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Vayas, I.Interaktion der plastischen Grenzschnittgrößen doppelsymmetrischer KastenquerschnitteStahlbau11/2001869-884Fachthemen

Abstract

Stabförmige Bauteile aus Stahl werden, unter Vernachlässigung der Querschnittswölbung, durch sechs Schnittgrößen beansprucht. Drei davon, Normalkräfte, Momente um die starke und schwache Achse, rufen Normalspannungen, die anderen drei, Querkräfte um die starke und schwache Achse und Torsionsmomente nach Saint-Venant rufen Schubspannungen hervor. Ausgehend von der bekannten Interaktionsbeziehung für den Rechteckquerschnitt, werden für doppelsymmetrische Kastenquerschnitte Interaktionsbeziehungen für alle sechs plastische Grenzschnittgrößen angegeben. Es werden Interaktionsbeziehungen für teilweises und für vollständiges Querschnittsplastizieren hergeleitet. Es zeigt sich, daß das vollständige Querschnittsplastizieren, bei dem höhere Beanspruchungen zugelassen werden, mit außerplanmäßiger Torsion verbunden ist. Der Vergleich der Ergebnisse mit den entsprechenden Bestimmungen des Eurocode 3 und der in der DIN 18800, Teil 1 aufgeführten Literaturstelle zeigt, daß in beiden Fällen von vollständigem Querschnittsplastizieren ausgegangen ist. Es zeigt sich ferner, daß die in Eurocode 3 enthaltenden Beziehungen teilweise vereinfacht und dadurch unwirtschaftlich und teilweise fehlerhaft und unsicher sind.

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Vayas, I.Interaktion der plastischen Grenzschnittgrößen doppelsymmetrischer I-QuerschnitteStahlbau9/2000693-706Fachthemen

Abstract

Stabförmige Bauteile aus Stahl werden im allgemeinen durch acht Schnittgrößen beansprucht. Vier davon - Normalkräfte, Biegemomente um die starke und die schwache Achse und Wölbbimomente - rufen Normalspannungen hervor, die anderen vier - Querkräfte um die starke und die schwache Achse, Primär- und Sekundärtorsionsmomente - Schubspannungen. Ausgehend von der bekannten Interaktionsbeziehung für den Rechteckquerschnitt, werden für doppelsymmetrische I-Querschnitte analytische Interaktionsbeziehungen für alle acht plastischen Grenzschnittgrößen angegeben. Die Beziehungen werden in Tabelle 1 zusammengefaßt. Die Ergebnisse werden mit den entsprechenden Bestimmungen des Eurocode 3 und der DIN 18800, Teil 1 verglichen. Es zeigt sich, daß die in den untersuchten Normen enthaltenen Beziehungen teilweise vereinfacht, und dadurch unwirtschaftlich, und teilweise unsicher sind. Ein Vorteil der vorgeschlagenen Interaktionsbeziehung besteht darin, daß durch eine Formel alle Fälle der Beanspruchung abgedeckt werden.

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Vayas, I.Ermittlungen der Beanspruchbarkeit von geschraubten VerbundknotenStahlbau3/1997152-162Fachthemen

Abstract

Es wird ein Vorgehen zur Ermittlung der Beanspruchbarkeit von geschraubten Riegel-Stützen-Verbundknoten beschrieben. Die Stützen bestehen aus I-Profilen mit Kammerbeton zwischen den Flanschen, die Riegel aus I-Profilen mit aufliegender Betonplatte. Die Verbindung erfolgt geschraubt mit Hilfe von überstehenden Kopfplatten. Die Momente beidseitig des Knotens sind i. a. unterschiedlich, so daß das Knoteninnere auf Schub beansprcuht wird. Die Beanspruchbarkeit des Knotens setzt sich aus den Teilbeanspruchbarkeiten der Verbindungen und der Stütze im Knoteninneren zusammen. Es werden die Beanspruchbarkeiten der Kopfplattenverbindungen auf positive und negative Momente und des Knoteninneren auf Schub, unter Berücksichtigung des Beitrags der Stahlprofile, des Kammerbetons und des Betons der Platte, ermittelt.

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Vayas, I.Mindeststeifigkeiten und Bemessung von offenen Steifen versteifter, gedrückter Platten.Stahlbau7/1989203-208Fachthemen

Abstract

Aus der Bedingung, daß die Grenzspannungen für Drillknicken von Steifen und Beulen der angrenzenden Einzelfelder gleich sein müssen, werden Mindeststeifigkeiten von offenen Steifenprofilen bei axial gedrückten, versteiften Platten ermittelt. Diese Mindeststeifigkeiten dienen der Verhinderung des Auftretens von Steifenversagen. Es sind also Torsionssteifigkeiten, da diese Versagensart mit Verdrehen der Steifen verknüpft ist. Sie ergänzen die bisher bekannten Forderungen für Mindeststeifigkeiten, die aus Überlegungen für das Blechversagen hergeleitet worden sind und dementsprechend Biegesteifigkeiten betreffen. Die hergeleiteten Forderungen nach Torsionssteifgkeit sind wesentlich strenger als die in den bisherigen deutschen Regelwerken angegebenen. Es werden Bemessungsdiagramme für verschiedene Profile angegeben.

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Vayas, I.; Charalampakis, A.; Koumousis, V.Inelastic resistance of angle sections subjected to biaxial bending and normal forcesSteel Construction2/2009138-146Article

Abstract

Steel trusses and other structures with angle section members are usually designed by elastic methods. This may lead to uneconomical designs when these sections are subjected - besides the axial force - to biaxial bending arising not only from eccentric connections, but also from direct transverse loading. This paper provides a simple inelastic interaction formula, Eq. (14), as well as an enhanced inelastic formula, Eq. (27), for the combination of axial force and bending moments about the principal axes which may be used for angle cross-sections of classes 1 or 2. The formulae do not always exhaust the full plastic cross-sectional resistance but do lead to a more economical design of the section, especially when bending is dominant. The formulae cover only the design of the cross-section and do not address stability considerations.

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Vayas, I.; Dasiou, M.-E.; Marinelli, A.Säulen griechischer Tempel unter ErdbebenbeanspruchungBautechnik6/2007388-396Fachthemen

Abstract

Säulen antiker griechischer Tempel bestehen aus übereinanderliegenden Wirbeln im Trockenbau. Die Kontaktflächen sind perfekt bearbeitet und absolut zentriert. Das Verhalten solcher Wirbelkonstruktionen unter Erdbebenbeanspruchung ist grundlegend anders als der modernen monolithischen Bauten. Ihre Standsicherheit wird durch unabhängiges Gleiten und Kippen der Wirbel bestimmt, die einen externen Energiedissipationsmechanismus bilden. In diesem Aufsatz werden numerische Untersuchungen zum dynamischen Verhalten antiker Säulen vorgestellt das starke Nichtlinearitäten aufweist. Verschiedene Modellierungsmöglichkeiten werden untersucht und an Versuchsergebnissen kalibriert. Es läßt sich feststellen, dass antike Säulen weniger gefährdet gegenüber Erdbeben als moderne Konstruktionen sein können. Es zeigt sich, dass die Perfektion der Ausbildung die Anforderungen an sthetik, Architektur und Tragfunktion vereinen könnte.

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Vayas, I.; Dasiou, M.; Efthymiou, E.Vergleichende Untersuchungen zur Windbelastung auf freistehende Telekomunikationsmasten nach DIN 4131 und Eurocode 3Stahlbau1/201019-24Fachthemen

Abstract

Wind stellt die wichtigste Einwirkung bei der Bemessung freistehender Gittermasten aus Stahl dar. Nach Einführung der Eurocodes im März 2010 soll die Windbelastung auf Masten nach Eurocode bestimmt werden, anstelle der bis jetzt auch in Griechenland gültigen Norm DIN 4131. Telekommunikationsmasten werden mit immer neuen Antennen bestückt, so dass die Standsicherheit ständig nach den gültigen Normen neu geprüft werden muss. So ergibt sich die Notwendigkeit einer Untersuchung, ob die neue Norm günstige oder ungünstige Ergebnisse liefert. Im folgenden Beitrag werden Ergebnisse vergleichender Untersuchungen zur Windbelastung und ihrer Auswirkung nach DIN sowie nach den Eurocodes dargestellt. Es zeigt sich, dass die Be-messungskräfte nach Eurocode in Abhängigkeit von den Eingangsdaten in Bezug auf die Topographie, der Zuverlässigkeitsklasse usw. sowohl kleiner als auch größer sein können als nach DIN.

Comparative study of wind loading on telecommunication masts according to DIN 4131 and Eurocode 3.
Wind is the principal action for the design of self-supporting lattice steel masts. After the introduction of the Eurocodes on March 2010, wind loading shall be determined according to Eurocode instead of DIN 4131, applicable also in Greece. New antennas are constantly placed on masts, which are used for telecommunication purposes, so that new strength and stability verifications according to the valid Codes are continuously needed. This paper presents comparative studies on the wind loading and their effects according to DIN and the Eurocodes. It is shown that the design forces according to Eurocode, dependent on the importing data related to the topography, the reliability class etc., can be smaller or larger than the corresponding ones resulting from DIN.

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Vayas, I.; Ermopoulos, J.; Thanopoulos, P.Versagen des Daches der archäologischen Stätte in Santorin/GriechenlandStahlbau5/2006349-356Fachthemen

Abstract

Eine 3500 Jahre alte, während Vulkanexplosionen mit Lava überschüttete und nach Ausgrabungen fast intakt gefundene minoische Siedlung auf der Insel Santorin wurde über eine Fläche von 11800 m2 durch eine Raumfachwerkkonstruktion überdacht. Kurz nach Fertigstellung versagte teilweise eins der insgesamt dreizehn Felder auf einer Fläche von 500 m2 und führte zum Verlust von einem Menschenleben. Zur Klärung der Versagensursachen wurden die Eingangsdaten zur Bemessung und Ausführung des Tragwerks gesammelt und diverse experimentelle und numerische Untersuchungen durchgeführt. Es zeigte sich, daß das Versagen hauptsächlich durch die Überlastung des Daches durch die Bodenauffüllung verursacht wurde, deren Dicke und spezifisches Gewicht größer als die vorgesehenen Werte waren. In kleinerem Maße trugen Zwänge infolge von Montagezuständen und geometrische Imperfektionen in Form von Abweichung der Stablängen von ihrer Sollängen dazu bei. Das spröde Tragverhalten infolge der in den Stäben vorgesehenen Löcher konnte das Versagen nicht verhindern. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

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Vayas, I.; Psycharis, I.Ein dehnungsorientiertes Verfahren zur Ermittlung der Duktilität bzw. Rotationskapazität von Trägern aus I-Profilen.Stahlbau11/1993333-341Fachthemen

Abstract

Auf der Grundlage der effektiven Breiten wird ein dehnungsorientiertes Verfahren zur Ermittlung der Duktilität bzw. Rotationskapazität von Trägern aus I-Stahlprofilen vorgestellt. Zunächst wird der aus mehreren Blechteilen zusammengesetzte Querschnitt in einzelne Plattenstreifen zerlegt, für die dehnungsabhängige wirksame Breiten ermittelt werden. Für die Ermittlung des wirksamen Querschnitts gilt die Bernoulli-Hypothese vom Ebenbleiben der Querschnitte. Mit Hilfe der Methode der dehnungsabhängigen wirksamen Breiten lassen sich für die Beschreibung des Rotationsverhaltens des Querschnittes Momenten-Krümmungsdiagramme und für das Rotationsverhalten von Biegeträgern Momenten-Verdrehungsdiagramme ermitteln. Die Berechnungsergebnisse werden mit Versuchsergebnissen verglichen. Da das dargestellte Verfahren dehnungsorientiert ist, erfaßt es auch die Beschreibung des überkritischen Tragverhaltens und erlaubt die Bestimmung von Bauteilduktilitäten bzw. der Rotationskapazität.

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Vayas, I.; Psycharis, I.Dehnungsorientierte Formulierung der Methode der wirksamen Breite.Stahlbau9/1992275-283Fachthemen

Abstract

Es wird eine Methode vorgestellt, die einer dehnungsorientierten Bemessung stählerner Stabtragwerke dienen kann. Sie stützt sich auf die Methode der wirksamen Breite, die dehnungsorientiert formuliert wird. Dadurch kann das Verhalten von Tragwerksteilen sowohl im Vor- als auch im Nachtraglastbereich studiert werden. Grundlage der vorliegenden Methode ist das Tragverhalten von Plattenelementen als Querschnittsteile. Es werden dementsprechend Platten für verschiedene Beanspruchungs- und Lagerungsbedingungen und Imperfektionen untersucht. Geometrische Imperfektionen und Einspannungen können sowohl explizit als auch implizit durch geeignete Wahl von Beulkurven berücksichtigt werden. Die Materialverfestigung wird ebenso rechnerisch erfaßt. Die Rechenergebnisse werden mit Ergebnissen von experimentellen und theoretischen Untersuchungen verglichen. Das Verfahren erlaubt die einheitliche rechnerische Behandlung aller Querschnittsklassen, unabhängig von den b/t-Verhältnissen ihrer Plattenteile.

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Vayas, I.; Rangelov, N.; Georgiev, T.Schlankheitsanforderungen zur Klassifizierung von Trägern aus I-QuerschnittenStahlbau9/1999713-724Fachthemen

Abstract

Es werden Schlankheitsanforderungen zur Klassifizierung von Biegeträgern aus I-Querschnitten unter Berücksichtigung des interaktiven Beul-Biegedrillknickverhaltens gestellt. Dadurch kann entschieden werden, welches Nachweisverfahren angewendet werden soll oder darf. Der Vorschlag stützt sich an den Ergebnissen eines analytischen Verfahrens sowie experimenteller Untersuchungen. Es werden Vergleiche mit entsprechenden Normenbestimmungen gezogen. Es zeigt sich, daß die Klassifizierung sich auf die Eigenschaften des Bauteils und nicht nur seines Querschnittes bezieht.

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Vayas, Ioannis; Avgerinou, Stella; Thanopoulos, PavlosVersagen eines Regallagers in AthenStahlbau1/201830-37Fachthemen

Abstract

Palettenregalsysteme weisen besondere Merkmale gegenüber üblichen Hochbauten auf, so dass sie ganz empfindlich auf Stabilitätsversagen reagieren. Hier wird ein Versagensfall vorgestellt, bei dem ein Regallager durch Biegedrillknicken seiner meistbelasteten Stützen versagt hat. Das Tragwerksverhalten wird mit Hilfe einer Kombination von experimentellen und rechnerischen Untersuchungen analysiert. Es werden Probebelastungen, Biegeversuche an Trägern, Druckversuche an kurzen Stützen und Versuche an Träger-Stützen-Verbindungen durchgeführt. Anschließend wird eine globale geometrisch nichtlineare Berechnung durchgeführt, deren Ergebnisse weitgehend mit den Bildern des Versagens übereinstimmen. Es werden Lehren gezogen, die auf statische und dynamische Berechnungen und deren Prüfung auf verbindlicher Basis hinausgehen.

Failure of a steel pallet rack in Athens.
Pallet racking systems have peculiar characteristics which differ from usual steel structures that make them sensitive to stability failure modes. In the present paper a rack failure is presented where the rack has failed due to lateral torsional and distortional buckling of its most stressed uprights. The structural behavior was studied by a combination of experimental and numerical/analytical methods. The investigations included test loading, bending tests on pallet beams, compression tests on stub column and bending tests on beam end connectors. Subsequently, a global geometrical non-linear analysis is performed on the 3-D system. Its results indicate by comparison with the pictures of the actual structure that the collapse mode is correctly detected. Conclusions are drawn that recommend the performance of static and dynamic analyses on an obligatory basis.

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Vayas, Ioannis; Spiliopoulos, Andreas; Dasiou, Maria-Eleni; Dougka, Georgia; Dimakogianni, DanaiInstandsetzung von Bauten des Kraftwerks Meliti, Griechenland, nach einem BrandStahlbau1/201447-56Fachthemen

Abstract

Das Kraftwerk Meliti in Nordgriechenland ist ein Braunkohlekraftwerk mit einer Bruttoleistung von 330 MW und wird von der Public Power Corporation (PCC) betrieben. Am 25. Juli 2014 brach ein Feuer an einer Förderbandanlage aus, die den Brennstoff zum Bunkerschwerbau fördert. Es entstanden Schäden in der 240 m langen stählernen Förderbandbrücke sowie in dem angrenzenden Betonbunkerschwerbau. Die Förderbandbrücke wurde durch Auswechselung der beschädigten Stäbe und Verbindungsmittel ohne Einsatz von Lehrgerüsten zur temporären Abstützung instandgesetzt. Am Bunkerschwerbau entstanden lokale Schäden, die mit Hilfe von CFK-Lamellen und -Gewebe behoben werden konnten. Nach zwei Monaten Instandsetzung wurde die Kraftwerksanlage wieder in Betrieb genommen.

Structural rehabilitation of the power plant Meliti, Greece after fire.
The power plant Meliti in Northern Greece is a 300 MW power station that uses lignite as fuel. On the 25th of July 2014 a fire broke out in the conveyor belt that transports the coal to the bunker. The fire resulted in damages in the 240 m long steel conveyor bridge and the concrete bunker structure. The conveyor bridge was repaired without scaffolding temporary supports by exchanging the damaged parts and the connection media with new. The bunker was subjected to local damages that were rehabilitated by application of FRP sheets and FRP wraps. The plant was in operation in two months after it was fully rehabilitated.

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Veenendaal, Diederik; Coenders, Jeroen; Vambersky, Jan; West, MarkDesign and optimization of fabric-formed beams and trusses: evolutionary algorithms and form-findingStructural Concrete4/2011241-254Articles

Abstract

Fabric formwork entails the use of fabrics as the main contact material for a concrete mould. The fabric is either hung or prestressed in a supporting falsework frame. Beams or trusses cast in fabric formwork are inherently non-prismatic and have been shown to offer potential for structurally efficient shapes. The casting of beams or trusses in fabric formwork is a highly non-linear problem due to the interaction of the fluid concrete with the woven, prestressed fabric material. Numerical models need to be developed for the engineering of these elements. To this end, it is demonstrated that it is feasible to integrate manufacturing constraints in an automatic optimization process. This is achieved by creating an automated computational framework that includes fabric form-finding and finite element analysis, which operate within an optimization process that uses principles from biological evolution. The results show structurally efficient and manufacturable beams and demonstrate potential for optimization in general that explicitly includes fabrication considerations.

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Veenendaal, Diederik; West, Mark; Block, PhilippeHistory and overview of fabric formwork: using fabrics for concrete castingStructural Concrete3/2011164-177Articles

Abstract

The concept of casting concrete in fabrics, fabric formwork technology, has resurfaced at various times and in different forms throughout the past century. The following paper traces developments that have used fabrics for concrete formwork, including different types of flexible formwork, controlled permeability formwork and pneumatic formwork. This paper presents a comprehensive historical overview of fabric formwork, listing key innovators, technological developments and their advantages, and offering examples of structures built with these methods. The information gathered is used to present a taxonomy of these related formwork technologies as well as a formal definition of the term “fabric formwork” that encompasses them. The paper is intended to introduce readers to these technologies and offer readers already familiar with these methods additional historical background.

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Vega-Garcia, Pablo; Schwerd, Regina; Helmreich, BrigitteEntwicklung eines Modells zur Bewertung der Umwelteigenschaften üblicher Putze und MörtelBauphysik5/2022247-254Aufsätze

Abstract

Gemäß der Bauproduktenverordnung der Europäischen Union (EU-BauPVO) müssen Baustoffe und Bauwerke derart gestaltet sein, dass sie während ihres gesamten Lebenszyklus keine übermäßig hohen negativen Auswirkungen auf die Umwelt haben. Ziel der hier vorgestellten Arbeit war es daher, ein Modell zu entwickeln, mit dem eine Bewertung der Umwelteigenschaften von mineralischen Außenputzen und -mörteln vorgenommen werden kann. Als Grundlage bzw. zur Validierung wurde eine umfangreiche Datenbasis verwendet, die in 10 Jahren Feld- und Laborexperimenten am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP aufgebaut wurde. Das Ergebnis ist ein dreistufiges Modell. In “Level 1” werden die Wassermengen berechnet, die von einer Fassade mit einem bestimmten mineralischen Putz oder Mörtel ablaufen. In “Level 2” werden dann ausgelaugte anorganische Stoffe und deren Konzentrationen im Abflusswasser identifiziert. Als letzter Schritt erfolgt in “Level 3” die Bewertung des Umweltrisikos mittels einer Sickerwasserprognose. Es konnte gezeigt werden, dass von den Stoffen, die bei Regenereignissen aus den untersuchten Putzen und Mörteln ausgewaschen werden, v. a. Vanadium, Chrom und Blei in relevanten Konzentrationen im Fassadenablauf auftreten können. Die Auswertung der Sickerwasserprognose ergab jedoch, dass unter üblichen Anwendungsszenarien nicht mit Grenzwertüberschreitungen am Ort der Beurteilung im Grundwasser zu rechnen ist.

Development of a model to evaluate the environmental properties of common outdoor plasters and mortars
A requirement of the Construction Products Regulation (CPR) in the European Union states that construction materials and works must be designed in a way that throughout their entire life cycle, they have no exceedingly high negative impact on the environment. The objective of the current work was to develop a model capable to evaluate the environmental properties of outdoor plasters and mortars. Therefore, the extensive database recollected during 10 years of field and laboratory experiments by Fraunhofer IBP for these products was used as a basis and for validation, respectively. A three-stage model was set up. In “Level 1”, runoff volumes are calculated for a specific façade. In “Level 2”, leached inorganic substances and their concentrations in runoff water are identified. As a final step, the evaluation of the environmental risk of stormwater runoff from façades covered with plasters and mortars takes place in “Level 3” using a groundwater risk assessment including leachate prognosis. It could be shown that vanadium, chromium and lead can be leached from mineral plasters and mortars during rain events in relevant concentrations. However, the evaluation showed that within usual application scenarios threshold values at a defined point of compliance are not expected to be exceeded.

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Veihelmann , KarenDer eiserne Dachstuhl der Walhalla - ein herausragendes Zeugnis des frühen StahlbausStahlbau7/2013494-501Fachthemen

Abstract

Hoch über der Donau erhebt sich die Walhalla bei Regensburg. Auf den ersten Blick ein klassizistischer, dorischer Peripteros, erschließt sich dem Bauingenieur erst bei näherem Hinsehen ein herausragendes Beispiel des frühen Stahlbaus: Der komplexe eiserne Dachstuhl ist in seiner Feingliedrigkeit und in seinen Details eines der sehr selten gewordenen, heute noch erhaltenen Zeugnisse aus einer Zeit, da sich der damals neue Werkstoff erst etablieren sollte. Der folgende Artikel beleuchtet den historischen Kontext des Prestigebaus und zeichnet ein Bild des Konstrukteurs Johann Michael Mannhardt. Anhand bei Untersuchungen des Dachstuhls aufgenommener Befunde werden danach Abläufe während Fertigung und Montage rekonstruiert.

The iron roof truss of the Valhalla - an outstanding testimonial of early steelworks.
High above the Danube River soars the Valhalla near Regensburg. At first glance a neo-classical peripteros, the Valhalla is on closer inspection an outstanding example of early steel construction, as revealed by the civil engineer. The complex iron roof truss is in both intricacy and detail one of the very rare, still preserved examples of a time when new material should have been established. The following paper examines the historical context of this prestigious building and presents a portrait of the engineer Johann Michael Mannhardt. Based upon on-site findings, the processes during manufacturing and assembling will then be reconstructed.

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Veihelmann, KarenFrühgeschichte des modernen Konstruktionsbetons - Teil 3: Vom Pisé zum StampfbetonBautechnik6/2015424-431Aufsätze

Abstract

Nachdem in den vorangegangenen beiden Teilen des Aufsatzes zur Frühgeschichte des Betons, dessen erste Anwendungen im Molen- und Schleusenbau dargelegt wurden, beschreibt der nun vorliegende dritte Teil die Entwicklungen im Hochbau. Ausgehend vom Stampflehmbau (Pisé) erfuhr die Bauweise mittels Ersetzen des Bindemittels Lehm zunächst durch reinen, später durch hydraulischen Kalk sowie die verschiedenen Spielarten von Zement bedeutende Fortschritte: Aus Stampflehm wurde auf diese Weise Stampfbeton. Die Verbesserung sowohl der Witterungsbeständigkeit als auch der Druckfestigkeit schuf die Grundlage für den breitgefächerten Einsatz von Beton im Hochbau. War zunächst noch die nicht kalkulierbare Qualität des Portlandzementes dem Aufschwung des Betonbaus hinderlich, bedeutete die Einführung der ersten deutschen Zementnormen im Königreich Preußen 1878 den Durchbruch für den Beton im Hochbau, insbesondere aber als Konstruktionsmaterial für weitgespannte Brücken.

On the early history of modern concrete - part III: From rammed earth to rammed concrete
Following the first two parts of the paper on early history of modern concrete which dealt with underwater concrete structures the present part III analyses the development of concrete above ground. Based on the experience of building with rammed earth the technique was improved by replacing the binder clay by lime, later by cement: thus rammed earth became rammed concrete. This improvement of weather resistance and compressive strength opened a wide field of application of concrete above ground. In Germany, the unforeseeable quality of cement first delayed the implementation of concrete structures. It was only in 1878 when the first cement standards were introduced. From that point concrete was used for all kinds of structures, particularly for wide span bridges.

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Veihelmann, Karen; Holzer, Stefan M.Die Verwendung von Gelenken im Massivbrückenbau - Zur Geschichte des DreigelenkbogensBeton- und Stahlbetonbau2/201699-112Fachthemen

Abstract

Die Beurteilung historischer Brücken gewinnt für heutige Ingenieure immer mehr an Wichtigkeit. Oftmals fehlen jedoch die dafür notwendigen Kriterien. Im vorliegenden Artikel wird die Geschichte des Dreigelenkbogens im Massivbrückenbau dargestellt: Während Gelenke im Eisenbau bereits seit den 1860er-Jahren verwendet wurden, wurden diese im Massivbrückenbau erst deutlich später eingeführt (in Deutschland ab 1880). Zum Ende des 19. Jahrhunderts wurde die Konstruktion mit Gelenken in Deutschland jedoch für größere Brücken zur Standardbauweise. Gründe für den Aufschwung des Dreigelenkbogens bei Massivbrücken waren auf der einen Seite die Vermeidung von Rissen, auf der anderen Seite die Vereinfachung der Berechnung des nunmehr statisch bestimmten Systems. Beginnend mit den ersten Ideen von JULES DUPUIT (1870) und FRIEDRICH HEINZERLING (1872) wird die wissenschaftliche Seite ebenso beleuchtet wie der praktische Einsatz von Gelenken. Die verschiedenen Bauarten früher Gelenke sowie deren Vor- und Nachteile werden erläutert, um dem modernen Ingenieur ein Werkzeug zur Hand zu geben, das die heutige Beurteilung einer solchen Brücke erleichtert.

Hinges in historic concrete and masonry arches. On the history of the three-hinged arch
The three-hinged arch, while increasingly common in steel bridge construction from the 1860ies, was introduced more reluctantly into masonry and concrete bridge building. However, by the end of the 19th century, it had found widespread application, particularly in Germany. Considerations of crack prevention as well as ease and consistency of the mechanical modelling of masonry arches were evidently the driving forces behind this development. The present paper describes the history of the hinged vaulted bridge, from the first suggestions by the eminent French engineer JULES DUPUIT (published in 1870) up to the early years of the 20th century. Particular attention is given to temporary and “imperfect” hinges which may be neither visible nor active in the finished state of the bridge, and to the historic development and design of permanent hinges, outlining the range of constructive solutions the modern engineer may encounter when assessing the state of a late 19th century vaulted bridge.

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Veihelmann, Karen; Holzer, Stefan M.Deutschlands älteste BetonbrückenBautechnik6/2013376-379Berichte

Abstract

Die Wurzeln des modernen Betonbaus werden in der Literatur meist stiefmütterlich behandelt. Über einige Eckdaten, die von Publikation zu Publikation kopiert werden, gehen die Vorbemerkungen meist nicht hinaus. Im Rahmen eines Forschungsprojektes an der Universität der Bundeswehr in München/Neubiberg wird durch die Autoren diese Frühzeit genauer beleuchtet. Im Zuge der Arbeiten konnte Deutschlands älteste Betonbrücke ausfindig gemacht werden: Die Brücke über die Lenne bei Vorwohle. Die Brücke, deren Tragwerk bis heute nahezu unbeschädigt erhalten ist, wird nachfolgend beschrieben und in den Zusammenhang mit zwei beinahe bauzeitgleichen Schwesterbauwerken gestellt.

Germany's first concrete bridges
The early history of unreinforced concrete has received little attention until now. However, significant engineering concrete structures have been constructed long before the advent of reinforced concrete in bridge building at the end of the 19th century. In this short notice, the authors present three small arch bridges dating back to 1877/1878 which are probably Germany's oldest concrete bridges.

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Veit-Egerer, R.; Schedler, R.; Hetzenberger, T.Brückenobjekt A21.R1 - Wiener Außenring Autobahn Knoten SteinhäuselBeton- und Stahlbetonbau8/2009517-529Berichte

Abstract

Die untersuchte Spannbeton-Straßenbrücke am Knoten Steinhäusel ist eine zweispurige Querung über die A1 Westautobahn. Das Haupttragwerk besteht aus vier Feldern mit einer Gesamtlänge von rund 125 m. Der Querschnitt der 15,10 m breiten - im Grundriss schiefen - Brücke wird durch einen offenen Querschnitt gebildet. Die zugehörigen beiden Hauptträger setzen sich jeweils aus einem zweistegigen Plattenbalken zusammen und werden durch eine Kassettendecke verbunden. Gegenstand der vorliegenden Untersuchung war zunächst eine dynamische Analyse mit BRIMOS® (BRIdge MOnitoring System), wodurch der globale Erhaltungszustand des Tragwerkes hinsichtlich Tragfähigkeit und Funktionsfähigkeit der Brückenstruktur festgelegt und damit Empfehlungen für die weitere Betriebsdauer gegeben werden. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem Verbundquerschnitt Spannbeton, der besondere Aufmerksamkeit erfordert. Begleitend erfolgte eine Inspektion des Brückentragwerks nach der RVS 13.03.11. Anlass der Brückenprüfung waren spanngliedparallele Risse an den Stegen des Tragwerks sowie örtliche, freiliegende Spannkabel. Ziel der Prüfung war es festzustellen, ob in den Bereichen der spanngliedparallelen Risse systematische Schäden an den Spanngliedern vorhanden sind, oder ob es sich bei den augenscheinlichen Fehlstellen an den Spanngliedern um einen lokal begrenzten Schaden handelt.

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Veit-Egerer, R.; Wenzel, H.Ermittlung der Tragfähigkeit und insbesondere der Belastbarkeit einer Spannbeton-Straßenbrücke mittels Dynamischem BauwerksmonitoringBeton- und Stahlbetonbau6/2008364-377Fachthemen

Abstract

Bei der Straßenbrücke Komoany, Tschechien handelt es sich um eine 2-spurige Querung einer mehrgleisigen Verbindung, die als Spannbetonbrücke ausgeführt ist. Das Haupttragwerk besteht aus zwei Feldern mit einer Gesamtlänge von rund 63 m. Im Hauptfeld ist dann ein aus neun vorgespannten Betonfertigteilen (I-Träger) gefertigter Einhängeträger über zwei Gerbergelenke in das Brückentragwerk eingefügt. Diese Fertigteile werden quer zur Brückenachse über Zugstangen zusammengehalten, welche durch deren Ober- und Untergurte geführt werden, um eine kraftschlüssige Lastableitung als Gesamtquerschnitt zu gewährleisten. Gegenstand der vorliegenden Untersuchung ist eine dynamische Analyse an der Straßenbrücke Komoany mit BRIMOS®, wodurch der globale Erhaltungszustand des Tragwerks analysiert werden soll, wobei insbesondere die Tragfähigkeit bzw. die Belastbarkeit der Tragstruktur festgelegt und damit Empfehlungen für die weitere Betriebsdauer gegeben werden. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem Einhängeträger, der a priori sowohl global (Gerbergelenke) als auch lokal (Quervorspannung) besondere Aufmerksamkeit erfordert.

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Veit-Egerer, Robert; Wenzel, Helmut; Reischl, Josef; Hintringer, HermannTraunbrücke Steyrermühl  -  Sprengungsüberwachung mit BRIMOS® Structural Health MonitoringBautechnik3/2011189-198Fachthemen

Abstract

Die Traunbrücke Steyrermühl ist Teil der A1 Westautobahn und wurde in den Jahren 1959 und 1960 errichtet. Die 18-feldrige Stahlbetonbrücke besteht aus zwei Richtungstragwerken und weist eine Gesamtlänge von 240,45 m auf. Im Hinblick auf die Gewährleistung der Tragsicherheit und Funktionsfähigkeit der Brücke wurden während der Sprengung des Richtungstragwerks Salzburg im August 2010 das unmittelbar benachbarte, zunächst bestehen bleibende Richtungstragwerk Wien überwacht und die Auswirkungen der Sprengung bewertet, wobei besonderes Augenmerk auf die primäre Tragstruktur (Bogen) gelegt wurde.
Da am Tragwerk bereits im Jahr 2005 eine dynamische Referenzmessung mit BRIMOS® durchgeführt wurde, konnte die aktuelle Untersuchung (Messung 2010) dadurch entsprechend effizienter gestaltet werden. Mit Hilfe ausgewählter Einzelpunkte am Brückentragwerk (HOT SPOTS) konnten das maßgebliche Tragverhalten der Brücke und etwaige Veränderungen umfassend beschrieben und quantifiziert werden. Ein direkter Vergleich im Abstand von fünf Jahren zeigt den Verlauf der gemessenen Tragfähigkeit über die Zeit (Brückendeck unter dem Einfluss der Verkehrsbelastung bzw. der Sprengung).

Blast of the Westbound Bridge Structure and Evaluation of its Affection on the remaining Eastbound Bridge Structure with BRIMOS® Structural Health Monitoring.
The bridge object is part of the A1 highway and was constructed in 1959. It is composed of 18-spans (reinforced concrete) and has a total length of 240,45 m. While the bridge structure  -  related with the driving direction Salzburg  -  was removed (blown) in August 2010, the remaining structure (driving direction Vienna) was monitored in order to evaluate the impact of the blasting with regard to its structural safety and operability. The investigation was focused on the primary load-bearing structure (arch).
Due to the fact that an initial dynamic measurement with BRIMOS® has been conducted already in 2005, the prevailing investigation (measurement 2010) could be configured more efficiently. Measurements at selected single bridge locations (HOT SPOTS) enabled a comprehensive documentation and quantification of the bridge’s decisive structural behaviour and possible changes respectively. A direct comparison after 5 years of structural service life shows the progression of the measured structural resistance over time (bridge deck under the influence of traffic load and the bridge blasting).

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Vejmelková, E.; Padevet, P.; Cerny, R.Effect of Cracks on Hygric and Thermal Characteristics of ConcreteBauphysik6/2008438-444Fachthemen

Abstract

The effect of cracks on the moisture and heat transport and storage properties, basic physical properties and compressive strength of six different types of high performance concrete is analyzed in the paper. The cracks in the material specimens are randomly distributed, imposed by thermal treatment. Experimental results show that the presence of cracks affects all hygric and thermal parameters except for the specific heat capacity in quite a significant way. Also, the effects of microsilica addition and of the size and presence of aggregates are important. The liquid water transport is influenced by cracks, microsilica and aggregates in the most remarkable way, together with the compressive strength. Water vapor transport parameters, water sorption parameters, thermal conductivity and open porosity are also subject of significant changes and can indicate the damage induced by cracks with a sufficient sensitivity.

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Velickov, D.Folkwangbrücke über die BismarckstraßeStahlbau6/2000440Berichte

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