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Gei√üler, Karsten; Schr√∂der, R√ľdigerBr√ľcken √ľber den Nord-Ostsee-Kanal - Zeugnisse der Baukunst im Spannungsfeld von Erhalt oder ErsatzneubauStahlbau8/2023520-535Berichte

Abstract

Herrn Dipl.-Ing. Peter Gauthier als einem herausragenden Ingenieur und auch Prüfingenieur, der für zahlreiche Brücken verantwortlich zeichnet und dessen norddeutsch kühle Analysen stets unbeschreiblich wertvoll für die tägliche Arbeit sind, zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet
Im Beitrag werden mehrere Hochbrücken über den Nord-Ostsee-Kanal vorgestellt, für die die grundsätzliche Entscheidung zu Ertüchtigung oder Ersatzneubau differenziert getroffen wurde. Damit wird das Spannungsfeld betont, in welchem sich die Baulastträger hinsichtlich der Sicherstellung von Funktionalität der Verkehrsträger, Zustandsbewertung und rechnerischer Bewertung heute oft befinden. Konkret werden mit den beiden Eisenbahnhochbrücken Rendsburg und Hochdonn zwei Bauwerke dargestellt, die ihre normative Nutzungsdauer mit ca. 110 Jahren bereits überschritten haben und trotzdem nach ihrer Ertüchtigung noch lange wirtschaftlich weiterbetrieben werden können. Weiterhin werden die Rader Autobahnhochbrücke und die kombinierte Straßen- und Eisenbahnhochbrücke Levensau erläutert, die die beiden Grenzbereiche zur Festlegung eines Ersatzneubaus markieren. Die Autobahnbrücke ist den Straßenverkehrslasten der A7 nach nur 50 Jahren Nutzungszeit schlichtweg nicht mehr gewachsen, hingegen hat die Levensauer Hochbrücke mit eher moderatem Straßen- und Eisenbahnverkehr ihre planmäßige Nutzungsdauer schon lange erreicht, muss aber wegen der notwendigen Verbreiterung des Nord-Ostsee-Kanals neu gebaut werden.

Bridges over the Kiel Canal - evidences of the art of bridge construction in the field of tension between preservation or replacement
The article presents several high bridges over the Kiel Canal, for which the fundamental decision to strengthening or replacement was made in a differentiated manner. This shows the difficult boundary conditions in which the authorities often find themselves today with regard to ensuring the functionality of the infrastructure, condition and calculated assessment. With the railway bridges Rendsburg and Hochdonn, two structures are presented which have with more than 110 years already exceeded their normative useful life and can still be used economically for a long time after their strengthening. Furthermore, the Rader highway bridge and the combined road and railway bridge Levensau are explained, which mark the two border areas for the determination of a replacement. The highway bridge is simply no longer usable for the heavy road traffic loads of the A7 after only 50 years of use, on the other hand the Levensau bridge with rather moderate road and rail traffic has long since reached its planned service life, but has to be rebuilt because of the necessary widening of the Kiel Canal.

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Stahlbau aktuell 8/2023Stahlbau8/2023537-540Stahlbau aktuell

Abstract


Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

SZS steel news: Rückblick: Zürcher Kranbahntag 2023

ÖSTV news: 9. Österreichischer Stahlbaupreis: Preisträger

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenStahlbau8/2023541Veranstaltungskalender

Abstract

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Titelbild: Bautechnik 7/2023Bautechnik7/2023Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
In einem Industriepark an seinem Heimatstandort hat sich das Bauunternehmen Wirth aus dem hessischen Haiger einen großen Auftrag gesichert. Vor dem Erstellen einer großen Produktions- und Lagerhalle bereitet es die notwendigen Punkt- und Streifenfundamente vor. Dabei geht man mit einem 25-t-Bagger plus KEMROC-Fräse EKT 100 durch massiven Fels und geklüftetes Gestein. (Foto: KEMROC)

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Inhalt: Bautechnik 7/2023Bautechnik7/2023Inhalt

Abstract

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Jesse, Dirk100 Jahre Bautechnik - Bauen f√ľr die kommenden GenerationenBautechnik7/2023357Editorials

Abstract

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Schwarz, Jochen; Maiwald, Holger; Abrahamczyk, Lars; Hallermann, Norman; Morgenthal, GuidoMethoden f√ľr digitale 3D-Lagebilder: Erfahrungen aus dem Hochwasser 2021Bautechnik7/2023358-373Aufs√§tze

Abstract

Das Hochwasserereignis vom Juli 2021 hat in den besonders betroffenen Gebieten von Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen schwere strukturelle Schäden an der allgemeinen Bebauung und der Infrastruktur hinterlassen. Zur Bewältigung der Folgen und Vorbereitung künftiger Ereignisse wurden verschiedene Forschungsprojekte initiiert, deren inhaltliche Abstimmung und Verzahnung durch die Autoren im Bereich der Lagebilderstellung in Form von themendifferenzierten Workshops angestrebt wurde. Der Beitrag konzentriert sich auf die Erhebung und Aufbereitung von Schadensdaten sowie erste methodische Ansätze, die Lagebilderstellung aus der Sicht der verschiedenen Hauptakteure konzeptionell zu strukturieren und im Zeitfenster effizient zu gestalten. Im Ergebnis stehen Elemente eines (noch ausstehenden) Tools für die schnelle Lageeinschätzung und Unterstützung der Einsatzkräfte, die Begründung von Maßnahmen zur temporären Gebäudesicherung und Unterstützung des Wiederaufbaus auf Basis von belastbaren Risikoszenarien und Schadensprognosen. Anhand und nach Auswertung verfügbarer Daten- und Informationsquellen wird dargestellt, wie rein technisch (Befliegung) sowie empirisch (auf Basis weiterentwickelter Schadensfunktionen) die Erstellung von Lagebildern qualifiziert und die Verfügbarkeit entscheidungsrelevanter Informationen zeitlich vorgelagert werden kann. Schlussfolgerungen und Empfehlungen aus den Untersuchungen und Workshops werden aus Anwendersicht zusammengefasst.

Methods for digital 3D assessment of the disaster situation: lessons from the 2021 flood
The flood event of July 2021 caused heavy structural damage to general building stock and infrastructure in the particularly affected areas of Rhineland-Palatinate and North Rhine-Westphalia. In order to cope with the consequences and to prepare for future events, different research projects were initiated. The authors coordinated and interlinked these in the area of situational awareness in the form of topic-specific workshops. The paper focuses on the collection and preparation of damage data as well as first methodological approaches to conceptually structure the disaster situation from the point of view of the various main actors and to design it efficiently in the time frame. The results are elements of a (still under preparation) tool for rapid situation assessment and support of the emergency services, the justification of measures for temporary building safety and support for reconstruction based on reliable risk scenarios and damage prognosis. Based on and after evaluation of available data and information sources, it is shown how purely technically (flights) and empirically (based on improved damage functions) the creation of situation reports can be qualified and the availability of decision-relevant information be stored in advance. Conclusions and recommendations from the studies and workshops are summarized from the user's point of view.

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Kaliske, Michael; Wollny, InesDigitaler Zwilling StraßeBautechnik7/2023374-382Berichte

Abstract

Bau und Betrieb der Straßeninfrastruktur stehen aktuell vor enormen Herausforderungen: steigender Verkehr, Klimawandel, notwendige Wartungsarbeiten, zunehmend autonomer Verkehr etc. Gleichzeitig werden Potenziale technischer Innovationen (u. a. Digitalisierung, Sensorik, Industrie 4.0) im Straßenwesen bislang kaum genutzt. Um zukünftig einen nachhaltigeren, sichereren und effizienteren Bau und Betrieb von Straßen zu ermöglichen, wird im Sonderforschungsbereich/Transregio 339 ein Digitaler Zwilling für die Straße der Zukunft entwickelt. Der vorliegende Beitrag wurde am 14. Okt. 2022 im Rahmen des 26. Dresdner Baustatik Seminars präsentiert.

Digital twin of the road
The construction and operation of road infrastructure is currently facing enormous challenges: steadily increasing traffic, climate change, necessary maintenance work, increasingly autonomous traffic etc. At the same time, the potential of technical innovations (e. g. digitization, use of sensors, Industry 4.0) is rarely used in the road system so far. In order to enable a more sustainable, safer and more efficient construction and operation of roads in the future, a digital twin for the road of the future is under development in the Collaborative Research Center/Transregio 339.

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Kindler, Arne; Schaller, Maria-Barbara; Nöther, Nils; Breuer, StefanLangzeitrissmonitoring an Spannbetonkonstruktionen mittels Distributed Strain SensingBautechnik7/2023383-395Berichte

Abstract

Im Deckenbereich eines Verbindungstunnels der Münchener U-Bahn wurden zum kontinuierlichen Rissmonitoring (Dauerrissmonitoring) faseroptische Sensorkabel verlegt. Hierbei sind laut Messkonzept eine Dauerüberwachung der Gesamtverformungen sowie mehrere Stichtagmessungen hinsichtlich des eigentlichen Rissmonitorings der Spannbetonkonstruktion geplant. Ziel der Messungen ist das faseroptische Rissmonitoring zur Bauwerksüberwachung einer vorgeschädigten und im Zuge der faseroptischen Installation sanierten Spannbetonkonstruktion aus den 1970er-Jahren mit hohen Verkehrslasten aus Straßenverkehr und Temperatureinwirkungen. Bei der Spannbetonkonstruktion handelt es sich um eine Einfeldplattenkonstruktion mit geraden und parabelförmigen Spanngliedern. Die ursprüngliche Decke wies ein erhöhtes Schadenspotenzial an der Plattenunterseite (Rissbild) sowie schwerwiegende Schäden in Verbindung mit der vorhandenen Spannstahlkonstruktion auf. Im Zuge der Sanierung der Spannbetondeckenplatte wurde eine Spritzbetonverstärkung mit Zusatzbewehrung ausgeführt, um ein Ankündigungsverhalten bei Spanngliedausfall zu erreichen. Im folgenden Beitrag wird über die ersten Ergebnisse des Rissmonitorings auf der Basis von kontinuierlichen faseroptischen Messungen der eingebetteten Glasfasern berichtet. Die Messungen basieren auf der Brillouin-Technologie.

Long-term crack monitoring of prestressed concrete structures by means of distributed fiber-optic strain sensing
In the ceiling area of a connecting subway tunnel in Munich, Germany, fiber-optic sensor cables were installed for continuous long-term crack monitoring. According to the measurement concept, continuous monitoring of the total deformations as well as several reference date measurements are planned with regard to the actual crack monitoring of the prestressed concrete construction. The aim of the measurements is the fiber-optic crack monitoring of a pre-damaged prestressed concrete structure from the 1970s, which was refurbished in the course of the fiber-optic installation. The structure is exposed to high traffic loads from road traffic as well as temperature impact. The prestressed concrete structure is a single span slab construction with straight and parabolic tendons. The original ceiling had an increased potential for damage on the underside of the slab (crack pattern) as well as severe damages associated with the existing prestressing steel structure. During the renovation of the prestressed concrete slab, shotcrete with supplementary reinforcement was applied to achieve an announcement behavior in case of tendon failure. The following paper reports on the first results of crack monitoring based on continuous fiber optic measurements along the embedded fiber-optic sensing cables. The measurements are based on the technology of distributed Brillouin sensing.

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Malcher, Andreas; Saliba, Alain; Wolgast, EricHerausforderungen und Perspektiven bei der BIM-Planung von Br√ľcken - das Beispiel der Geh- und Radweg√ľberf√ľhrung RiederwaldBautechnik7/2023396-405Berichte

Abstract

Der geplante Lückenschluss zwischen der A66 und der A661 wird den östlichen Bereich der Stadt Frankfurt am Main in erheblichem Umfang von Lärm und Abgasen entlasten. Um diese Maßnahme realisieren zu können, sind div. Brückenbauten erforderlich. Eine dieser Brücken ist die geplante Geh- und Radwegüberführung über die sechsspurige A66. Die von Werner Sobek entworfene Brücke besteht aus einem leicht geschwungenen Mittelteil aus Stahl, welches integral mit ausgerundeten Widerlagern aus Stahlbeton verbunden ist. Die leichte und elegante Konstruktion spannt frei über eine Länge von 53 m bei einer Konstruktionshöhe von nur 1,2 m (l/h = 44). Die Montage der Brücke erfolgt nach Inbetriebnahme des Autobahnabschnitts, den sie überquert. Die Autobahn GmbH des Bundes möchte als Auftraggeberin für Infrastrukturprojekte das Building Information Modeling (BIM) von Infrastrukturprojekten gemäß Masterplan des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) etablieren. Das Brückenbauwerk und die anschließenden Dämme ebenso wie das angrenzende Wellstahlbauwerk wurden deshalb in BIM geplant. Durch die Integration der Fachmodelle “Bauwerk”, “Gelände”, “Verkehrsanlage” und “Baugrund” konnten die Schnittstellen zwischen den einzelnen Fachgewerken direkt im 3D-Modell koordiniert werden. Die von der Autobahn GmbH genutzte Software EPLASS wurde als Plattform für den Datenaustausch verwendet. Als virtueller Projektraum kam die Kollaborationsplattform BIMcollab zum Einsatz.

Challenges and perspectives in the BIM planning of bridges - the example of the Riederwald footbridge and cycle path overpass
The planned closure of the gap between the A66 and the A661 will relieve the eastern part of the city of Frankfurt am Main of a considerable amount of noise and exhaust fumes. In order to realise this measure, various bridges have to be built. One of these bridges is the planned footpath and cycle path overpass over the six-lane A66. The bridge, designed by Werner Sobek, consists of a slightly curved central section made of steel, which is integrally connected to rounded abutments made of reinforced concrete. The light and elegant construction spans freely over a length of 53 m with a structural height of only 1.2 m (l/h = 44). The bridge will be installed after the motorway section it crosses has been put into operation. As the client for infrastructure projects, the Autobahn GmbH des Bundes wants to establish Building Information Modelling (BIM) of infrastructure projects in accordance with the master plan of the Federal Ministry for Digitalization and Transport (BMDV). The bridge structure and the adjoining embankments as well as the adjacent corrugated steel structure were planned in BIM. By integrating the “structure”, “terrain”, “traffic facility” and “subsoil” models, the interfaces between the individual disciplines could be coordinated directly in the 3D model. The EPLASS software used by Autobahn GmbH was used as a platform for data exchange. The collaboration platform BIMcollab was used as a virtual project space.

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Menge, Moritz; Heckenbach, JensDie Behelfsbr√ľcken √ľber die AhrBautechnik7/2023406-412Berichte

Abstract

Eine verheerende Flut im Ahrtal im Juli 2021 forderte 134 Todesopfer und verursachte massive Schäden an der Infrastruktur, auch an den Brücken. Die Flutwelle wurde durch eine Kombination von Faktoren verursacht, darunter starke Niederschläge, ein großes Einzugsgebiet, gesättigte Böden, enge Täler und Schieferhänge. Die zahlreichen Brückenbauwerke wirkten teilweise als vorübergehender Damm, der schließlich unter der Belastung des Wassers und Geschiebes versagte und weggerissen wurde, wodurch sich der ohnehin schon flutartige Abfluss der Ahr zu einer Flutwelle kumulierte. Rund 60 Brückenbauwerke wurden zerstört - allein in der Stadt Bad Neuenahr-Ahrweiler waren es 23 von 25 Brücken. Als schnelle, hilfreiche Lösung für die betroffenen Bürger wurden zwischenzeitlich einige Behelfsbrücken errichtet, um die Planungs- und Bauzeit für neue dauerhafte Bauwerke zu überbrücken. In diesem Beitrag wird über diese Behelfsbrücken und deren Konstruktion berichtet.

The temporary bridges over the Ahr
A devastating flood in the Ahr valley in July 2021 claimed 134 lives and caused massive damage to the infrastructure, including bridges. The flood wave was caused by a combination of factors, including heavy rainfall, a large catchment area, saturated soils, narrow valleys, and slate slopes. The numerous bridge structures partially acted as a temporary dam, which eventually failed and was washed away under the pressure of water and debris, causing the already flood-like flow of the Ahr river to accumulate into a flood wave. Around 60 bridges were destroyed, and in the town of Bad Neuenahr-Ahrweiler alone, 23 out of 25 bridges were destroyed. In order to quickly provide helpful solutions for the affected citizens, some temporary bridges had to be erected to bridge the planning and construction time for new permanent structures. This article reports on these temporary bridges and their construction.

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Holzhausen, Wolfgang; Plesmann, Stefanie; Celjo, IlmaNächster Halt: Terminal 3 - die neue Sky Line-Bahn am Flughafen FrankfurtBautechnik7/2023413-420Berichte

Abstract

Zum Sommerflugplan 2026 wird das neue Terminal 3 am Flughafen Frankfurt in Betrieb gehen. 19 Mio. Fluggäste jährlich werden dann von drei Flugsteigen an- und abreisen. Doch wie wird Terminal 3 an die bestehenden Terminals 1 und 2 sowie die Flughafenbahnhöfe angebunden? Die Lösung: die neue Sky Line-Bahn. Sie bringt künftig bis zu 4000 Reisende pro Stunde und Fahrtrichtung in nur 8 min von Terminal 1 zu Terminal 3. Die Fraport AG baut für die Verbindung je eine neue Station an Terminal 1 und Terminal 3 und erweitert die bestehende Station an Terminal 2. Zwischen Terminal 1 und Terminal 3 legen die vollautomatischen Züge eine Strecke von 5,6 km zurück. Im Nordbereich ist der Fahrweg aufgeständert und wird so in die bestehende Infrastruktur integriert. Entlang der Autobahn 5 verläuft der Fahrweg Mitte ebenerdig, da er in der Einflugschneise liegt. Unter einer Straßenverbindung hindurch fährt die Sky Line-Bahn im Südbereich dann auf einer hochgelegten Trasse in die neue Station an Terminal 3 ein. Östlich des Terminals 2 wurde bereits ein neues Werkstattgebäude fertig gebaut, dessen Fahrzeughalle in ca. 16 m Höhe zur Wartung der zwölf Fahrzeuge benötigt wird. Mit der Betriebsleitzentrale ist hier auch das Herz der Steuerung und Überwachung der Anlage untergebracht.

Next stop: Terminal 3 - the new Sky Line people mover at Frankfurt Airport
Frankfurt Airport's new Terminal 3 will begin operating at the start of the 2026 summer flight season. Up to 19 mio. passengers a year will then arrive and depart at its three piers. But how will Terminal 3 be linked to the two existing terminals (1 and 2) and the airport's train stations? The solution: a new Sky Line people mover line. It is designed to carry up to 4000 travelers per hour and direction, taking only 8 min to traverse the distance between Terminals 1 and 3. Fraport AG is building two new stations for it, one each at Terminals 1 and 3, and expanding the existing one at Terminal 2. While traveling between Terminals 1 and 3, the fully automated carriages will cover a total distance of 5.6 km. In the northern section of the route, tall columns hold up the tracks to smoothly integrate them into the existing infrastructure. In the middle section, which crosses the approach path of landing aircraft, the route runs at ground level alongside the A5 motorway to avoid conflicts. At the southern end of its trajectory, finally, the Sky Line rises again to reach the station at Terminal 3. East of Terminal 2, a new maintenance building with space for twelve parked vehicles and the people mover's control center was taking shape at a height of about 16 m.

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Mischo, Arne; Eberle, Lara; Zehetmaier, GerhardRessourcenschonung und CO2-Minderung unterirdischer Verkehrsbauwerke in offener Bauweise durch konstruktiv optimierte VerbautenBautechnik7/2023421-428Berichte

Abstract

Der für eine Mobilitätswende erforderliche Ausbau des ÖPNV und primär der Ausbau von U-Bahn-Netzen steht - wenngleich per se potenziell nachhaltig - bei Ressourcenschonung und CO2-Minderung in der Pflicht. Insbesondere unterirdische Verkehrsbauwerke in offener Bauweise zeigen noch erhebliche Minderungspotenziale. Neben Maßnahmen auf Baustoffebene durch Zemente, Bewehrungs- und Baustähle mit reduziertem CO2-Fußabdruck oder Global Warming Potential (GWP) sind dringend auch Maßnahmen auf Ebene der Konstruktion notwendig: durch eine vom konstruktiven Ingenieur betriebene Optimierung von Konstruktion, Bauweise und Bauablauf. Ausgangspunkt der Betrachtung ist eine heute typische U-Bahn-Haltestelle, wie sie in den Metropolen Hamburg, Berlin oder München aktuell geplant und gebaut wird. Die wesentlichen Beiträge zum CO2-Fußabdruck der Haltestelle werden identifiziert und Stellschrauben aufgezeigt. Eine wesentliche Rolle spielen dabei Baubehelfe und Baugrubenverbauten, die häufig nur für kurze Zeit genutzt werden, aber große Beiträge zum GWP liefern. Aus einer systematischen Betrachtung von Verbaukonzepten und -konstruktionen werden Handlungsoptionen für die Planung ressourcenschonender und emissionsärmerer Verkehrsbauwerke in offener Bauweise abgeleitet.

Saving resources and reducing CO2-emissions by optimizing shoring systems for cut-and-cover underground transportation structures
The expansion of public transport systems and primarily the expansion of metro networks plays a vital role in the transition of mobility. However, even public transport systems have to pay their share in saving ressources and reducing CO2-emissions. In particular, cut-and-cover underground transportation structures still show considerable reduction potential. In addition to measures at the building material level through cements, reinforcing steel and structural steel with reduced CO2-footprints or global warming potential (GWP), measures at the design level are also urgently needed: Through engineering-driven optimization of design, construction methods and construction processes. The starting point for the analysis is a typical subway station as currently planned and built in metropolises like Hamburg, Berlin or Munich. The main contributions to the CO2-footprint are identified and the potential for improvement is illustrated. Construction pits and temporary shoring systems make large contributions to the GWP. From a systematic analysis of shoring concepts, design ideas for resource-saving and low-emission cut-and-cover underground structures are derived.

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Curbach, Manfred; Scheerer, SilkeZehn Werte - Wie das Bauen zukunftsfähig werden kannBautechnik7/2023429-436Essays

Abstract

100 Jahre Bautechnik - Bauen für die kommenden Generationen
Das Bauen von heute ist für einen enormen Teil des Ressourcen- und Energieverbrauchs, der CO2-Emissionen und des Abfallaufkommens weltweit verantwortlich. Deshalb benötigen wir einen umfassenden und schnellen Wandel im Selbstverständnis des Bauens, was die Nutzung und Pflege unserer gebauten Umwelt einschließt. Um diesem Bestreben einen Rahmen zu geben, wurden von einer interdisziplinären Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in einem Antrag für ein Großforschungszentrum zehn Werte für das Bauen von morgen formuliert, die im vorliegenden Beitrag vorgestellt werden.

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Bautechnik aktuell 7/2023Bautechnik7/2023437-442Bautechnik aktuell

Abstract

Nachrichten:
Zweiter europäischer Short course “Grouting Fundamentals & Current Practice” in München
Smart Manufacturing Lab der HTWK Leipzig eröffnet
Deutscher Unternehmer führt Europas Ziegler
Bundesbauministerin Geywitz und Bundeslandwirtschaftsminister Özdemir legen Strategie für den Holzbau vor
2. Nachhaltigkeits-Symposium der Bauwirtschaft

Wettbewerbe:
Startschuss zum ersten Gottfried-Böhm-Stipendium

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik7/2023442Veranstaltungskalender

Abstract

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 7/2023Beton- und Stahlbetonbau7/2023Inhalt

Abstract

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 7/2023Beton- und Stahlbetonbau7/2023Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
Von der Aktualität des Bauhauses kündet auf überzeugende Weise das von Steimle Architekten aus Stuttgart entworfene Besucherzentrum der Bauhaus-Bundesschule Bernau. Die markante Dachumrandung aus Liapor-Leichtbeton legt davon eindrucksvoll Zeugnis ab. Wie schwebend deckt sie das transparente Gebäude und kommentiert damit in neuer architektonischer Sprache die zwischen 1928 - 1930 errichtete Bauhaus-Bundesschule in Bernau, die seit 2017 zum UNESCO-Welterbe zählt. Wie der Baustoff zum Botschafter des Handwerklichen, Authentischen der Bauhaus-Philosophie wurde. (Foto: Brigida González)

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Claßen, MartinNormungsarbeit im Bauwesen - Idealismus als Grundvoraussetzung?Beton- und Stahlbetonbau7/2023453-454Editorials

Abstract

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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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Tue, Nguyen Viet; Betschoga, Christoph; Tung, Nguyen DucExperimentelle Untersuchungen zum Einfluss des statischen Systems und der Belastungsart auf die Querkrafttragfähigkeit von Balken mit geringer QuerkraftbewehrungBeton- und Stahlbetonbau7/2023467-477Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Der vorliegende Aufsatz berichtet über experimentelle Untersuchungen zum Querkraftverhalten von Balken mit geringer Querkraftbewehrung unterschiedlicher statischer Systeme und Belastungen. Insgesamt wurden vier Einfeldbalken unter Einzellasten, zehn Kragbalken und drei simulierte Durchlaufbalken unter Gleichstreckenlasten getestet. Der Querkraftbewehrungsgrad wurde zwischen dem 0- (querkraftunbewehrt) und 2,0-Fachen der Mindestquerkraftbewehrung nach EC2 variiert. Die Versuchsergebnisse zeigen einen erheblichen Einfluss des statischen Systems und der Belastungsart auf das Rissbild und die Traglast der untersuchten Balken. Während eine Querkraftbewehrung unterhalb der Mindestquerkraftbewehrung kaum Einfluss auf die Querkrafttragfähigkeit von Einfeldbalken unter Einzellasten hat, führt eine derart geringe Querkraftbewehrung bereits zu einer deutlichen Steigerung der Querkrafttragfähigkeit bei Balken unter Gleichstreckenlast. Im Vergleich zu Balken ohne Querkraftbewehrung bleibt das Rissbild jedoch unverändert, sodass das Versagen weiterhin durch einen einzelnen kritischen Schubriss gekennzeichnet wird. Ein Vergleich mit derzeit gültigen Berechnungs- bzw. Normvorschriften zeigt mögliche Verbesserungspotenziale in den angewendeten Modellen.

Experimental investigation on the effect of static system and load arrangement on the shear resistance of beams with low amounts of shear reinforcement
In this paper, an experimental investigation on the shear behaviour of beams with low amounts of shear reinforcement and different static systems is presented. Four simply supported beams under concentrated loads, ten cantilevers and three simulated continuous beams under uniformly distributed loads were tested. The shear reinforcement ratio was varied between 0 (without shear reinforcement) and 2.0 times the minimum shear reinforcement according to EC2. The test results show a significant influence of the static system and the loading type on the crack pattern and ultimate load of the beams tested. While a reinforcement level below the minimum shear reinforcement has almost no influence on the shear resistance of simply supported beams under concentrated loads, a very low shear reinforcement leads to a significant increase in the shear capacity of beams under uniform distributed loads. The crack pattern, however, remains unchanged compared to beams without shear reinforcement where shear failure is characterized by a single critical shear crack. The test results were also compared with design and standard specifications. The comparisons show possible improvement potentials in the currently applied models.

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Fingerloos, Frank; Lindorf, Alexander; Meyer, LarsDoppelkopfanker als Querkraft- und Durchstanzbewehrung - Aktueller Stand und AusblickBeton- und Stahlbetonbau7/2023478-492Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Als eine sehr effektive Durchstanzbewehrung haben sich seit Jahrzehnten Doppelkopfanker etabliert, da bei diesen für Querkraft- und Durchstanzbeanspruchungen optimierten Bewehrungselementen eine besonders hohe Verankerungsleistung mit einer praktikablen Einbaubarkeit kombiniert werden kann. In diesem Beitrag wird ein Überblick über aktuelle Verwendbarkeits- und Anwendbarkeitsnachweise für Doppelkopfanker in Deutschland gegeben. Danach werden die aktuell geltenden Bemessungs- und Konstruktionsregeln für die Verwendung der Doppelkopfanker als Querkraft- sowie als Durchstanzbewehrung zusammengestellt. Abschließend wird auf die nächste Eurocode-2-Generation 2023+ geblickt, wobei auszugsweise einige wesentliche Neuerungen bei der zukünftigen Einbindung der Doppelkopfanker in die Querkraft- und Durchstanzregelungen vorgestellt werden.

Double-headed studs as shear and punching reinforcement - Current status and outlook
Double-headed studs have been established for decades as a very effective punching shear reinforcement because these reinforcement elements, which are optimized for shear and punching loads, combine a particularly high anchorage performance with a practicable installation on site. In this paper, an overview of current usability and applicability verifications for double-headed studs in Germany is given. Afterwards, the currently valid design and construction rules for the use of double-headed studs as shear reinforcement as well as punching reinforcement are summarized. Finally, the next Eurocode 2 generation 2023+ is looked at, with excerpts presenting some significant innovations in the future integration of double-headed studs into the shear and punching rules.

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Jauk, Vladimir; Rombach, G√ľnter A.Rissreibung in BiegeschubrissenBeton- und Stahlbetonbau7/2023493-503Aufs√§tze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Zur Bestimmung der Querkrafttragfähigkeit von Stahl- und Spannbetonbauteilen ohne Schubbewehrung wurden zahlreiche Rechenmodelle entwickelt. Dabei gehen manche Ansätze davon aus, dass die einwirkende Querkraft im Wesentlichen über die Rissreibung abgetragen wird. Andere sehen die ungerissene Betondruckzone als maßgebenden Tragmechanismus an. Um diese Frage zu klären, wurden zehn Versuche mit Stahlbetonbalken ohne Bügelbewehrung durchgeführt. Hierbei lag der Schwerpunkt bei der genauen Aufzeichnung der Rissentwicklung sowie bei der Messung von Rissöffnung und -gleitung. Mithilfe konventioneller und moderner Messmethoden, wie der digitalen Bildkorrelation (DIC), wurde das Tragverhalten umfänglich aufgezeichnet und ausgewertet. Des Weiteren erfolgten eine Begutachtung der Rissoberflächen sowie eine Bestimmung der Rissreibungskräfte. Nach den durchgeführten Untersuchungen scheint die Rissreibung nur einen geringen Anteil der Querkraft aufzunehmen. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens liefern damit einen Beitrag zu einem besseren Verständnis des Querkraftabtrags in Stahlbetonbauteilen ohne Querkraftbewehrung.

Aggregate Interlock in critical shear cracks
Numerous models have been published for estimating the shear capacity of reinforced and prestressed concrete members without transverse reinforcement. Some approaches assume that the shear force is essentially carried by crack friction. Others consider the uncracked concrete compression zone as the governing load-bearing mechanism. To address this question, 10 tests were conducted on reinforced concrete beams without stirrups. The focus of the tests was to record crack development and to measure crack opening and crack sliding. Using conventional and modern measurement methods, such as digital image correlation (DIC), the load-bearing behavior was extensively recorded and evaluated. Furthermore, the crack surfaces were inspected and the shear friction was calculated. According to the conducted investigations, crack friction carries only a small proportion of the total shear force. The results of the research project thus contribute to a better understanding of shear force transfer in reinforced concrete members without shear reinforcement.

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Fröse, Johannes; Fischer, OliverEinfluss der Rippengeometrie auf den Verbund von Betonstahl aus RingenBeton- und Stahlbetonbau7/2023504-512Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Betonstahl in Ringen weist gegenüber konventionellem Bewehrungsstabstahl eine veränderte Rippengeometrie mit breiten Rippen auf, um eine möglichst verschleißarme Weiterverarbeitung mit Biege- und Richtprozessen zu ermöglichen. Die Kombination aus kleinen Rippenabständen und breiten Rippen führt zu einer reduzierten Verbundtragfähigkeit, obwohl die Bewehrungsstäbe eine große bezogene Rippenfläche aufweisen. Anhand einer experimentellen Studie mit Ausziehversuchen wurde der Einfluss der Rippengeometrie auf die Verbundtragfähigkeit von Betonstahl aus Ringen untersucht. An Betonstahl aus Ringen wurde dabei eine viel geringere Verbundtragfähigkeit im Vergleich zu konventionellem Bewehrungsstabstahl ermittelt. Bei der Überprüfung anhand einer Versuchsdatenbank mit Übergreifungs- und Verankerungsversuchen aus der Literatur wurde ein deutlicher Einfluss der Rippenhöhe und des Rippenabstands auf die Verbundtragfähigkeit festgestellt. Große Kopfbreiten der Rippen führten ebenfalls zu einer reduzierten Verbundfestigkeit. Im Gegensatz zu bisherigen Erkenntnissen war die versuchstechnisch ermittelte Verbundtragfähigkeit jedoch weitestgehend unabhängig vom Rechenwert der bezogenen Rippenfläche. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass andere Parameter und Indikatoren den Rechenwert der bezogenen Rippenfläche sinnvoll ergänzen würden, um die Verbundfestigkeit von Betonstahl aus Ringen genauer zu beschreiben.

Influence of rib geometry on the bond strength of reinforcing steel from coils
Reinforcing steel in coils has a modified rib geometry with wide ribs compared to conventional rebars, in order to ensure proper bending and straightening. The combination of small rib spacing and wide ribs result in reduced bond strength even though the rebars have a large relative rib area. To meet this concern, an experimental study with pull-out tests was carried out to investigate the influence of rib geometry on the bond strength of reinforcing steel from coils. In pull-out tests, significantly lower bond strength was obtained with reinforcing steel from coils compared with conventional straight reinforcing bars. By analyzing a test database with lap splice and anchorage tests from literature, a noticeable influence of the rib height and rib spacing on the bond strength was found. In addition, large rib widths resulted in lower bond strength. Contrary to previous findings, the bond strength was mostly independent of the value of relative rib area. The findings of the investigations reveal that other parameters and indicators would complement the value of relative rib area in order to describe the bond strength of reinforcing steel from coils in a more accurate manner.

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L√ľcke der A 66 bei Wiesbaden zu 75 % geschlossen - sicher und im Zeitplan: Der Bau der Salzbachtalbr√ľckeBeton- und Stahlbetonbau7/2023512Nachrichten

Abstract

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