sealing layer on the bearing behavior could be detected and also quantified with a great number of local and global deformation measurements. The experimental results are the basis for an improvement of the calculation methods and models to be able to evaluate the bearing safety of existing arch bridges more realistically.

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Schack, Tobias; Coenen, Max; Haist, MichaelBildbasierte Frischbetonprüfung - Teil 2: Granulometrische Eigenschaften der GesteinskörnungBeton- und Stahlbetonbau8/2023556-564Aufsätze

Abstract

Bereits heute ist absehbar, dass notwendige Veränderungen in der Betontechnologie zur Erreichung der Klimaschutzziele einen signifikanten Wandel in den typischerweise eingesetzten Betonzusammensetzungen zur Folge haben werden. Die eingesetzten Ausgangsstoffe werden immer vielfältiger und komplexer. Durch den Einsatz rezyklierter Ausgangsstoffe werden auch Schwankungen in den Ausgangsstoffeigenschaften signifikant zunehmen. Eine zielsichere und zeiteffiziente Ermittlung der granulometrischen Eigenschaften der verwendeten Gesteinskörnung ist somit insbesondere für sogenannte Ökobetone zur Sicherstellung gleichbleibender Qualitätsmerkmale von entscheidender Bedeutung. Es gilt zukünftig, mögliche Qualitätsabweichungen des Frischbetons resultierend aus Schwankungen der Ausgangsstoffe zeiteffizient zu ermitteln, um so schnellstmöglich entsprechende Anpassungen im Produktionszyklus vornehmen zu können. In diesem Beitrag wird daher eine bildbasierte Methodik zur digitalen Bewertung granulometrischer Eigenschaften der Gesteinskörnung im Rahmen der Ausbreitmaßprüfung vorgestellt. Damit wird das Eigenschaftsspektrum der bereits in Teil 1 dieses Beitrags vorgestellten bildbasierten Methodik, welcher die bildbasierte Ermittlung der Konsistenz und des Leimgehalts beschreibt, hin zu einer vollumfänglichen digitalen Frischbetonprüfung entsprechend erweitert.

Image-based quality control - part 2: granulometric properties
The changes in concrete technology necessary to achieve the climate protection targets will lead to a significant change in the concrete mixtures typically used. The raw materials used are becoming more diverse and complex. The use of recycled raw materials will also significantly increase the fluctuations in the properties of the raw materials. An Accurate and time-efficient determination of the granulometric properties of the aggregate is of crucial importance, especially for “eco-concretes”, in order to ensure consistent quality characteristics. As a natural raw material, the aggregate is subject to certain fluctuations to which such optimized concrete compositions can react relatively sensitively. In the future, it will be necessary to determine possible quality deviations of the fresh concrete resulting from fluctuations in the raw materials in a time-efficient manner in order to be able to make appropriate adjustments in the production process as quickly as possible. This paper presents an image-based quality control for the digital evaluation of granulometric properties of the aggregate as a part oft he flow table test. Accordingly, the range of properties of the image-based method already presented in Part 1 of this paper is extended to a fully comprehensive digital quality control. This paper presents the image-based determination of the granulometric properties of the aggregate as a part oft he flow table test. The determination is based on the image-based quality control described in part 1 of this paper.

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Schack, Tobias; Coenen, Max; Haist, MichaelBildbasierte Frischbetonprüfung - Teil 1: Konsistenz und Leimgehalt des FrischbetonsBeton- und Stahlbetonbau4/2023220-228Aufsätze

Abstract

Zur Prüfung der Eigenschaften von Frischbeton liegen gegenwärtig nur sehr einfache empirische Prüfverfahren vor. Im DACH-Raum wird überwiegend das Ausbreitmaß als Prüfverfahren eingesetzt. Aus dem Durchmesser des ausgebreiteten Frischbetons wird dabei auf die Konsistenz des Betons geschlossen. (Korrektur-)Maßnahmen bei festgestellten Qualitätsabweichungen basieren nahezu ausschließlich auf einer subjektiven Augenscheinprüfung und demnach auf dem Erfahrungswissen der handelnden Personen. Zur Überwindung und Erweiterung dieser stark subjektiv geprägten Frischbetonprüfung wurde eine bildbasierte Methodik zur Ermittlung von (Frisch-)Betoneigenschaften entwickelt und validiert. Neben dem Durchmesser können so u. a. aus der Oberflächengestalt umfangreiche - bislang für den Prüfenden unzugängliche - Informationen z. B. zur Betonzusammensetzung oder zur Homogenität des Frischbetons abgeleitet werden. Im vorliegenden Beitrag werden zunächst die Grundlagen für die bildbasierte Frischbetonprüfung erläutert und anschließend eine Methode zur bildbasierten Ermittlung der Konsistenz und des Leimgehalts von frischem Beton vorgestellt. In Folgebeiträgen wird darauf aufbauend die bildbasierte Ermittlung granulometrischer Eigenschaften (Teil 2) und der Homogenität des Frischbetons vorgestellt (Teil 3).

Image-based quality conctrol - part 1: consistency and paste content
Today, only very simple empirical test methods are available for quality conctrol of fresh concrete on the construction site or in the production plant. Corrective actions in the case of quality deviations are based on a subjective visual inspection and thus on the experience of the inspector. The standard test method in Europe is the flow table test. The consistency of the concrete is derived from the diameter of the spread out fresh concrete. In order to overcome the deficiencies of this subjective fresh concrete testing, an image-based method for determining (fresh) concrete properties was developed and validated. In addition to the diameter, extensive information can be derived from the surface properties of fresh conrete. In this paper, the image-based determination of the consistency and the paste content is explained. The image-based determination of granulometric properties (part 2) and the homogeneity of fresh concrete (part 3) will be presented in planned follow-up articles.

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Schack, Tobias; Deiters, Macielle; Neubaur, Konrad; Oberhoff, Tessa; Klemt-Albert, Katharina; Haist, MichaelRoadmap zur klimaoptimierten Transportbetonherstellung - Quantifizierte Betrachtung von Handlungsoptionen zur Steigerung der Nachhaltigkeit und RessourceneffizienzBeton- und Stahlbetonbau3/2023148-166Aufsätze

Abstract

Der Bauindustrie und insbesondere der Zement- und Betonindustrie kommt sowohl bei der Begrenzung der globalen Erwärmung als auch beim Schutz der natürlichen Ressourcen eine wichtige Rolle zu. Zentral ist dabei die Frage, wie es zum einen gelingt, die bei der Herstellung, Verwendung und dem Recycling von Beton einhergehenden CO2-Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig den Ressourcenkreislauf zu schließen. Dabei sind enorm vielfältige Wege zum klimaoptimierten und ressourceneffizienten Betonbau denkbar und möglich. Die einzelnen Wege unterscheiden sich jedoch relativ stark in den dafür notwendigen technischen Maßnahmen, den normativen Voraussetzungen und nicht zuletzt in den erforderlichen Investitionen. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über den aktuellen Stand zum klimaverträglichen und nachhaltigen Bauen mit Beton und zeigt mögliche Potenziale hin zur Klima- und Ressourcenoptimierung bei der Betonherstellung auf. Der Fokus des Beitrags liegt auf dem Transportbetonsektor bzw. dem Ortbetonbau. Das Potenzial verschiedener Verfahren oder Maßnahmen zur CO2-Minderung und zum Ressourcenschutz wird nicht nur für eine einzelne Betonsorte, sondern anhand eines typischen Transportbetonwerks mit einem angenommenen jährlichen Betonproduktionsvolumen von 21.300 m3 anhand von Literaturangaben quantifiziert, um Anlagenbetreibern eine einfache Einschätzung der Wirksamkeit einzelner oder kombinierter Maßnahmen zu ermöglichen.

Roadmap for climate-optimized (ready-mix) concrete - Quantified consideration of options for action to increase sustainability and resource efficiency
The construction industry, and in particular the cement and concrete industry, has an important role to play both in limiting global warming and in protecting natural resources. The central question is how to reduce the CO2 emissions associated with the production, use and recycling of concrete while at the same time closing the resource cycle. A wide variety of paths to climate-optimized and resource-friendly concrete are conceivable and possible. However, the individual paths differ relatively strongly in the technical measures required, the normative prerequisites and, last but not least, the necessary investments. This article gives an overview on the current status of climate-friendly and sustainable concrete construction and illustrates potentials for climate and resource optimization in the concrete industry. The focus of the article is on the ready-mix concrete sector or in-situ concrete construction and the current status of climate and resource protection in this sector is illustrated. The potential of various processes or measures for CO2 reduction and resource protection is quantified not only for a single type of concrete, but also on the basis of a typical German ready-mix concrete plant with an assumed annual concrete production volume of approx. 21.300 m3, using literature data on the effectiveness of individual measures to enable plant operators to easily assess the effectiveness of individual or combined measures.

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Schade, D.Einflußlinien für Ausnutzungsgrade in StabwerkenStahlbau2/200379-82Fachthemen

Abstract

Wenn in Querschnittsnachweisen von Stabwerken Kombinationen von Schnittgrößen eingehen und Einflußlinien zur ungünstigen Anordnung von Verkehrslasten benutzt werden, sind Einflußlinien für Ausnutzungsgrade wie die bisher in einfachen Fällen benutzten Einflußlinien für Kernmomente nützlich.

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Schade, D.Schnittgrößenkombinationen beim Tragsicherheitsnachweis von Stahlbetonscheiben und -plattenBeton- und Stahlbetonbau9/2001579-590Fachthemen

Abstract

Bei der Überlagerung von Schnittgrößen beim Tragsicherheitsnachweis von linear-elastischen Tragwerken werden die Ausnutzungsgrade in einzelnen Lastfällen berechnet, zuerst für einzelne Einwirkungen und dann zu ungünstigen Extremwerten überlagert. Bei Stahlbetonscheiben und -platten werden oft auf der sicheren Seite Beträge der Schnittgrößen addiert. Mit den Ausnutzungsgraden, die in die Schnittgrößen mit ihren Vorzeichen eingehen, lassen sich die Extremwerte schärfer berechnen.

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Schade, D.Schnittgrößenkombinationen beim Tragsicherheitsnachweis nach den EurocodesBautechnik8/2000570-584Fachthemen

Abstract

Am Beispiel des Nachweises der Tragsicherheit eines linear-elastischen Tragwerkes werden die in den Eurocodes enthaltenen Kombinationsvorschriften als Überlagerungsvorschriften für EDV-Programme formuliert. Dabei wird auf die zu überlagernden Schnittgrößen, die Überlagerungsvorschriften, auf Umlagerungen der Biegemomente und kurz auf Berechnungen unter Vollast eingegangen.

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Schade, D.Diskrete Haltekräfte zur vereinfachten Berechnung von aussteifenden Bauteilen hoher Häuser nach der Theorie zweiter Ordnung.Beton- und Stahlbetonbau4/199385-88

Abstract

Es wird ein EDV-Programm vorgestellt, das es erlaubt den Einfluß der horizontalen Verformungen auf die Schnittgrößen eines vertikal belasteten Stabwerks (Theorie 2. Ordnung) auf einfache Weise zu bestimmen. Anwendung für Hochhäuser und aufgelöste Turmbauwerke.

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Schade, D.Tiefgarage der Kongresshalle Böblingen - eine weisse Wanne 10 m tief im Grundwasser.Bautechnik7/1989217-220

Abstract

Die Tiefgarage der Kongresshalle Böblingen mit den Grundrissabmessungen 49 x 90 m wurde als fugenlose weisse Wanne in bis zu 10 m tiefem Grundwasser ausgeführt. Um den äusseren Zwang möglichst auszuschliessen, wurde die Tiefgarage unter der Bodenplatte und am Verbau horizontal verschieblich gelagert. Die Bewehrung wurde für die Standsicherheit, für die Mindestbewehrung und die Rissbreitenbeschränkung bemessen.

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Schade, D.Momenten-Krümmungs-Linien für Einspiellasten von einfach symmetrischen linear-elastisch-idealplastischen Querschnitten.Bautechnik2/198844-50

Abstract

Es werden Momenten-Krümmungs-Linien für Belastung und Entlastung eines homogenen, linearelastisch-idealplastischen T-Querschnitts unter der Annahme des Ebenbleiben der Querschnitte berechnet. Der von Koiter erwähnte Widerspruch zum Fließgesetz tritt nicht auf, da bei endlichen Krümmungen eine elastische Zone im Querschnitt bleibt. Die Momenten-Krümmungs-Linien lassen sich gut durch Geraden annähern.

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Schade, D.Anmerkungen zur Momenten-Krümmungs-Linie für Einspiellasten.Beton- und Stahlbetonbau8/1987206-211

Abstract

Es werden Momenten-Krümmungs-Linien für Belastung und Entlastung eines inhomogenen, ideal elastisch-plastischen Querschnitts als Modell für einen einseitig bewehrten Stahlbeton-Rechteckquerschnitt berechnet. Der von Koiter erwähnte Widerspruch zum Fließgesetz bei einfach symmetrischen Querschnitten tritt nicht auf. Die berechneten Momenten-Krümmungs-Linien lassen sich durch Geradenzüge annähern.

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Schade, D.Zur Berechnung von aussteifenden Bauteilen hoher, großflächiger Gebäude mit durch Fugen abgetrennten Bereichen.Beton- und Stahlbetonbau10/1982245-251

Abstract

Es wird ein Verfahren erläutert, das es erlaubt die Schnittkräfte in aussteifenden Kernen und Wänden von Bauwerken zu bestimmen, die durch Fugen voneinander getrennt sind. Hierbei übernehmen horizontal aussteifende Bereiche die Stabilisierung von nicht ausgesteiften Bauteilen. Die Lasteinleitung bzw. -weiterleitung erfolgt durch Knaggen in der Fuge. Das Verfahren erlaubt die Berechnung nach Theorie II. Ordnung und wird für die EDV-Aufbereitung in Matrizenschreibweise dargestellt.

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Schade, D.Schnittgrössen infolge zeitabhängiger Tragwerk- und Bodenverformungen.Bautechnik4/1982119-123

Abstract

Der Ausgleich von Baugrundsetzungen erolgt z.B. durch Kriechen der Stahlbetonkonstruktion. Es werden allgemein die zeitabhängigen Verformungseigenschaften von Stoffen beschrieben und ihr Einflussauf die Schnittkräfte von Bauwerken untersucht.

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