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Schmidt, J.; Schneider, W.; Thiele, R.; Kaliske, M.Bemessungsvorschlag für Holz/Beton-Verbundbalken unter Beachtung abgestufter VerbindungsmittelabständeBautechnik3/2004172-179Fachthemen

Abstract

Die Abstände der Verbindungsmittel von Holz/Beton-Verbundbalken werden im allgemeinen vorrangig aus Kostengründen entsprechend dem Querkraftverlauf abgestuft. Das Tragvermögen gemäß Bemessungsgrundlagen nach DIN 1052 bzw. EC 5 mit linear ermittelten Schnittgrößen (Näherungsverfahren/Gamma-Verfahren) wird gegenüber Balken ohne die o. g. Abstufung deutlich reduziert. Da das tatsächliche Last-Verformungsverhalten jedoch deutliche Nichtlinearitäten aufweist und die Verbundsteifigkeit hinsichtlich des Tragvermögens nur einen geringen Einfluß besitzt, wird in diesem Beitrag der Einfluß der Abstufung der Verbindungsmittelabstände auf das Tragverhalten von Verbundbalken mittels nichtlinearer FE-Analysen untersucht. Im Ergebnis ist festzustellen, daß der Sicherheitsabstand zwischen Gebrauchslast gemäß E DIN 1052 und Versagenslastniveau mit zunehmendem Abstufungsgrad zunimmt, weil das tatsächliche Tragvermögen weniger - als durch das derzeitige Bemessungsmodell unterstellt - reduziert wird. Somit weisen also die Systeme, deren Verbinderabstände mehrmals abgestuft sind, den größten Sicherheitsabstand auf, könnten also noch wirtschaftlicher bemessen werden. Deshalb wird im Ergebnis der Untersuchungen ein neuer Bemessungsvorschlag unterbreitet und verifiziert, der die Nichtlinearitäten berücksichtigt, einen gleichmäßigen Sicherheitsabstand zum Versagenslastniveau gewährleistet und eine deutlich wirtschaftlichere Bemessung erlaubt.

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Schmidt, Jörg; Bergerhausen, Ulrich; Dehn, FrankGroßbrände mit Brandüberschlag in Stahlbeton-Straßentunneln - Temperaturbeanspruchung, Durchwärmungs- und AbplatzverhaltenBeton- und Stahlbetonbau5/2015340-348Fachthemen

Abstract

In einem vorangegangenen Beitrag wurden verschiedene Brandszenarien mit Flüssigkeitslachenbränden von bis zu 28 t Benzin untersucht [1]. Es konnte gezeigt werden, dass diese Brände durch die ZTV-ING-Temperatur-Zeit-Kurve abgedeckt werden. Im Rahmen eines weiteren Forschungsvorhabens für die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurden darauf aufbauend Brandszenarien untersucht, bei denen ausgehend von diesem Flüssigkeitslachenbrand infolge Leckage eines mit 28 t Benzin beladenen Tanklastzugs der Brand auf weitere im Tunnel befindliche Fahrzeuge übergreift, wobei sich in unmittelbarer Nähe zum Tanklastzug ein mit Holzpaletten beladener LKW befindet. Der vorliegende Beitrag gibt die wesentlichen Ergebnisse in Bezug auf das Tragverhalten und die Tunnelsicherheit der mittels numerischer Strömungssimulationen und Finite-Elemente-Berechnungen durchgeführten Untersuchungen wieder.

Fires with fire spread in reinforced concrete road tunnels - temperature loads, temperature distribution and concrete spalling.
Different fire scenarios with liquid laugh burns up to 28 tons of gasoline were investigated in a further article. It could be shown that these fires can be covered by the ZTV-ING temperature time curve. Within the framework of a further research project for the Federal Highway Research Institute (BASt), further fire scenarios were investigated, where the fire starts from this liquid laughter fire due to leakage of a tank truck loaded with 28 t gasoline. The fire spread on other vehicles in the tunnel and his effect is einvestigated, whereas a truck laden with wooden pallets is located immediate to the tanker. The present article reflects the significant results in terms of the structural behaviour and the tunnel safety of the investigations carried out by means of computational fluid simulations and finite element calculations.

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Schmidt, Jörg; Bergerhausen, Ulrich; Dehn, FrankGroßbrände in Stahlbeton-Straßentunneln - Temperaturbeanspruchung, Durchwärmungs- und AbplatzverhaltenBeton- und Stahlbetonbau10/2013723-733Fachthemen

Abstract

Tunnel sind bedeutende Infrastrukturbauwerke. Die Beurteilung der Folgen von Brandereignissen in Tunneln ist daher auch von außerordentlicher volkswirtschaftlicher Bedeutung. Ein solches Brandereignis stellt z.B. der Brand eines mit Benzin beladenen Tanklastzugs dar. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens für die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurden verschiedene Szenarien für diesen Extremfall mit unterschiedlichen Energiefreisetzungsraten und deren Einfluss auf die Tunneltragsicherheit mittels numerischer Strömungssimulationen und Finite-Elemente-Berechnungen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass selbst Brandszenarien mit Flüssigkeitslachenbränden von bis zu 28 t Benzin durch die ZTV-ING-Temperatur-Zeit-Kurve abgedeckt werden können. Der folgende Beitrag fasst die wesentlichsten Ergebnisse zusammen.

Fires in reinforced concrete road tunnels - temperature loads, temperature distribution and concrete spalling
Tunnels are important infrastructure constructions. The assessment of the effects of fire events is therefore also of major economic importance. The fire of a tank truck loaded with gasoline represents such a fire event. Part of a research project for the Federal Highway Research Institute (BASt) examined different scenarios for an extreme case, different rates of energy release and their influence on the tunnel safety by means of CFD and FEM simulations. It could be shown that even fire scenarios with liquid laugh burns up to 28t petrol can be covered by the ZTV-ING temperature time curve. The following article summarizes the most important results.

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Schmidt, Jörg; Orgass, Marko; Renger, Steffen; Dehn, FrankTunnel Königshainer Berge - Vom Brandschaden zum InstandsetzungskonzeptBeton- und Stahlbetonbau6/2014376-383Fachthemen

Abstract

Am 18. Mai 2013 kam es ca. 600 m vor dem östlichen Tunnelportal zu einem LKW-Brand in der Südröhre des Tunnels Königshainer Berge. Nach dem Brand waren im Bereich der Unglücksstelle Betonabplatzungen festzustellen. Zur Bewertung des Schädigungsgrads an Tunnelschale, Dichtung, Dränage, Kabelleerrohren, Kappen, Entwässerung, Schlitzrinne, Markierung und Fahrbahn wurden mit dem Ziel der Ableitung von Instandsetzungsmaßnahmen experimentelle Untersuchungen und numerische Berechnungen durchgeführt. Unter Zugrundelegung der ermittelten Brandlast wurde die Temperaturbeanspruchung der Tunnelschale orts- und zeitabhängig bestimmt, um mit diesen Informationen das Durchwärmungsverhalten zu berechnen und die statisch-konstruktiven Auswirkungen auch im Vergleich zu den experimentellen Untersuchungen und Werkstoffprüfungen zu verifizieren. Im Ergebnis der Untersuchungen konnte ein Instandsetzungskonzept für den Konstruktionsbeton abgeleitet und umgesetzt werden.

Tunnel Königshainer Berge from fire incident to repair concept
On May 18, 2013, a truck fire happened in the southern tube of the Tunnel Königshainer Berge - 600 m before the eastern tunnel portal. After the fire, concrete spalling was observed in the crash area. For the evaluation of the damage degree of tunnel lining, sealing, drainage, cable ducts, sidewalks etc. experimental investigations and numerical calculations have been conducted in order to derive repair measures. On the basis of the evaluated fire load, the temperature loading on the tunnel lining was determined - both site- and time-orientated. These information were used to calculate the temperature ingress and distribution and to verify the static and structural effects in comparison to the experimental investigations and material tests. As a conclusion, a repair concept for the structural concrete was derived and executed.

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Schmidt, K. H.; Stiglat, K.Anmerkungen zur Bemessungslast von Silos.Beton- und Stahlbetonbau9/1987239-242

Abstract

Es wird die Bestimmung der horizontalen Bemessungslast von Silowänden in Umfangsrichtung behandelt. Neben der Beschreibung von bekannten Verfahren (Janssen), wird eine Vorgehensweise erläutert, die bei der Ermittlung der Ringzugkraft auch die Ringbiegemomente berücksichtigt.

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Schmidt, M.2. Kasseler Baustoff- und MassivbautageBautechnik1/200361-62Berichte

Abstract

No short description available.

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Schmidt, M.Untergrundsanierung im Bauwesen mittels Radiästhesie.Bautechnik6/1980201-205

Abstract

Über die physikalischen und biologischen Ursachen für das Strahlungsempfindungsvermögen von Lebewesen. Schon in Mittelalter wurde die Empfindlichkeit von einzelnen Menschen für das Aufspüren von Wasserquellen und Bodenschätzen genutzt. Auch in heutiger Zeit gibt es für diese Fähigkeiten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.

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Schmidt, M.; Bunje, K.; Fehling, E.; Teichmann, T.Brückenfamilie aus Ultra-Hochfestem Beton in Niestetal und KasselBeton- und Stahlbetonbau3/2006198-204Berichte

Abstract

No short description available.

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Schmidt, M.; Krelaus, R.; Teichmann, T.; Leutbecher, T.; Fehling, E.Fügen von Bauteilen aus UHPC durch Kleben. Voruntersuchungen und Anwendung bei der Gärtnerplatzbrücke in KasseBeton- und Stahlbetonbau10/2007681-690Fachthemen

Abstract

Die 136 m lange Gärtnerplatzbrücke über die Fulda in Kassel ist die erste größere Fußgänger- und Radbrücke in Deutschland, bei der im größeren Umfang Ultrahochfester Beton (UHPC) verwendet wurde. Weltweit erstmals wurden die vorgefertigten konstruktiven Bauteile aus diesem stahlähnlich festen, sehr gefügedichten Werkstoff auf der Baustelle mit einem Epoxidharzklebstoff tragend miteinander verklebt. Für die Zustimmung im Einzelfall wurden an der Universität Kassel umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die für die Bemessung der Klebverbindungen notwendigen mechanischen Kennwerte zu ermitteln und um die Dauerhaftigkeit der Klebverbindung abschätzen zu können. Über die Ergebnisse dieser Untersuchungen und über die Ausführung der Baumaßnahme wird nachstehend berichtet. Das praktische Verhalten der hybriden Brückenkonstruktion mit den schubbeanspruchten Klebfugen wird durch ein umfangreiches Monitoringsystem über mehrere Jahre hin online erfasst.

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Schmidt, Markus; Richter, Thomas; Lehmann, PaulInnovative geophysical technologies for the exploration of faults, karst structures and cavities in tunnelling / Innovative Geophysik-Technologien zur Störungs-, Karst- und Hohlraumerkundung im TunnelbauGeomechanics and Tunnelling4/2017380-394Topics

Abstract

In rock formations prone to karstification, there are no or only limited geological/hydrological principles that enable safe prognosis of the existence and location of karst and fault structures. The application of geophysical methods offers a high efficiency of detection and localisation of faults, cavities and karst structures, and when combined with targeted verification drillings, provides an extensive three-dimensional structural investigation of rock formations. Four examples of geophysical karst and fault investigations in German tunnelling are presented here to demonstrate the innovative technologies and their respective survey results that in all cases contributed to a safe excavation process and later operation of the tunnels.
In verkarstungsfähigen Gesteinsformationenexistieren keine oder nur eingeschränkt gültige geologisch-hydrologische Gesetzmäßigkeiten, die eine sichere Prognose der Existenz und räumlichen Lage von Karst- und Störungsstrukturen ermöglichen. Daher kann bei der Karst-, Störungs- und Hohlraumerkundung im Tunnelbau die Geophysik mit hoher Effizienz zur Prospektion eingesetzt werden, da sie, in Kombination mit einer gezielten bohrtechnischen Aufschlusserkundung, eine umfassende räumliche Strukturerkundung der Gesteinsformationen ermöglicht. Anhand von vier Beispielen der geophysikalischen Karst- und Störungserkundung im deutschen Tunnelbau werden die an die jeweilige Aufgabenstellung adaptierten innovativen Messtechnologien vorgestellt und mit konkreten Ergebnissen untersetzt, die in allen Fällen wesentlich zu einem gesicherten Vortrieb sowie zu einer sicheren Betriebsphase der Tunnel beigetragen haben.

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Schmidt, Markus; Zenz, Reinhard; Richter, ThomasInnovative geophysical exploration technologies in karst-prone and crystalline rock formations / Innovative geophysikalische Vorauserkundungstechnologie in verkarstungsfähigen und kristallinen GesteinenGeomechanics and Tunnelling5/2021637-652Topics

Abstract

In rock formations prone to karstification there are only limited geological/hydrological principles that allow a safe prognosis of the existence and location of karstic and fault structures. A combination of geophysical borehole radar measurements utilizing both reflection and crosshole probe setups can be used to reliably detect anomalous structures, especially air-filled karstic cavities and fault zones, when a sensible measuring concept for karstified or crystalline rocks is applied. Besides the determination of the anomalous structure's location it is also possible to distinguish its type of filling. Using examples from the major railway project Albaufstieg between Wendlingen-Ulm the investigation concepts ahead of the tunnel construction are presented. The borehole radar measurements were successfully utilized during different phases of the tunnel excavation and could be integrated into the construction process without significant delays, thus contributing to a safe construction process and later operation of the tunnels. The reliability and high efficiency of these borehole radar investigation concepts places this technology of karst detection at a significant advantage over the commonly applied seismic methods, especially in karst-prone and crystalline rocks.
In verkarstungsfähigen Gesteinsformationen existieren nur eingeschränkt gültige geologisch-hydrologische Gesetzmäßigkeiten, die eine sichere Prognose der Existenz und räumlichen Lage von Karst- und Störungsstrukturen ermöglichen. Eine Kombination von geophysikalischen Bohrlochradar-Reflexionsmessungen und Bohrlochradar-Crosshole-Messungen kann bei geeigneter Anwendung eines sinnvollen Messkonzepts in verkarstungsfähigen und kristallinen Gesteinen sehr zuverlässig zur Detektion von anomalen Strukturen, insbesondere von offenen Karsthohlräumen und Störungszonen eingesetzt werden. Neben der Verortung der Lage der anomalen Strukturen zu den Bohrungen ist gleichzeitig eine Unterscheidung bezüglich des Füllzustands möglich. Anhand von Beispielen aus dem Projekt Albaufstieg des Bahnprojekts Neubaustrecke Wendlingen-Ulm werden geophysikalische Vorauserkundungskonzepte beschrieben. Die Bohrlochradar-Messungen konnten in verschiedenen Phasen der Tunnelauffahrung erfolgreich angewendet und ohne größere Verzögerung in den Baustellenablauf integriert werden, sodass sie zu einem gesicherten Vortrieb sowie zu einer sicheren Betriebsphase der Tunnel beigetragen haben. Die sehr hohe Nachweissicherheit und hohe Zeiteffizienz des Bohrlochradar-Erkundungskonzepts favorisiert diese Vorauserkundungstechnologie gegenüber dem bisher angewendeten Standardverfahren Seismik, speziell in verkarstungsfähigen und kristallinen Gesteinsformationen.

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Schmidt, Maximilian; Seemab, Fahad; Chudoba, Rostislav; Claßen, MartinNeue Perspektiven auf das Querkrafttragverhalten von Stahlbetonbauteilen ohne QuerkraftbewehrungBeton- und Stahlbetonbau7/2023455-466Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zum Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Das Querkrafttragverhalten von Bauteilen ohne Querkraftbewehrung ist seit über 100 Jahren ein fester Bestandteil der Forschung im Massivbau. In den letzten Jahren sind verschiedene mechanische Querkraftmodelle entwickelt worden, die eine Vielzahl wichtiger Erkenntnisse über die Hintergründe des Querkrafttragverhaltens aufzeigen und in der Lage sind, physikalische Erklärungsansätze für das Querkraftversagen in Bauteilen ohne Schubbewehrung zu liefern. Diese Modelle bedürfen jedoch weiterer experimenteller Validierung. Hierbei spielen neue Messverfahren (z. B. digitale Bildkorrelation oder faseroptische Dehnungsmessung), die tiefere Einblicke in das Tragverhalten schubbeanspruchter Stahlbetonbauteile zulassen, eine entscheidende Rolle. Ausgehend von experimentellen Untersuchungen mit modernen Messverfahren wurde eine Software entwickelt, die eine automatisierte Erfassung der Rissbildung basierend auf der Finite-Elemente-Methode mit detaillierter Auswertung der Kinematik und der im Riss übertragenen Spannungen durchführt. In diesem Beitrag wird ein Überblick über verschiedene Auswertungsmethoden experimenteller Untersuchungen mit modernen Messverfahren gegeben, auf deren Basis eine vertiefte Bewertung neuer Modellansätze erfolgen kann.

New perspectives on the load bearing behavior of RC-structures without shear reinforcement
The shear behavior of structural members has been an integral part of research in concrete structures for more than 100 years. In recent years, various mechanical shear models have been developed that deliver important insights into the background of shear behavior and are able to provide physical explanations for shear failure in RC members without shear reinforcement. However, these models require further experimental validation. New measurement techniques (e.g. digital image correlation or fiber-optic strain measurement) play a decisive role in this context, allowing deeper insights into the load-bearing behavior of reinforced concrete components subjected to shear loads. Based on experimental investigations with modern measurement techniques, software has been developed that performs an automated crack detection based on the finite element method with detailed evaluation of the kinematics and the stresses transferred in the crack. In this paper an overview of different evaluation methods of experimental investigations with modern measurement techniques is given, on the basis of which an in-depth evaluation of new model approaches can be carried out.

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Schmidt, Michael; Fehling, Ekkehard; Braun, TorstenGrouted connections for offshore wind turbine structures, Part 1: Individual approval, materials and quality controlSteel Construction3/2013207-215Articles

Abstract

On offshore wind turbine structures, grouted connections are widely used to connect the tower structure to the foundation while accommodating the unavoidable geometrical tolerances effectively. The long-term behaviour of high- and ultra-high-strength grouts primarily depends on the adequate strength and durability of the material plus the process reliability. The performance of the fresh and the hardened grout is influenced by many factors that have to be evaluated and considered individually with respect to the “rough” offshore conditions. Those factors are: mix performance and consistency, the ambient conditions at the place and time of use, the equipment for and stability of the mixing and casting processes, the length of casting time and the thermal and mechanical loads during the early stages. To ensure adequate long-term behaviour, a meaningful quality assurance system should be set up to cover both the materials and the processes. The article emphasises some fundamental experiences gained by the authors with numerous wind turbine parcs in the North Sea and the Baltic Sea.

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Schmidt, P.Zur Abschätzung der Kräfte aus der Spurführung von Kranen.Stahlbau7/1990209-212Fachthemen

Abstract

Um die Gebrauchsfähigkeit von Kranen rechnerisch nachzuweisen, ist die Abschätzung der Kräfte aus der Spurführung notwendig. Hierzu wird in den einschlägigen Normen (DIN, ISO) ein Rechenmodell angegeben, das die Eigenschaften der abzubildenden Krane erheblich einschränkt. Vorgestellt wird ein fahrmechanisches Modell, das mit einer geringen Zahl einschränkender Annahmen auskommt. Das Modell wird anhand eines Beispiels erläutert und mit dem herkömmlichen Modell verglichen.

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Schmidt, PeterDer Mensch als entscheidender Faktor in der BaufirmaUnternehmerBrief Bauwirtschaft6/20153-8Berichte

Abstract

Gesellschaftliche, politische und marktwirtschaftliche Veränderungen fordern vielfältige Reaktionen ein. “Augen zu und durch” ist eine Variante. Bewusstes Erkennen, Analysieren und Handeln sind meist erfolgreichere Strategiekonzepte. Dabei ist zu erkennen, dass die Probleme vielfältig sind, die Lösungen aber klar im Personal- und Führungsbereich liegen. Hier greift die vom Europäischen Sozialfonds (ESF) und vom Bundesarbeitsministerium (BMAS) ausgeschriebene Projektförderung “unternehmensWert:Mensch” und setzt nachhaltige Impulse. Strukturen und Prozesse sind wichtig, der Schwerpunkt Mensch steht als entscheidender Faktor im Vordergrund der Bemühungen. Hier können bei wirksamen und nachhaltigen Anstrengungen positive Rückmeldungen auch aus den Bereichen Kosten und Ertrag gewonnen werden. Hilft das Programm tatsächlich weiter? Der UBB stellt das Förderprojekt “unternehmensWert: Mensch” am Beispiel einer mittelständischen Baufirma auf den Prüfstand.

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Schmidt, Philipp; Furche, Johannes; Bauermeister, UlrichOrthogonale Anordnung der Filigran®-Durchstanzbewehrung - Vereinfachte Anwendung in OrtbetondeckenBeton- und Stahlbetonbau7/2019495-504Fachthemen

Abstract

Die Filigran®-Durchstanzbewehrung wurde zur Anwendung in vorgefertigten Fertigteilplatten, die mit Ortbeton zur fertigen Decke ergänzt werden, entwickelt. Die steife Verankerung und die optimierte Geometrie bewirken einen hohen maximalen Durchstanzwiderstand. Wie die parallel angeordneten, durchgehenden Gitterträger zur Montagesicherung dieser Fertigteilplatten werden auch die Durchstanzbewehrungselemente zur Vereinfachung des Einbaus parallel angeordnet. Dementsprechend wurden bereits Durchstanzversuche zur Herleitung von Bemessungs- und Konstruktionsregeln durchgeführt.
Zur effektiven Ausnutzung der geneigten Stäbe ist allerdings eine orthogonale Ausrichtung der Bewehrungselemente zur Stütze erstrebenswert. Untersuchungen mit anderen Durchstanzsystemen bei orthogonaler Anordnung zeigen jedoch eine Reduktion des Durchstanzwiderstands, wenn größere Plattenbereiche in den Eckbereichen zur Stütze ohne Durchstanzbewehrung verbleiben. Bei den im Beitrag beschriebenen ergänzenden Versuchen mit der Filigran®-Durchstanzbewehrung mit orthogonal angeordneten Bewehrungselementen wurden freie Plattenbereiche durch zusätzlich angeordnete Bewehrungselemente vermieden. Die Auswertung dieser Versuche bestätigt unterschiedliche Neigungen der Durchstanzrisse abhängig von der Ausdehnung der unbewehrten Plattenbereiche. Im Rahmen der neuen Europäischen Technischen Bewertung ETA-13/0521 wurden Abstandsregeln festgelegt, bei deren Einhaltung ein Faktor zur Erhöhung des Durchstanzwiderstands gegenüber schubunbewehrten Platten von 2,1 wie bei paralleler Gitterträgeranordnung genutzt werden kann. Die untersuchte und im Beitrag beschriebene orthogonale Anordnung bietet sich zur Anwendung in Ortbetondecken an.

Orthogonal Arrangement of Filigran®-Punching Shear Reinforcement
Simplified Application in in-situ Concrete Slabs
The Filigran®-Punching Shear Reinforcement was developed for the application in semi precast slabs. The stiff anchorage and the optimized shape induce a high punching shear resistance. Like parallel-arranged continuous lattice girders in the precast part of the slab, the punching shear reinforcement is also arranged parallel for easy installation. Punching shear tests with this parallel reinforcement layout were already carried out to deduce design and construction rules.
Nevertheless, an orthogonal arrangement of lattice girders is desirable to achieve an effective utilization of the inclined loadbearing bars in the vicinity of the column. However, investigations with other shear reinforcement systems with orthogonal arrangements showed a decrease of the punching shear resistance if larger areas in the slab adjacent to the corner of the column remain without punching shear reinforcement. In current tests with an orthogonal layout, additional Filigran®-Punching Shear Reinforcement was arranged to avoid areas without shear reinforcement. The evaluation of these tests confirms different inclinations of the shear crack angles depending on the extent of unreinforced areas. Within the new European Technical Assessment ETA-13/0521 distance rules were determined to ensure the application of the factor of 2.1 for increasing the punching shear resistance in comparison to slabs without shear reinforcement. The orthogonal arrangement of Filigran®-Punching Shear Reinforcement investigated in this paper is well suited for use in in-situ concrete slabs.

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Schmidt, Philipp; Kueres, Dominik; Claßen, Martin; Hegger, JosefDurchstanztragverhalten von Flachdecken mit variierenden DurchstanzbewehrungsgradenBeton- und Stahlbetonbau1/202013-25Aufsätze

Abstract

Mit der bauaufsichtlichen Einführung des Eurocode 2 in Deutschland wurde die Durchstanzbemessung von Flachdecken neu geregelt. Seitdem ergibt sich die Durchstanztragfähigkeit mit Durchstanzbewehrung aus der Summe eines konstanten Betontraganteils und eines Stahltraganteils, der unabhängig vom Bauteil aus einem 33°-Fachwerk resultiert. Für die Berechnung des Stahltraganteils wird gemäß Eurocode 2 eine reduzierte Stahlfestigkeit in Abhängigkeit von der statischen Nutzhöhe angesetzt, wodurch die Verankerungsqualität der Durchstanzbewehrung berücksichtigt wird. Auf Basis einer Datenbankauswertung und eines Vergleichs des Sicherheitsniveaus mit der damaligen DIN 1045-1 wurden im Deutschen Anhang zum Eurocode 2 (EC2+NA(D)) zusätzliche Erhöhungsfaktoren für die ersten beiden Durchstanzbewehrungsreihen ergänzt, die nahezu zu einer Verdopplung der Durchstanzbewehrungsmenge führen. Während zur Bewertung der Bemessungsgleichungen für die Ermittlung der Durchstanztragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung und auf dem Niveau der maximalen Durchstanztragfähigkeit zahlreiche Versuchsergebnisse vorliegen, sind bislang nur sehr wenige Versuchsreihen an Flachdeckenausschnitten mit einem Durchstanzversagen innerhalb des durchstanzbewehrten Bereichs vorhanden.
Zur systematischen Untersuchung des Durchstanztragverhaltens von Flachdecken mit Bügeln als Durchstanzbewehrung wurden daher insgesamt drei Versuchsserien mit variierenden Durchstanzbewehrungsgraden durchgeführt. Das Versuchsprogramm umfasste drei Referenzversuche ohne Durchstanzbewehrung und acht Versuchskörper mit geringen und mittleren Durchstanzbewehrungsgraden. Dabei erfolgte die Variation der Durchstanzbewehrungsmenge jeweils ausschließlich über den Bügeldurchmesser. Weitere untersuchte Einflussparameter waren die Schubschlankheit und die statische Nutzhöhe. Im vorliegenden Beitrag werden die durchgeführten Versuche vorgestellt und die Versuchsergebnisse diskutiert. Durch den Vergleich der experimentell ermittelten Bruchlasten mit den rechnerischen Durchstanztragfähigkeiten nach Eurocode 2 und EC2+NA(D) können die bestehenden normativen Regeln bewertet werden. Darüber hinaus werden die Bemessungsregeln nach Model Code 2010 in die Bewertung mit einbezogen.

Punching strength of flat slabs with varying shear reinforcement ratios
With the introduction of Eurocode 2 in Germany, the punching shear design provisions of flat slabs were revised. Since then, the punching shear strength with shear reinforcement is calculated from the combination of a constant concrete contribution and a steel contribution, which results from a strut inclination of 33°. Besides, a reduced steel strength depending on the effective depth of the flat slab is assumed for the calculation of the steel contribution to consider the anchorage conditions of the shear reinforcement elements. Due to a database analysis and an evaluation of the level of safety compared to the former DIN 1045-1, additional factors have been implemented in German Annex to Eurocode 2 (EC2+NA(D)) for the first and second row of shear reinforcement leading to almost twice the amount of required shear reinforcement. Various test series on reinforced concrete flat slabs without shear reinforcement and with high amounts of shear reinforcement are available and can be used for the evaluation of the current provisions. Nevertheless, the evaluation of the code equations for the design of the shear reinforcement (failure inside the shear-reinforced zone) is still not possible since only very few systematic punching tests with a varying amount of shear reinforcement have been conducted.
To investigate the punching shear behavior of reinforced concrete flat slabs with stirrups as shear reinforcement, three systematic test series (eleven specimens) with varying shear reinforcement ratios were performed. Each test series included one reference test without shear reinforcement. In the tests, the shear reinforcement ratio was varied by changing the stirrup diameter only. Further investigated influences were the shear span-depth ratio and the effective depth. In this paper, the results of the tests are presented, discussed and compared to the predictions according to Eurocode 2 and EC2+NA(D). Moreover, the punching design provisions according to Model Code 2010 are evaluated.

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Schmidt, R. H. K.; Casties, M.Prinzipielle Anwendung der Ähnlichkeitsmethode zur thermischen Klassifizierung von WohngebäudenBauphysik1/199414-19Fachthemen

Abstract

Mit den Grundlagen der -hnlichkeitsmethode wird ein Verfahren zur Entwicklung einer physikalisch-technischen (dimensionslosen) Kennzahl beschrieben. Mit dieser Kennzahl besteht die Möglichkeit, Wohngebäude transmissions-thermisch zu klassifizieren. Anhand von Gebäudedaten wird die Kennzahl für verschiedene Gebäudetypen ermittelt und es werden Hinweise für Anwendungsmöglichkeiten gegeben.

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Schmidt, S.Europäische Produkt- und PrüfnormenMauerwerk2/200161-63Fachthemen

Abstract

Der europäische Normentwurf DIN EN 998-1, welcher derzeit als Entwurfsfassung August 2000 vorliegt, wird mittelfristig die nationale Norm DIN 18550 teilweise ersetzen. Die europäische Norm ist weitaus weniger detailliert als das bisher bekannte nationale Regelwerk und beinhaltet dennoch in einem einzigen Normteil Anforderungen für übliche Putze, Leichtputz, Dämmputz und Sanierputz. Nicht Gegenstand der europäischen Norm ist der Inhalt von DIN 18558 “Kunstharzputze”, für welche erst vor wenigen Monaten ein europäischer Normungsauftrag (Work Item) beantragt wurde.

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Schmidt, S.; Herrmann, S.Methoden der RißsanierungMauerwerk1/200227-29Fachthemen

Abstract

Mineralische Putze schmücken die Fassaden vieler historischer sowie moderner Gebäude. Bei Schäden am Putz muß unbedingt deren Ursache ermittelt werden. Je nach Art und Grad der Schäden bieten sich unterschiedliche Arten der Sanierung an.

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Schmidt, Stephan; Zierath, Frank; Amann, Horst; Meyer, HolgerDie Rollbrücken der neuen Landebahn Nordwest am Flughafen Frankfurt/MainBeton- und Stahlbetonbau3/2012164-174Fachthemen

Abstract

Die Rollbrücken der neuen Landebahn Nordwest am Flughafen Franfurt/Main stellen in vielerlei Hinsicht eine Innovation im Großbrückenbau dar. Alle Rollbrücken wurden als integrale Rahmentragwerke geplant und errichtet. Die Anwendung der integralen fugenlosen Bauweise in Verbindung mit vorgespannten Fertigteilplattenbalken mit Ortbetonergänzung wurde in dieser Größenordnung erstmals angewendet. Durch die konsequente Anwendung dieses Konstruktionsprinzips konnte eine kurze Bauzeit mit minimalen Einschränkungen für den öffentlichen Verkehr erreicht werden. Das Ergebnis sind sehr robuste, wartungsarme Bauwerke mit geringer Bauhöhe und sehr hoher Tragfähigkeit. Die speziellen Anforderungen aus dem Flugbetrieb, insbesondere die hohen Flugzeuglasten, erfordern Lösungen, die zum Teil außerhalb der in den geltenden Vorschriften geregelten Bauweisen liegen. Durch die Bereitschaft des Bauherren und aller am Projekt Beteiligten, diesen innovativen Weg mitzugehen, sind einzigartige, wirtschaftliche und auch gestalterisch ansprechende Bauwerke entstanden.

The taxiway bridges of the new runway northwest at the airport Frankfurt/Main
In many aspects, the taxiway bridges of the new Northwestern landing runway at the Frankfurt am Main Airport represent an innovation in large bridge construction. All taxiway bridges were planned and built as integral frame-supporting structures. The application of an integral jointless construction in connection with a pre-stressed prefabricated platform bar with local concrete integration was applied for the first time in these dimensions. Thanks to the consequent application of this construction principle, a short building time with minimal limitations for the public traffic streams could be reached. The result is very stable low-maintenance buildings with reduced building height and very high carrying capacity. The special requirements connected with the aviation operations, in particular the high plane charges require solutions that are partially outside the construction types regulated by applicable regulations. Thanks to the availability by the builder-owner and all the parties involved to opt for this innovating path, unique, cost-effective and design-attractive buildings were created.

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Schmidt, Tobias; Blaß, Hans JoachimDissipative Stahlblechverbindungen für aussteifende Wandscheiben aus BrettsperrholzBautechnik11/2017790-803Aufsätze

Abstract

Verglichen mit anderen Holzbausystemen sind Brettsperrholzelemente aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften besonders geeignet, um Einwirkungen in Scheibenebene abzutragen und damit Gebäude auszusteifen. Die Duktilität und Energiedissipation einer Tragstruktur aus Brettsperrholz ergibt sich primär aus den mechanischen Eigenschaften der Verbindungsmittel. Üblicherweise kommen stiftförmige metallische Verbindungsmittel wie Nägel, Schrauben und Klammern zum Einsatz. Die Dissipationsfähigkeit dieser Verbindungen bei zyklischer Beanspruchung nimmt bereits bei geringer Zyklenanzahl signifikant ab. Für Erdbebeneinwirkungen sind jedoch Verbindungen wünschenswert, die ähnlich wie reine Stahlverbindungen über nahezu konstante Hystereseeigenschaften verfügen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden neuartige Stahlblechverbindungen entwickelt, wissenschaftlich untersucht und Gleichungen zur Bemessung sowie konstruktive Regeln hergeleitet. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der experimentellen, numerischen und analytischen Untersuchungen vorgestellt.
Das Anordnen einer Lücke im Verbindungsnahbereich ermöglicht es, das Last-Verschiebungsverhalten der Stahlblech-Holzverbindung so zu beeinflussen, dass eine hochduktile, robuste und kostengünstige Verbindung entsteht, die stabile Hystereseeigenschaften aufweist.

Dissipative steel plate connections for CLT diaphragms
Due to their high shear strength and stiffness, cross laminated timber (CLT) members are especially suited for in-plane loads. The ductility and energy dissipation capacity of a CLT structure is mainly determined by the number and properties of the mechanical connections. Presently, the required energy dissipation capacity for earthquake loading is often achieved by metallic dowel-type fasteners loaded beyond their yield load. The load-slip curves for connections with laterally loaded dowel-type fasteners show pinched hysteresis loops under cyclic loads. Additionally, the achieved load at a certain displacement decreases under repeated loading - impairment of strength. For seismic loads, however, connections with stable load-slip behaviour and high energy dissipation under repeated loading are needed. In this contribution experimental, numerical and analytical investigations of newly developed dissipative steel plate-to-timber connections are presented.
For the dissipative shear wall joints the typical pinching and impairment of strength of hysteresis loops could nearly completely be avoided by arranging a gap between the CLT members around the steel plate fastener. Dissipative joints for shear walls using steel plate fasteners have a simple geometry and are easy to manufacture and hence constitute an economic and robust solution.

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Schmidt, Ulf; Bakeer, Tammam; Jäger, Wolfram; Brameshuber, WolfgangThe bending strength of masonry / Biegezugfestigkeit von MauerwerkMauerwerk1/201527-39Fachthemen

Abstract

Bending strength of masonry becomes an important design aspect especially when the walls subjected to lateral loads like, cellar walls which are subject to earth pressure, and façades/ infill walls which are exposed to the wind actions. Bending strength is required wherever the applied load is perpendicular to the wall. It is also required in non-load-bearing partition walls, where the load applied in both the normal and perpendicular directions. Besides, the tensile properties of the brick/block and lengthwise parameters related to geometry and materials technology also influence the bending strength of masonry. These include the thickness of the wall, the extent of overlap, and both the shear and the tensile strength of the bond. Consideration must also be given to the possible presence of mortar in the head joints, which can significantly increase bending strength, especially where joints fail. In addition to these materials technology factors, it is very important to observe the realistic influence of the boundary conditions. The degree of fixity is among the factors to be considered in calculation models. In this contribution, two aspects are going to be observed and analysed, namely: the principles of bearing capacity under lateral loading alongside the models derived from these for cellar walls and areas of infill; and the influence of materials technology/geometric parameters on the bending strength of masonry.

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Schmidt, W.Kennzeichnende mechanische Eigenschaften austenitischer 18 Cr-8 Ni-Stähle im Vergleich mit denen von Massenbaustählen.Stahlbau2/197343-51Fachthemen

Abstract

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Schmidt, Wolfram; Brouwers, Henricus Jozef Hubertus; Kühne, Hans-Carsten; Meng, BirgitOptimierung der Robustheit von selbstverdichtendem Beton gegenüber TemperatureinflüssenBeton- und Stahlbetonbau1/201313-21Fachthemen

Abstract

Selbstverdichtender Beton verhält sich unter Temperatureinfluss anders als Normalbeton, da die Rheologie neben der fortschreitenden Hydratation zusätzlich durch die von der Zeit und dem Hydratationsfortschritt abhängige Adsorption von Fließmitteln beeinflusst wird. Anhand rheometrischer Betonversuche an SVB unterschiedlicher Entwurfskonzepte mit variierter anionischer Ladungsdichte im Fließmittel wird verdeutlicht, dass mehlkornreiche SVB bei niedrigen Temperaturen sehr robust sind, während bei hohen Temperaturen mehlkornärmere Entwürfe zu bevorzugen sind. Darüber hinaus wird gezeigt, wie sich unterschiedliche Fließmittelmodifikationen in bestimmten Temperaturbereichen verhalten. Anhand des Wasser-Feststoff-Verhältnisses und des Adsorptionsverhaltens von Fließmitteln werden die maßgeblichen Prozesse erläutert und Möglichkeiten für die Entwicklung robuster Mischungen für individuelle Temperaturbereiche aufgeführt.

Robustness optimisation of self-compacting concrete regarding temperature effects
Regarding the temperature dependent performance, self-compacting concrete (SCC) distinguishes from normal concrete, since its rheology does not only depend upon the hydration itself but supplementary upon the adsorption of superplasticizers, which is affected by the time and the hydration progress. Based on rheometric concrete investigations with different SCC mixture compositions and varied anionic charge densities of the superplasticizers, it is shown that SCC, which is rich in powder components, shows robust performance at low temperatures, while compositions with lower powder contents are favourable at high temperatures. Furthermore, the performance of different superplasticizer modifications at different temperature ranges is demonstrated. The relevant processes are explained by means of the water to powder ratio as well as the adsorption behaviour of superplasticizers, and options for the development of robust mixture compositions for individual temperature ranges are itemised.

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