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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Stauf, DirkUnsitte: Aufhebung wegen "unwirtschaftlicher Angebote"UnternehmerBrief Bauwirtschaft10/201718-19Berichte

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Die Anfragen von BVMB-Mitgliedsfirmen bei den Beratern zu Aufhebungen von Ausschreibungen haben in den letzten Jahren signifikant zugenommen. Regelmäßig werden Aufhebungen von Ausschreibungsverfahren von den öffentlichen Auftraggebern (AG) damit begründet, dass kein wirtschaftliches Angebot vorgelegen habe. Dies bestätigt eine Recherche in den einschlägigen Datenbanken zu vergaberechtlichen Entscheidungen: Die veröffentlichten Entscheidungen zu dieser Thematik steigen seit dem Jahr 2013 deutlich an. Konfliktpunkt ist regelmäßig das Auseinanderfallen von auftraggeberseitiger Kostenschätzung und den Preisen der tatsächlich im Wettbewerb erstellten Angebote. Wie kann diesem Problem begegnet werden?

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BIM - Building Information Modeling 2017UnternehmerBrief Bauwirtschaft10/201720Buchtipps

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UBB-VeranstaltungstippsUnternehmerBrief Bauwirtschaft10/201720Veranstaltungen

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Inhalt: Bautechnik 9/2017Bautechnik9/2017Inhalt

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Bauten des Gesundheitswesens 2017Bautechnik9/20171-60Sonderheft

Kurzfassung

Im Gesundheitswesen wird nicht nur saniert und neu gebaut, sondern es gibt zahlreiche Erweiterungsbauten, die bestehende Gebäudeensembles ergänzen. Planer und Fachplaner, Projektsteuerer und viele weitere Projektbeteiligte geben täglich ihr Bestes, damit die Gesundheitsbauten für Personal, Patienten und Verwaltung nicht nur optimal funktionieren, sondern durch ihre Atmosphäre angenehme Arbeitsplätze bieten und Orte sind, an denen man gut genesen kann.

In diesem Sonderheft über Bauten des Gesundheitswesens finden Sie wie immer eine große Bandbreite an Fachbeiträgen. Sie können interessante Projektbeiträge studieren: über Gesundheitsbauten für Kinder und Jugendliche, über einen innovativen Psychiatrie-Neubau mit vier Stationen für Allgemein- und Gerontopsychiatrie, Physio- und Ergotherapie, Schlaflabor, Speisenversorgung und Cafeteria sowie Bereiche für Lehre und Verwaltung. Sie lesen vom Bundeswehrkrankenhauses Hamburg, dessen Entwicklungsplanung den Neubau des Bettenhauses vorsieht.

Zusätzlich gibt es aktuelle Informationen zur DIN 13080. Die Planungshilfe für den Krankenhausbau dient als Hilfe bei der Erstellung von Zielplanungen, Betriebs- und Raumprogrammen, Bau- und Wettbewerbsplänen sowie bei der Beurteilung und Bewertung von Planungen. Spannend zu lesen ist ein Artikel über betriebsorganisatorischen Anforderungen an Krankenhäuser der Zukunft unter dem Gesichtswinkel der y-Generation. Und ganz konkret wird es bei Bau- und Umbaumaßnahmen im OP aus hygienischer Sicht ? mit Themen wieTrennung von septischen und aseptischen Bereichen, Haustechnik und Staubschutzmaßnahmen. Und Sie erfahren mehr über Risikominimierung durch Kontinuität und wie damit Qualitätssteigerungen für den täglichen Klinikbetrieb zu erreichen sind.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Kindertagesstätten 2017Bautechnik9/20171-76Sonderheft

Kurzfassung

Damit Kinder die Welt über Körper und Sinne erfahren können, brauchen sie eine entsprechende Umgebung. Sie brauchen Räume, die ihnen ermöglichen, ihre Umwelt zu erforschen, ihre Körperkräfte auszuloten und ihre Geschicklichkeit zu erweitern. Und sie benötigen einen vertrauten Ort, der ihnen als sichere Basis dient. Aus diesem vertrauten Raum können sie die Umwelt erkunden, mit der Möglichkeit, immer wieder an diesen sicheren Platz zurückzukehren, an dem sie sich geborgen fühlen.

Mit dem gesetzlich verbrieften Recht von Eltern auf einen Krippen- bzw. Kindergartenplatz besteht nach wie vor hoher Bedarf an neu zu schaffenden Kinderbetreuungseinrichtungen. Die baulichen Vorgaben zur Gestaltung einer Kita gehen dabei weit auseinander, denn länderübergreifende Mindeststandards für die Qualität von Kinderbetreuungseinrichtungen gibt es nicht. Und so haben vor allem Kindergartenkinder in jedem Bundesland unterschiedlich viel Bewegungsfreiheit.

Die baulichen Anforderungen müssen die Funktionalität als sicherer, bespielbarer kindgerechter Lern- und Spielraum erfüllen und dennoch eine behagliche, an die Bedürfnisse von Vorschulkindern unterschiedlichen Alters angepasste Atmosphäre bieten. Damit verbunden sind besondere Anforderungen an die Planung: Toiletten und Waschbecken beispielsweise müssen an die verschiedenen Altersgruppen angepasst werden. Dieser Bedarf setzt sich in der Gesamtplanung fort. Neben der spezifischen Planung und Ausstattung für Kinder müssen aber auch organisatorische Bedürfnisse abgedeckt werden können. Das reicht von der Heizungsanlage bis hin zur Küche. Dabei müssen diese Bereiche gesichert werden, aber gleichzeitig in einer Notsituation schnell erreichbar sein.

Diesen und weiteren Themen widmet sich das im September erschienene Sonderheft Kindertagesstätten. Neben herausragenden Neubau- und Sanierungsbeispielen namhafter Architekturbüros stellt das Heft aktuelle Produkt-und Objektberichte von marktteilnehmenden Unternehmen vor.

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Lesny, KerstinWerbung für unseren Beruf - brauchen wir das?Bautechnik9/2017603Editorials

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Carow, Christian; Rackwitz, Frank; Savidis, StavrosÜber ein elastoplastisches Stoffgesetz für zyklisch beanspruchten SandBautechnik9/2017604-612Aufsätze

Kurzfassung

Die numerische Simulation aktueller Problemstellungen in der Geotechnik erfordert Stoffgesetze, die das Spannungs-Dehnungsverhalten von Sand realitätsnah beschreiben. In Bezug auf monotone Lasten sind mit bestehenden Modellierungsansätzen bereits sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Das Materialverhalten bei zyklischer Beanspruchung ist jedoch außerordentlich komplex. Selbst die derzeit leistungsfähigsten Stoffgesetze können nur einzelne Aspekte abbilden. Daher ist weitere Forschungsarbeit dringend erforderlich.
Vor diesem Hintergrund stellt der Beitrag ein Stoffgesetz für Sand vor, das auf der Grenzflächenplastizität sowie dem Konzept kritischer Zustände basiert. Es kann das Verhalten des Bodens für komplexe zyklische Belastungspfade über eine breite Spanne von Dichte- und Spannungszuständen mit einem einzigen Parametersatz abbilden. Die Funktionsweise des Stoffgesetzes wird im Beitrag konzeptionell dargestellt. Die Ergebnisse der numerischen Simulation zyklischer undränierter Triaxialversuche werden den Ergebnissen entsprechender Laborversuche gegenübergestellt. Der Vergleich liefert eine gute Übereinstimmung. Die Eignung des Stoffgesetzes für den Einsatz in komplexen numerischen Simulationen wird anhand eines Berechnungsbeispiels gezeigt. Hierfür wurde ein Staudamm gewählt, der durch einen Erdbebenzeitverlauf an der Basis angeregt wird. Abschließend werden im Beitrag Ansätze zur Weiterentwicklung des Stoffgesetzes aufgezeigt.

Modeling the behavior of cyclically loaded sands by means of a bounding surface plasticity model
Thanks to contemporary information processing technology it is possible to numerically solve complicated geotechnical boundary value problems that involve cyclic loading. In order to obtain reliable and realistic simulation results one has to utilize an efficient and powerful constitutive model for the soil. Vast amounts of such models have been developed during the past five decades. Nevertheless, a sufficiently comprehensive model is still missing, especially with regard to sands.
This article aims at presenting a model for sands which currently seems to be one of the most promising. The model is based on the principles of bounding surface plasticity and critical state soil mechanics. With a single set of material constants, the model is able to reproduce the stress strain behavior of sands over a broad range of stresses and densities for monotonic as well as for cyclic loading paths. The article depicts the modeling approach in detail. The capabilities of the model are illustrated by simulating cyclic laboratory tests and the response of a reservoir dam to earthquake loading. After that the models shortcomings are analyzed and further developments are being discussed.

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Schmüdderich, Christoph; Gußmann, Peter; König, Diethard; Schanz, TomVergleichende Untersuchungen zum räumlichen Erdwiderstand mit der Kinematischen-Elemente-MethodeBautechnik9/2017613-623Aufsätze

Kurzfassung

Die Bestimmung des Erdwiderstands gehört zu den grundlegenden Aufgaben in der Geotechnik und ist allgemein als ein Traglastproblem zu behandeln. Mithilfe der Kinematischen-Elemente-Methode (KEM), welche eine geeignete Methode darstellt, um Tragfähigkeiten und Standsicherheiten im Grenzzustand zu berechnen, wird im vorliegenden Beitrag das Problem des räumlichen Erdwiderstands untersucht und eine umfangreiche Parameterstudie durchgeführt. Aus den Ergebnissen werden für variable Reibungswinkel, Wandreibungswinkel sowie Seitenverhältnisse die räumlichen Erdwiderstandsbeiwerte für den Anteil aus Bodeneigengewicht abgeleitet und in Form von Tabellen und Diagrammen präsentiert. Es zeigt sich, dass auch im räumlichen Fall durch Verfeinerung existierender KEM-Mechanismen Bruchzustände genauer abgebildet und geringere Erdwiderstandsbeiwerte bestimmt werden können. Der Vergleich mit kinematischen Ansätzen aus der Literatur sowie der deutschen Norm ergibt, dass mit der KEM gute Abschätzungen des räumlichen Erdwiderstands möglich sind.

Comparative investigations on spatial passive earth pressure by the kinematic element method
The determination of earth pressures belongs to the fundamental tasks in geotechnical engineering and is generally treated as a load capacity problem. Using the Kinematic Element Method (KEM), which is an appropriate method for the prediction of limit states, the spatial passive earth pressure is examined. From the results the earth pressure coefficients are determined for variable friction angles, wall friction angles as well as wall geometries. These coefficients are presented in tables and diagrams. Comparing the KEM results to other kinematic approaches as well as the German standard, it turns out that good estimation of the spatial passive earth pressure is possible already with simple mechanisms. Further refinement may additionally improve the quality of the results.

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Richwien, WernerDer Sachverständige für Geotechnik - Fachliche Voraussetzungen und Aufgaben bei Planung und BauausführungBautechnik9/2017624-629Berichte

Kurzfassung

Seit Einführung der aktuellen geotechnischen Normung gibt es den “Sachverständigen für Geotechnik”. Baugrunderkundung und Gründungsberatung werden seither nicht mehr als Ingenieurleistungen für Bodenmechanik oder Felsmechanik, Erd- und Grundbau oder Fels- und Tunnelbau bezeichnet, sondern als Leistungen der “Geotechnik”. Diese Änderung der Bezeichnung löste eine äußerst kontrovers geführte Debatte aus. Es ging darum, ob der Sachverständige für Geotechnik notwendigerweise ein Bauingenieur mit dem Schwerpunkt in Ausbildung und Erfahrungen in den Disziplinen Grundbau und Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau sein muss, oder ob auch Geowissenschaftler, also insbesondere Geologen und Ingenieurgeologen, Baugrunderkundungen und Gründungsberatungen anbieten dürfen.
So wichtig diese Frage ist, hat die Debatte um die fachliche Qualifikation des Sachverständigen für Geotechnik eine ganz andere grundsätzliche Schwäche der neuen Regelungen aus dem Blick geraten lassen. Nach EC 7 ist nämlich vor Einschaltung des Sachverständigen für Geotechnik über die Einordnung in eine der geotechnischen Kategorien und damit darüber, ob überhaupt ein Sachverständiger für Geotechnik benötigt wird, zu entscheiden. Das macht dann der Objektplaner!
In der Konsequenz wurden dann 2009 die verbindlichen Planungsleistungen der Bodenmechanik und des Erd- und Grundbaus der alten HOAI zu unverbindlichen Beratungsleistungen der Geotechnik herabgestuft.
Im Ergebnis muss man heute feststellen, dass hinsichtlich der Einschaltung eines Sachverständigen für Geotechnik und seiner fachlichen Qualifikation eine sehr große Verunsicherung herrscht. Es kommt immer wieder vor, dass ein Sachverständiger für Geotechnik überhaupt nicht oder erst eingeschaltet wird, wenn etwas schiefgegangen ist. Und oft genug werden auch Büros und Personen mit der Aufgabe des Sachverständigen für Geotechnik betraut, die weder die erforderliche Sachkunde noch Erfahrung für die wichtigen Planungsleistungen der Gründungsberatung mitbringen.
Ich erlaube mir mit meinem Beitrag auf diese Fehlentwicklung hinzuweisen. Dazu werde ich zunächst in Erinnerung rufen, was Geotechnik ist und welche Aufgaben im Zusammenhang mit einer soliden Gründungsberatung zu erledigen sind. Daraus folgen zwangsläufig die Anforderungen an Ausbildung, Sachkunde und Erfahrung des Sachverständigen für Geotechnik. Und wie es sich für Ingenieure ziemt, rege ich abschließend Maßnahmen an, die nach meiner Meinung dringend geboten sind, um der Fehlentwicklung der letzten Jahre entgegenzuwirken.

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Vollmert, Lars; Klompmaker, Jörg; Pauls, WaldemarGeokunststoffbewehrte Brückenwiderlager - Entwicklung der Bautechnik im europäischen UmfeldBautechnik9/2017630-638Berichte

Kurzfassung

Geokunststoffbewehrte Erdbauwerke (KBE) haben durch entsprechende Langzeiterfahrung mit den verwendeten Bauprodukten und den ausgeführten Konstruktionen einen hohen Reifegrad erreicht. Über die reine Nutzung als Steilböschung und Stützkonstruktion hinausgehend, werden sie im europäischen Umfeld zunehmend als Brückenwiderlager eingesetzt. Der geokunststoffbewehrte Erdkörper stellt dann das Widerlager selbst dar, auf dem ein Betonfundament als Träger der Brückenlager aufgesetzt wird. Die Konstruktionsweise stellt damit eine Mischung aus geotechnischen Verfahren und konstruktivem Ingenieurbau dar.
Infolge der Komplexität der aufgehenden geotechnischen Konstruktion im Zusammenspiel mit den hohen, lokal konzentrierten Flächenlasten ergeben sich besondere Anforderungen an die Bemessung, die Prognose von Verformungen und die Robustheit der Konstruktion. Vor diesem Hintergrund gewinnen Ergebnisse aus großmaßstäblichen Versuchen, insbesondere zum Verformungsverhalten der Gesamtkonstruktion unter Berücksichtigung des Bauverfahrens, sowie Erfahrungen und Beispiele aus der Praxis besondere Bedeutung.

Geosynthetic reinforced bridge abutments - development of construction methods in Europe
Geosynthetic-reinforced soil structures are highly sophisticated due to long-term experience with the construction process, products used and the serviceability of constructions. Beyond the use as steep slope and retaining structure, they are increasingly used as bridge abutments in Europe. The geosynthetic-reinforced soil structure serves as abutment itself on which a concrete foundation is placed as carrier of the bridge abutment. The construction method shows a mixture of geotechnical procedures and structural engineering.
As a result of the complexity of the geotechnical construction in conjunction with the high, locally concentrated loads, special demands on design, deformation forecast and robustness of the construction arise. Against this background, results from large-scale tests, in particular on the deformation behaviour of the overall construction, taking into account the construction method as well as experiences and examples from practice, gain special importance.

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Kissel, Wolfgang; Toker, Engin; Reul, OliverGeotechnische Aspekte beim Bau der Großforschungsanlage FAIRBautechnik9/2017639-648Berichte

Kurzfassung

In Darmstadt entsteht derzeit mit dem neuen Teilchenbeschleuniger FAIR eine der weltweit größten Forschungsanlagen. Herzstück von FAIR ist ein großer, unterirdischer Ringbeschleuniger von 1,1 km Länge, an den sich 24 Gebäude und Tunnelabschnitte anschließen, die Raum bieten für 3,5 km Strahlführung, für Experimentier- und Speicherringe sowie für riesige Teilchendetektoren. Wegen der Anforderungen des Strahlenschutzes sind die Wände und Decken der Bauwerke, deren Gründungssohle sich z. T. bis 21 m unter der Geländeoberfläche befindet, bis zu 8 m dick.
Um die In-situ-Verformungseigenschaften des Baugrunds, i. W. kompressible Ablagerungen des Pliozän und Miozän, besser einschätzen zu können, wurde eine Probeschüttung aufgebracht sowie Pfahlprobebelastungen und Ankerzugversuche durchgeführt. Auf Grundlage dieser Untersuchungen sowie von 3D-Finite-Elemente-Berechnungen wurden als Gründungen für die setzungsempfindlichen Bauwerke Kombinierte Pfahl-Plattengründungen gewählt, mit denen die Setzungen und die Winkelverdrehungen auf ein verträgliches Maß reduziert werden. In der ersten Bauphase wurden bereits ca. 1 350 Gründungspfähle mit einer Gesamtbohrlänge (inkl. Leerbohrungen) von rd. 60 000 m und max. Bohrlängen von bis zu 62 m hergestellt.
Im Rahmen dieses Beitrags werden die Ergebnisse der Probebelastungen präsentiert sowie geotechnische Aspekte bei der Planung der tiefen Baugruben und der Gründung im Hinblick auf die außergewöhnlichen Projektrandbedingungen diskutiert.

Geotechnical aspects in the construction of the major research facility FAIR
With the new particle accelerator FAIR one of the world's largest research facilities is currently designed and build in Darmstadt. The centerpiece of FAIR is a large underground ring accelerator with a length of 1.1 km, connected to 24 buildings and tunnel sections that provide space for 3.5 km of beam guidance, for experimental and storage rings, as well as for giant particle detectors. Because of the requirements of radiation protection, the walls and ceilings of the buildings, some of them with foundation levels 21 m below ground level, are up to 8 m thick.
In order to evaluate the in-situ stiffness of the soil layers (mainly compressible soils of the Pliocene and Miocene) a test embankment was applied and pile load tests as well as anchor pull-out tests have been carried out. Based on these investigations and 3D finite element analyses, it was decided to found the structures extremely sensitive to deformations on piled rafts, which allow for a reduction of settlements, differential settlements and rotations to a tolerable level. In a first construction phase, approximately 1,350 foundation piles with a total drilling length of approximately 60,000 m (including empty bores) and maximum drill lengths of up to 62 m have already been installed.
Within the scope of this paper, the results of the load tests are presented as well as geotechnical aspects in the design of the deep excavations and the foundation with regard to the exceptional project boundary conditions.

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Erdbebensichere GebäudeBautechnik9/2017648Firmen und Verbände

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Schuppener, Bernd; Richter, Thomas; Ziegler, Martin; Tafur, Elias; Vogt, NorbertDie Überarbeitung des Eurocode 7 "Geotechnik" hat begonnen - Vorarbeiten, Mandat und erste DiskussionenBautechnik9/2017649-655Berichte

Kurzfassung

Der Aufsatz berichtet über europäische und deutsche Vorarbeiten für die Neufassung des Eurocode 7 “Geotechnik” (EN 1997). Eine besondere Rolle nahm dabei die Initiative PraxisRegelnBau (PRB) mit der Projektgruppe Geotechnik (PG6) ein, die gleichzeitig auch Arbeitskreis der beiden Arbeitsausschüsse des DIN ist, die für die beiden Teile der EN 1997 als Spiegelausschüsse zuständig sind. Schwerpunkte ihrer Arbeit waren die Straffung des Normentexts zur Verbesserung der Nutzerfreundlichkeit und die Vorbereitung der Diskussion über die Aufnahme von geotechnischen Berechnungsmodellen in informative Anhänge der zukünftigen EN 1997. Die EN 1997 “Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik” wird aus drei Teilen bestehen: Teil 1 “Allgemeine Regeln” (EN 1997-1), Teil 2 “Baugrunduntersuchungen” (EN 1997-2) und Teil 3 “Geotechnische Bauwerke” (EN 1997-3). In halbjährlichen Sitzungen des SC7 wurden Konzepte für inhaltliche Änderungen der EN 1997 diskutiert und im April 2017 wurde der erste Entwurf für den ersten Teil “Allgemeine Regeln” vorgelegt. Eine wesentliche Neuerung betrifft die EN 1997-2 “Baugrunduntersuchungen”, bei der in Zukunft nicht mehr die Versuche, sondern die Bodenkennwerte für die Bemessung im Vordergrund stehen werden. Für erhebliche Diskussion sorgte zuletzt der Vorschlag, die schon in der bestehenden EN 1990 im informativen Anhang B enthaltenen Klassifizierungen in den Kerntext der EN 1997-1 zu übernehmen und durch eine Reihe weiterer geotechnischer Klassifizierungen zu ergänzen. Diese Klassifizierungen sollten mit Zu- und Abschlägen bei den Teilsicherheitsbeiwerten gekoppelt werden. Dies wurde in der letzten Sitzung des SC7 von vielen abgelehnt. Man einigte sich dann darauf, das System der Klassifizierungen in einen informativen Anhang zu übernehmen.

The revision of Eurocode 7 “Geotechnical design” begins - preparatory works, mandate and first discussions
The article describes European and German preparatory work for the new Eurocode 7 (EN 1997). A leading role had the German initiative PraxisRegelnBau (PRB) and its Project Group Geotechnics (PG6), which simultaneously acted as a working group of the German mirror committees of DIN responsible for the two parts of EN 1997. Streamlining the text of both parts to enhance their ease of use and the preparation of proposals for geotechnical calculation models for informative annexes in EN 1997 had highest priority. The new EN 1997 “Geotechnical design” will consist of three parts: Part 1 “General rules” (EN 1997-1), Part 2 “Ground investigation” (EN 1997-2) and Part 3 “Geotechnical constructions ” (EN 1997-3). In meetings of SC7 in 2015 and 2016 concepts for changes and amendments of the future EN 1997 were discussed and in April 2017 a first draft of part 1 “General rules” was presented. An important change is planned for Part 2 “Ground investigation", the contents of which will be focused on geotechnical parameter for design instead of field and laboratory tests. A heated discussion came up by the proposal in the draft on EN 1997-1 to adopt the classification system of the informative Annex B of EN 1990 and further geotechnical classifications in the core text of EN 1997-1. These classifications should partly be coupled with a reduction and/or an increase in the partial factors of safety. Many delegates did not approve of this and a compromise was found by moving the classification system into an informative annex.

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Derksen, Jan; Ziegler, Martin; Detert, Oliver; Hangen, HartmutGrundbruchversagen bei geogitterbewehrten StützkonstruktionenBautechnik9/2017656-660Berichte

Kurzfassung

Die Bemessung von Stützbauwerken beinhaltet nach EC 7 und DIN 1054 den Nachweis der Grundbruchsicherheit in Anlehnung an DIN 4017. Der für starre Fundamente entwickelte Ansatz zur Ermittlung des Grundbruchwiderstands wurde auf geogitterbewehrte Stützkonstruktionen übertragen. Vorgaben für die Nachweisführung finden sich in der EBGEO und anderen internationalen Regelwerken. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften flexibler und starrer Konstruktionen wird das tatsächliche Grundbruchversagen von geogitterbewehrten Stützkonstruktionen in physikalischen Modellversuchen am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen der RWTH Aachen untersucht.
Die Untersuchungen werden an geogitterbewehrten Modellwänden durchgeführt und einem Referenzversuch mit starrer Stützkonstruktion gegenübergestellt. Eine gleichförmige Belastung wird auf die Modellkonstruktion übertragen, die bis zum Versagen gesteigert wird. Während des Versuchsablaufs wird die Bodenverformung mittels Digital Image Correlation (DIC) aufgenommen und die Bruchkinematik durch Auswertung der Scherfugen qualitativ analysiert.
Die physikalischen Modellversuche zeigen eine Abhängigkeit des maßgebenden Versagensmechanismus von der Konstruktionsweise der Stützmauer. Während unterhalb der flexiblen geogitterbewehrten Modellkonstruktion ein Grundbruchversagen auftritt, versagt ein entsprechendes starres System durch eine Gleitbewegung, die im Vergleich zum Grundbruch einen deutlich geringeren Widerstand aufweist.

Bearing capacity failure of geogrid reinforced retaining walls
Retaining structures are one of the commonly used applications of geogrid reinforced soil. Most design codes such as EBGEO and other international regulations assume a quasi-monolithic reinforced block securing adequate bearing capacity for retaining walls. Due to flexible behavior of the geogrid reinforcement the assumption of a rigid foundation base is questionable. Consequently, laboratory model tests have been developed at the Geotechnical Institute of RWTH Aachen University to investigate the bearing capacity behavior of both rigid and flexible retaining structures.
Laboratory model tests are carried out to illustrate the failure kinematics of reinforced and cantilever retaining structures qualitatively. A path-controlled punching force is increased on top of the structure until failure of the subsoil is observed. The deformation of the specimens is evaluated with digital image correlation (DIC) method in order to analyze the failure mechanism qualitatively.
The test results indicate different failure modes for rigid and flexible walls. Bearing capacity failure occurred in cases of flexible geogrid reinforced walls, whereas a comparable rigid wall failed by sliding. The load resistance of bearing capacity was considerably higher compared to sliding. Moreover, a considerable increase in bearing capacity is observed with enlarged reinforcement length resulting in an improved bearing resistance.

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Vavrina, Lars; Windeln, DirkBeispiel einer erschütterungsarmen Tiefgründung mit Fertigrammpfählen aus StahlbetonBautechnik9/2017661-666Berichte

Kurzfassung

Sofern bei der Ausführung von Fertigrammpfählen aus Stahlbeton Hydraulikhämmer verwendet werden, ist der Einbau der Pfähle gemäß DIN 18304 “Ramm-, Rüttel- und Pressarbeiten” [1] als erschütterungsarm zu bezeichnen. Verfahrensbedingt sind Erschütterungen bei der Ausführung von Rammpfählen nie gänzlich auszuschließen, da durch die dynamische Einwirkung der Boden in Bewegung versetzt und verdrängt wird. Die impulsartige Verdrängung führt zu Erschütterungen, die sich im Boden bis zu benachbarten Bauwerksfundamenten fortpflanzen und übertragen können. Um eine Beeinträchtigung benachbarter Bauwerke zu vermeiden oder zu minimieren, erscheint es sinnvoll bereits in der Planung einer Gründungsmaßnahme die Erschütterungseinwirkungen zu prognostizieren. Zur Prognose von Erschütterungen infolge Schlagrammung bietet die Literatur rechnerische Ansätze, mit denen Boden- oder Fundamentschwinggeschwindigkeiten ermittelt werden können. Für die Bewertung gibt es Beurteilungskriterien nach DIN 4150 für Schwinggeschwindigkeiten bei denen Schäden ausgeschlossen werden können.
Das in diesem Beitrag vorgestellte Beispiel eines Bauvorhabens in der Stadt Essen in Nordrhein-Westfalen veranschaulicht, dass die vor Ort aufgenommenen Messwerte im Vergleich mit den Beurteilungskriterien nach DIN 4150 [2, 3] auf der sicheren Seite liegen und die Schwinggeschwindigkeiten bei sachgerechter Ausführung in der Regel unkritisch für Bauwerke sind.

Example of a low vibration deep foundation with precast driven piles
In accordance with DIN 18304 “Ramm-, Rüttel- und Pressarbeiten” [1], the installation of driven precast piles is to be described as low vibration when hydraulic hammers are used. Due to the installation process, vibrations could never be completely excluded. The impulsive displacement of soil leads to vibrations which can be probably transmitted in soil to neighbouring structures. In order to avoid or minimize the influence on neighbouring structures, it is necessary to predict the effects of vibration. For the prediction of vibrations caused by pile driving, the literature offers mathematical approaches, which can be used to determine ground or foundation vibrations. For evaluation, there are assessment criteria according to DIN 4150 for vibration rates at which damage can be excluded.
An example of a construction project in Essen, North Rhine-Westphalia, presented in this paper, shows that the measured values are on the safe side in comparison with the assessment criteria according to DIN 4150 [2, 3]. Vibrational velocities are normally not critical in the case of a proper design.

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Bautechnik aktuell 9/2017Bautechnik9/2017667-671Bautechnik aktuell

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Persönliches
: Nachruf Prof. Peter Schießl
Nachruf Dipl.-Ing. Kurt Harrer † 15.07.2017

Firmen und Verbände: Testturm in Rottweil im Leichtbau
Katja Maihold ist erste Niederlassungsleiterin bei Keller weltweit
Einführung der Richtlinien für den Entwurf, die konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauten (RE-ING)

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik9/2017672-674Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 9/2017Beton- und Stahlbetonbau9/2017Inhalt

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Mark, PeterHerkules im KettenhemdBeton- und Stahlbetonbau9/2017567Editorials

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Rombach, Günter; Henze, LukasQuerkrafttragfähigkeit von Stahlbetonplatten ohne Querkraftbewehrung unter konzentrierten Einzellasten - Teil 1: VersucheBeton- und Stahlbetonbau9/2017568-578Fachthemen

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Eine große Anzahl der Fahrbahnplatten von bestehenden Betonbrücken in Europa zeigt nach aktuellen Entwurfsregeln ein rechnerisches Defizit bei der Querkrafttragfähigkeit. Eine bauliche Ertüchtigung ist in den meisten Fällen schwer möglich und sehr teuer. Reale Schadensfälle welche auf ein Querkraftversagen zurückzuführen wären, sind den Autoren nicht bekannt. Dies ist ein Indiz dafür, dass die bestehenden Rechenansätze Reserven aufweisen und das Querkrafttragverhalten von Stahlbetonplatten nicht in ausreichendem Maße verstanden und geklärt ist. Umfangreiche internationale Forschungsaktivitäten zu diesem Thema bestätigen diesen Sachverhalt. Bislang besteht u. a. kein Konsens bezüglich des Nachweisverfahrens (u. a. Querkraft bzw. Durchstanzen), des Nachweisschnitts sowie der Abminderung auflagernaher Einzellasten bei Platten (&bgr;-Faktor).
Zur Klärung dieser Fragen wurden 14 Großversuche an auskragenden Stahlbetonplatten (3,25 × 4,5 m, Dicke 0,25 m) ohne Bügelbewehrung sowie umfangreiche numerische Simulationen durchgeführt. Da die rechnerische Querkrafttragfähigkeit von Brückenfahrbahnplatten maßgeblich durch die konzentrierten Radlasten des Lastmodells 1 bestimmt wird, wurden die Versuchskörper durch konzentrierte Blocklasten mit einer Aufstandsfläche von 40 × 40 cm entsprechend dem Lastmodell 1 des Eurocodes 1 [1] bis zum Versagen belastet. Hierbei wurde der Einfluss der Laststellung, der Lastabtrag bei mehreren Blocklasten sowie der Einfluss verschiedener Bewehrungsgehalte auf die Querkrafttragfähigkeit untersucht. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass übliche Fahrbahnplatten erheblich größere Tragfähigkeiten aufweisen, als sich nach EC2 [2] rechnerisch ergeben.

Shear capacity of reinforced concrete slabs under concentrated loads - Part 1: experimental investigations.
A large number of the deck slabs of existing concrete bridges in Europe show, according to current design rules, a deficit in shear capacity. Strengthening is in most cases difficult and very expensive. The authors are not aware of any real structural failure of bridge decks caused by a lack shear capacity, when the structure was designed properly. This is an indication that the existing design approaches have unknown reserves and the transverse load bearing capacity of reinforced concrete slabs is not sufficiently understood and clarified. Extensive international research activities on this subject confirm this fact. Up to now, there is no consensus regarding the design method (shear or punching), the relevant section, and the reduction of the shear force caused by block loads close to supports (&bgr;-factor).
Fourteen large tests were carried out on cantilevered concrete slabs (3.25 × 4.5 m, thickness 0.25 m) without transverse reinforcement, as well as extensive numerical simulations. The design shear capacity of bridge decks is decisively determined by the concentrated wheel loads of heavy traffic. Thus, the test specimens were loaded by concentrated block loads on an area of 40 × 40 cm according to the load model 1 of the Eurocode 1 [1] up to failure. The influence of the load position, the mutual interference between adjacent block loads, as well as the influence of different reinforcement ratios on the shear capacity were investigated. The test results show that conventional deck slabs of concrete bridges have considerably greater load bearing capacities than according to EC2[2].

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Wieneke, Katrin; Claßen, Martin; Hegger, JosefElementdecken mit Gitterträgern unter zyklischer BelastungBeton- und Stahlbetonbau9/2017579-588Fachthemen

Kurzfassung

Zur Untersuchung der Ermüdungstragfähigkeit von Elementdecken mit Gitterträgern wurden in einem Forschungsvorhaben der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) am Institut für Massivbau der RWTH Aachen (IMB) theoretische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt [1]. Neben Kleinkörperversuchen an einbetonierten Gitterträgerdiagonalen zur Herleitung von Wöhlerlinien wurden vierzehn Elementdeckenausschnitte mit Gitterträgern unter Ermüdungsbeanspruchung getestet. Die untersuchten Parameter waren die Rauigkeit der Verbundfuge, Bauteildicke, Schubbewehrungsgrad und Betonfestigkeit. Zur Überprüfung der Bemessung der Elementdecken mit Gitterträgern unter nicht ruhender Beanspruchung wurden die im Versuch gemessenen Schwingbreiten in den Gitterträgerdiagonalen mit den rechnerischen Werten nach den Bemessungsansätzen ausgewertet und mit den Bemessungsansätzen aus AbZ und EC2+NA(D) verglichen. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der theoretischen und experimentellen Untersuchungen vorgestellt und mit Bemessungsansätzen nationaler Regelwerke verglichen.

Fatigue of Semi-precast Slabs with Lattice Girders
To investigate the fatigue behaviour of semi-precast slabs with lattice girders, theoretical and experimental investigations have been conducted at the Institute of Structural Concrete, RWTH Aachen University (IMB) within an AiF research project [1]. Besides small size specimens with diagonals of lattice girders casted in concrete to derive fatigue-strength-curves, fourteen semi-precast slabs specimens with lattice girders have been tested under cyclic loading. The investigated parameters were the roughness of shear joint, slab size, shear reinforcement ratio and concrete strength. To verify the fatigue design of semi-precast slabs with lattice girders, the test results have been evaluated and the stress ranges of the lattice girders have been compared to the calculated stress ranges according to AbZ and EC2+NA(D). The present paper presents the experimental investigations and compares the tests results to national design regulations.

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Lechner, Johannes; Fleischhacker, Nikolaus; Waltl, Christoph; Feix, JürgenZum Verbundverhalten von Betonschraubdübeln mit großem DurchmesserBeton- und Stahlbetonbau9/2017589-600Fachthemen

Kurzfassung

Das Verbundverhalten von Betonschrauben mit großem Durchmesser wird mittels Auszugsversuchen mit enger Stützung untersucht. Durch das Eindrehen von Betonschrauben in das erstellte Bohrloch wird eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt, über deren Verhalten wenig bekannt ist. Zusätzlich zur konventionellen Installation auf Basis des Hinterschnitts wurde eine Variante mit zusätzlichem Verbundmörtel untersucht. In ersten Versuchen wird der Einfluss der Verbundlänge der Schrauben auf das Tragverhalten durch Variation der Anzahl an Gewindegängen für verschiedene Betondruckfestigkeiten betrachtet. Um genauere Auskunft über die Spannungsverteilung im Kraftübertragungsbereich zu erhalten, wurden anschließend zwei Arten von Messschrauben mit Dehnmessstreifen im Verbundbereich entwickelt. Aus den Erkenntnissen, die mit diesen Messschrauben gewonnen wurden, wird eine Ansatzfunktion abgeleitet, mit welcher die Verteilung der Längsspannung beschrieben werden kann. Aus dieser Verteilung kann anschließend analytisch auf die Verbundspannungsverteilung rückgerechnet werden. Abschließend wird ein Vergleich mit dem gängigen Ansatz einer konstanten Verbundspannung untersucht.

Bond properties of concrete screws with large diameter
Pullout tests with close support were performed to achieve information about the bond behaviour of concrete screws with large diameter. Concrete screws are screwed in drilled holes in the concrete and cut themselves into the drill hole wall. There is little information about the properties of this force-locked connection. Therefore, tests with different bond-lengths and different concrete compressive strengths were performed. An additional type of installation with bond mortar was investigated too. After this test series two types of measurement screws with several strain gauges in the bond area were developed to get information on the strains in this area. Out of this strains an initial function was determined to characterize the axial stress distribution in the bond area. From this function, the distribution of the bond stresses can be determined. In the end, a comparison between the common approach of a constant bond stress to the new initial function was made.

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v. Greve-Dierfeld, Stefanie; Bisschop, Jan; Schiegg, YvesNichtrostende Bewehrungsstähle zur Verlängerung der korrosionsfreien Lebensdauer von StahlbetonbauwerkenBeton- und Stahlbetonbau9/2017601-610Fachthemen

Kurzfassung

Derzeit wird bei stark chloridbelasteten Bauteilen die Dauerhaftigkeit im Allgemeinen durch dichte Betone, große Überdeckungen, konstruktive Maßnahmen und Beschichtungen sichergestellt. Die Dauerhaftigkeit durch den Einsatz nichtrostender Stähle zu gewährleisten, bleibt zumeist aus ökonomischen Gründen unberücksichtigt. Zukünftig kann der Einsatz niedrig legierter und damit weniger kostenintensiver Stähle eine Option zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit werden.
Der vorliegende Bericht zeigt zum einen Untersuchungsergebnisse zum Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle aus experimentellen Untersuchungen. Zum anderen zeigt diese Veröffentlichung in rechnerischen Analysen, welchen Vorteil die Verwendung eines nichtrostenden Stahls auf die korrosionsfreie Lebensdauer bzw. die erforderliche Bewehrungsüberdeckung gegenüber einem normalen Betonstahl bietet.
In den Laboruntersuchungen an Mörtelproben wurde für niedriglegierten nichtrostenden Stahl der Stahlsorte 1.4003 der kritische, korrosionsauslösende Chloridgehalt Ckrit gemessen und mit dem eines üblichen, warmgewalzten Betonstahls B500B verglichen. Die Ergebnisse zeigen eine Erhöhung des kritischen Chloridgehalts Ckrit um den multiplikativen Faktor ca. 2 bis 3 gegenüber einem normalen Betonstahl. In Lösungsversuchen und Auslagerungsversuchen in Beton wurden ergänzend kritische Chloridgehalte an hochlegierten Duplexstählen der Werkstoffnummer 1.4462 bestimmt. Hierbei konnten um den Faktor > 5 erhöhte kritische Chloridgehalte festgestellt werden.
In den rechnerischen Analysen wurde untersucht, welchen Einfluss ein ca. zwei- bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt auf die Nutzungsdauer und die erforderliche Bewehrungsüberdeckung haben kann. Die Berechnungen wurden deterministisch sowie probabilistisch durchgeführt. Die probabilistischen Berechnungen erfolgen für Zuverlässigkeitsniveaus von &bgr; = 0,5 bis 1,5. Die rechnerische Analyse erfolgt auf Basis des fib-Modells. Der Einfluss wurde für drei bestehende Bauwerke der XD3-Exposition ermittelt. Dabei führt ein zwei- bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt, je nach gewähltem Zuverlässigkeitsniveau, zu einer 1,5- bis > 13-mal höheren rechnerischen Lebensdauer.

On the effect of stainless steel on service life of reinforced concrete structures
At present, service life of reinforced concrete exposed to sea or deicing salts is generally enhanced by densifying concrete, increasing cover thickness, concrete coating or by constructive measures. Increasing the durability by the use of highly alloyed stainless steel instead of ordinary carbon steel is mostly not considered for economic reasons. However, the use of low-alloyed stainless steels, that are less costly, may be a realistic alternative option for ensuring durability.
This paper presents, firstly, experimental investigations on the corrosion behavior of stainless steels in mortar. Secondly, by means of model computations, the paper shows how stainless steel type (alloy grade) affect service life and required cover thickness compared to ordinary carbon steel.
In the laboratory tests on mortar samples, the critical, corrosion-inducing chloride content Ccrit was measured for low-alloyed stainless steel of the steel grade 1.4003 and compared with that of a conventional, hot-rolled reinforcing steel B500B. The results show an increase in the critical chloride content Ccrit by the multiplicative fact
or about 2 to 3 compared to the ordinary reinforcement steel. In solution tests and exposure tests in concrete, additional critical chloride contents were determined on high-alloyed duplex steels of material number 1.4462. In these studies an increase of critical chloride content by a factor of 5 or larger were determined.
In the model computation the influence of critical chloride content in the range of experimental observations (2 to 5 times Ccrit of carbon steel) on service life and required cover thickness were investigated. The calculations were carried out deterministically and probabilistically. The probabilistic calculations were performed for reliability levels of &bgr; = 0.5, 1.0 or 1.5. The computational analysis is based on the fib model. The influence was determined for three practical situations under XD3 exposure. The results show that an increase in the critical chloride content Ccrit by the multiplicative factor about 2 to 5 compared to carbon steel leads to an increase in service life of 1.5 to > 13 in dependency of the selected reliability level.

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Oneschkow, Nadja; Lohaus, LudgerZum Ermüdungsnachweis von druckschwellbeanspruchtem Beton - Teil 2: Sicherheitsüberlegungen und Potenzial für WeiterentwicklungenBeton- und Stahlbetonbau9/2017611-622Fachthemen

Kurzfassung

Für ermüdungsbelastete Bauwerke, insbesondere aus hochfesten Betonen, wird der Ermüdungsnachweis immer häufiger maßgebend für die Bemessung. Gleichzeitig existieren neuere Untersuchungsergebnisse, die zeigen, dass eine Weiterentwicklung des Ermüdungsnachweises sinnvoll und erforderlich ist. Das Sicherheitskonzept des Ermüdungsnachweises ist angelehnt an das Konzept der statischen Bemessung. Hieraus ergeben sich Besonderheiten und Herausforderungen bei der Weiterentwicklung des Nachweiskonzepts. Im Teil 1 dieses Artikels [1] wurde ein Überblick über die Struktur des Ermüdungsnachweises gegeben und die enthaltenen Beiwerte erläutert. In diesem Artikel werden die Wöhlerkurven mit aktuellen Versuchsergebnissen verglichen und der Effekt des Bemessungswerts der Druckfestigkeit von Beton bei Ermüdungsbeanspruchung herausgearbeitet und vor dem Hintergrund sicherheitstheoretischer Überlegungen diskutiert. Das Potenzial für Weiterentwicklungen wird hierauf aufbauend aufgezeigt.

About the design concept for compressive fatigue loading of concrete - Safety considerations and potential of further developments
For building structures exposed to fatigue loading, especially for those made from high-strength concrete, the fatigue design is decisive for the structural design. Coincident, nowadays new experimental results exist which demonstrate that further developments of the fatigue design concept are expedient and necessary. The safety concept for fatigue design was assigned from the static design concept. From this approach particularities and challenges arise for the further development of the design concept. In part 1 of this paper an overview of the structure of the fatigue design concept is given and the enclosed parameters are explained. In this paper the S/N-curves are compared with current experimental results and the effect of the design compressive strength of concrete under fatigue loading is demonstrated and discussed in the context of safety considerations. Furthermore, the potential of further developments is pointed out.

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