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Kurz informiert: UnternehmerBrief Bauwirtschaft 12/2017UnternehmerBrief Bauwirtschaft12/20172Kurz informiert

Kurzfassung

BVMB sieht keinen zusätzlichen Bedarf
BG BAU fordert zu Präventionsmaßnahmen auf
Kritik an geplanter neuer EU-Entsenderichtlinie

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Maurer, Michael; Zellhuber, MarioErdarbeiten ohne Beschädigung von Kabeln und LeitungenUnternehmerBrief Bauwirtschaft12/20173-8Berichte

Kurzfassung

Die Abhängigkeit der Industriegesellschaft von Datennetzen und vielen anderen Spartensystemen sowie deren Bedeutung für Wirtschaft und Gesellschaft zeigt sich auf der Kehrseite beim Funktionsausfall, der jährlich wirtschaftliche Schäden und Folgekosten in Millionenhöhe verursacht und insbesondere bei der Beschädigung von Starkstrom- und Gasleitungen zu einer Gefährdung von Menschen führt. Je größer die Bedeutung derartiger Leitungen, desto dramatischer sind die Folgen von Ausfällen, wenn sie bei Erd- oder Tiefbauarbeiten beschädigt oder zerstört werden. Umso wichtiger wird es für Baufirmen, bei derartigen Arbeiten zu wissen, was sie zu beachten haben und wie sie richtig agieren.

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Schalk, GüntherAktuelles aus der RechtsprechungUnternehmerBrief Bauwirtschaft12/20179-10Berichte

Kurzfassung

Mängelbeseitigung ist keine Einbahnstraße!
Fachplaner nötig: Architekt in der Pflicht
Abnahme: Braucht es unbedingt eine Unterschrift?
UBB-Urteilsticker: Mangel arglistig verschwiegen?

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Schneider, Christoph Th."Durchsuchung? Doch nicht in unserer Firma...?!"UnternehmerBrief Bauwirtschaft12/201711-14Berichte

Kurzfassung

Auf großen Baustellen sind “Besuche” staatlicher Ermittlungsbehörden leider keine Seltenheit, wobei die Notwendigkeit offensichtlich ist. Kleinere Projekte sind seltener von solchen Aktionen betroffen. Noch geringer ist die Gefahr, dass bei kleinen und mittleren Bauunternehmen eine Durchsuchung vorgenommen werden soll. Erfahrungen liegen meistens nicht vor. Aber: Unverhofft kommt oft. Vor diesem Hintergrund stellt sich die zentrale Frage: Wie verhält sich die Baufirma für den Fall, dass plötzlich doch der Zoll oder die Staatsanwaltschaft vor der Türe stehen?

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UBB-Tipps zum Steuern Sparen im neuen JahrUnternehmerBrief Bauwirtschaft12/201715-17Berichte

Kurzfassung

Nur noch wenige Wochen, dann startet schon das nächste Steuerjahr. Die Zeit bis zum Jahreswechsel sollten Bauunternehmer, selbstständige Bauingenieure und selbstständige Architekten nutzen, um entweder noch den einen oder anderen Euro Steuern zu sparen oder aber, um die Weichen für einen optimalen Steuerstart zu stellen. Der UBB stellt die beliebtesten und effektivsten Steuerüberlegungen zum Jahreswechsel vor.

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Kromik, Wolfgang§ 642-Entschädigungsanspruch: Entgangener Gewinn erfasst?UnternehmerBrief Bauwirtschaft12/201718-19Berichte

Kurzfassung

Laut BGH (u.a. Urteil vom 21.10.1999, VII ZR 185/98), steht einem Unternehmer zwar bei Annahmeverzug des Auftraggebers (fehlende Mitwirkungshandlung) ein Anspruch gemäß § 642 BGB zu, dieser umfasst aber nicht den entgangenen Gewinn und das Wagnis. Ein wichtiges Urteil des Kammergerichts Berlin vom 10.01.2017 (21 U 14/16) gibt nun Veranlassung, sich mit dieser Thematik wieder zu befassen. Dort heißt es: “Bemessungsgrundlage der Entschädigung nach § 642 BGB sind die dem Unternehmer entstandenen verzögerungsbedingten Mehrkosten. Diese Kosten sind um einen Deckungsbeitrag für die Allgemeinen Geschäftskosten und einen Gewinnanteil zu erhöhen, soweit solche Zuschläge in der vereinbarten Vergütung enthalten waren.”

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Schalk, GüntherHöhenflug für das WeihnachtsfestUnternehmerBrief Bauwirtschaft12/201720Buchtipps

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UBB-VeranstaltungstippsUnternehmerBrief Bauwirtschaft12/201720Veranstaltungen

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Inhalt: Bautechnik 11/2017Bautechnik11/2017Inhalt

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Oppel, Mike; Jahreis, Markus; Rautenstrauch, KarlNumerische Modellbildung für Anschlüsse im HolzbauBautechnik11/2017743-750Aufsätze

Kurzfassung

Die Komplexität von Ingenieurbauwerken im Holzbau nimmt ständig zu, sodass die zutreffende Abschätzung des Strukturverhaltens und der materialgerechte Entwurf Herausforderungen darstellen können. Insbesondere für die numerische Analyse der lokal begrenzten Einleitung großer Beanspruchungen im Bereich von Anschlüssen lässt sich die Finite-Elemente-Methode (FEM) vorteilhaft nutzen. Zuverlässige Ergebnisse resp. Aussagen zum Strukturverhalten und zu den Versagenskriterien erfordern eine sachgerechte Bewertung der Modellqualität, um im Spannungsfeld zwischen Modellgröße und Rechenaufwand eine bedarfsgerechte Simulation zu erstellen. Am Beispiel des Anschlusses stabförmiger Holzbauteile mittels Gewindestäben, die mit einem großvolumigen Polymerverguss im Holz verankert sind, werden nachfolgend die Mindestanforderungen an eine problemorientiert gestaltete numerische Simulation dargestellt. Ergebnisse, Zusammenhänge und die zu erzielenden Genauigkeiten zwischen Experiment und Numerik werden anschaulich gegenübergestellt.

Numeric models for joints in timber engineering
The complexity of civil engineering structures in timber construction is constantly increasing. As a result, the correct estimation of the structural behavior and the material-appropriate design poses a greater challenge. The finite element method (FEM) offers a particularly advantageous solution for the numerical analysis of the local impact of greater loads on and around connections and joints. Reliable results on the structural behavior and the failure criteria require an appropriate assessment of the model quality. Only then can a demand-oriented simulation be created, which takes model size and computational effort into account. The minimum requirements of a problem-oriented numerical simulation are presented below based on the example of timber element joints with cast-in threaded rods, which are anchored in the timber with a large volume of polymer grout. The results, correlations and the accurateness to be achieved between experiment and numerical analysis are demonstratively compared.

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Meyer, Nico; Blaß, Hans JoachimFachwerkträger aus BuchenfurnierschichtholzBautechnik11/2017751-759Aufsätze

Kurzfassung

In diesem Beitrag wird die Verwendungsmöglichkeit axial beanspruchter Verbindungsmittel in Fachwerkträgern aus Buchenfurnierschichtholz mithilfe experimenteller Untersuchungen genauer betrachtet. Die zur Bemessung benötigten Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte und die notwendigen konstruktiven Randbedingungen (Mindestabstände, Einbindelänge) werden ermittelt, diskutiert und mit dem derzeitigen Stand der Technik verglichen. Zur Verifizierung der ermittelten Parameter sowie des Tragverhaltens der untersuchten Verbindungsmittel in Gesamttragsystemen werden im Anschluss Versuche an Fachwerkträgern (Spannweite 10 m, statische Höhe 1,25 m) mit unterschiedlichen Knotenpunktausbildungen vorgestellt. Besonderes Augenmerk wird, neben der Tragfähigkeit, auf die Steifigkeit der geprüften Träger gelegt und somit die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Verbindungsmittel herausgearbeitet.

Trusses made of beech-LVL
The suitability of axially loaded fasteners in trusses made of beech-LVL is studied by experimental investigations. The strength and stiffness properties and the structural boundary conditions (minimum distances, penetration length) are determined, discussed and compared with the state of the art. To verify the parameters as well as the load-bearing behavior of the investigated fasteners, results of full-scale tests with trusses (span 10 m, static height 1.25 m) with different node configurations are presented. In addition to the load-bearing capacity, the stiffness of the tested trusses is under special attention to clarify the performance of the presented connections.

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Jahreis, Markus; Oppel, Mike; Rautenstrauch, KarlAnschlüsse für den Holzbau mit PolymervergussBautechnik11/2017760-766Aufsätze

Kurzfassung

Mit dem zunehmenden Einsatz von Holz für Ingenieurbauwerke steigen die Ansprüche an eine montagefreundliche und materialgerechte Ausbildung effektiver Anschlüsse mit hoher Tragfähigkeit auch unter mehrachsig interagierenden Beanspruchungen. Dieser Beitrag stellt baustellengerechte Varianten für Zug-, Druck- sowie Biegeanschlüsse im Holzbau auf der Basis polymergebundener Vergussmassen vor. Hierbei werden typisierte frei geformte Einbauteile, z. B. aus Stahl mit metrischem Gewinde als Muffen- oder Gewindeanschluss, bereits vom Hersteller mittels “Vergusskleben” in nahezu beliebig geformten, auch größer dimensionierten Ausnehmungen im Holzbauteil verankert. Damit ermöglichen derartige Vergusslösungen dem Holzbau nicht nur einen optimalen Kraftschluss, sondern auch das effiziente direkte Zusammenspiel mit typisierten Anschlüssen anderer Bauweisen, wie sie z. B. im Stahl- oder Stahlbetonbau üblich sind. In diesem Kontext können daher die als Stütze oder Biegeträger optimierten Holzbauteile effektiver als bisher eingesetzt werden. Darüber hinaus eignet sich der Polymerverguss hervorragend für die Ein- sowie Durchleitung lokaler hoher Druckbeanspruchungen quer zur Holzfaserrichtung. Der vorliegende Artikel zeigt zudem, dass mittels geeigneter numerischer 3-D-FE-Modelle der vorhandene komplexe Beanspruchungszustand dieser Vergussanschlüsse zuverlässig beurteilt werden kann.

Joints in timber engineering with cast-in connectors
The increasing usage of timber in structures has led to higher requirements for load-bearing capacities and usability for constructions - including high performance joints. This paper presents solutions for connecting details in timber constructions to carry tension, compression and bending loads, which are appropriate for the anisotropic material timber. A polymer compound grout allows cast-in connectors made of standardized or customized steel members. The polymer grout enables a rigid connection between the connector and the timber. Such joints are convenient for assembling structural elements of timber or with constructions made of steel or concrete - fast and simple. The polymer grout can also be used to distribute a high compression load through a timber element perpendicular to the grain, as it appears in multiple storey buildings at crossing points. Further information about the special numerical models (3D FEM) are provided to determine the polymer grout and the very special material timber.

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Windeck, Lukas; Blaß, Hans JoachimQuerdruckverhalten von Brettschichtholz aus NadelholzBautechnik11/2017767-775Aufsätze

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Querdruckverhalten von Brettschichtholz aus Nadelholz. Die Ergebnisse einer 101 Versuche umfassenden Testreihe, in der sowohl die Auflagerlänge als auch die Auflagersituation variiert wurden, werden mit den Tragfähigkeitswerten verglichen, die sich nach dem aktuell gültigen Nachweis nach EN 1995-1-1:2010 sowie dem Bemessungsansatz nach VAN DER PUT ergeben. Die Verformungen über die Trägerhöhe werden analysiert und mithilfe des Elastizitätsmoduls Rückschlüsse auf die Spannungsverteilung sowie die mitwirkenden Faserlängen im Auflagerbereich gezogen. Es wird festgestellt, dass der im Querdrucknachweis enthaltene Faktor kc, 90 entgegen der bisherigen Nachweisführung von der Art der Lastausbreitung abhängig ist. Auf dieser Basis wird ein Bemessungsansatz entwickelt und diskutiert, der eine Berechnung der Querdrucktragfähigkeit in Abhängigkeit von der zulässigen Verformung ermöglicht.

Behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain
This paper discusses the behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain. A series of 101 tests was performed where the support length and the load situation were varied. The results are compared to the load carrying capacities calculated with the currently valid model of EN 1995-1-1:2010. The deformations across the beam height are analysed. Based on the modulus of elasticity, conclusions on load distribution and the contribution of continuous wood fibres on the effective contact area are drawn. The factor kc, 90 is dependent on the load distribution. On this basis, a model to calculate the load carrying capacity perpendicular to the grain in dependence of an accepted deformation is discussed.

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Trautz, MartinDas Dehnungs- und Tragverhalten von Brettschichtholz beim Lasteintrag durch VollgewindeschraubenBautechnik11/2017776-789Aufsätze

Kurzfassung

Vollgewindeschrauben werden im Ingenieurholzbau heute vermehrt als Verstärkungs- und Verbindungselemente eingesetzt. Dabei kommen auch besonders lange Schrauben (l > 300 mm) zum Einsatz, die wie Rippenstähle im Stahlbetonbau als Bewehrung wirken. Infolge der Anisotropie des Holzes ist der Lasteintrag bzw. Lastaustrag der Schrauben stark abhängig vom Winkel, den sie mit der Faserrichtung des Holzes einschließen, und dabei sehr unterschiedlich. Entsprechende Dehnungsverteilungen konnten mit den bisherigen Mitteln, mit Dehnmessstreifen, wenn überhaupt, dann nur lokal nachgewiesen werden. Erst mit dem Einsatz fotogrammetrischer Methoden wie der Digital Image Correlation (DIC) ist es möglich, das Dehnungs- und Deformationsverhalten von Brettschichtholz unter Belastung mittels Schrauben zusammenhängend über die Oberfläche eines beanspruchten Tragelements sichtbar zu machen. Diese Veröffentlichung zeigt erste Ergebnisse von Deformationsuntersuchungen auf Basis von DIC. Sie bestätigten einige bisher antizipierte, aber nicht belegbare Tragverhaltensphänomene, wie etwa die Abhängigkeit des Lasteintrags in die Holzmatrix vom Winkel zwischen Schraube und Faserverlauf. Es zeigte sich aber auch, dass die Inhomogenität des natürlich gewachsenen Werkstoffs Holz zu Unregelmäßigkeiten führt, die entsprechende “Unschärfen” bezüglich der Modellierung des Material- und des Verbundverhaltens mit sich bringen. Dennoch wurden allgemeine Bemessungsansätze für Schrauben formuliert, die auf die individuelle lokale Beschaffenheit der Holzmatrix - bestimmbar mittels DIC - abgestimmt werden können.

Deformation- and load-bearing behaviour of glue-laminated-timber under load entry by fully-threaded-screws
For some time past fully-threaded-screws are not anymore used for fixing but also as reinforcement and exclusive connecting elements of structural timber parts. In this context particularly long screws (l > 300 mm) compared to conventional applications are deployed. They work similar to steel reinforcement in concrete carrying tensile and compression forces and bind structural elements together. Timber and screws together may be described as a composite material like concrete, however with an anisotropic matrix with different strength and stiffness in the different dimensions of the material-matrix. Depending on the position of a screw and their inclination to grain different load-bearing effects arise which were hard to verify until now. Investigations of bond behaviour of fully-threaded-screws brought in timber carried out by the Chair of Structures and Structural Design and the Institute of Material Sciences (ibac) of Aachen University with the help of Digital Image Correlation (DIC) allowed the visualization of strain and deformation distribution on the surfaces of structural timber elements. In difference to strain-measuring-gauges which give just spotty information the DIC-method gives a coherent view on the strain and deformation distribution of individual timber specimens and that way a visualization of the actual and local loadbearing behaviour of screw-reinforced-timber.

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

Kurzfassung

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

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

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Gräfe, Martin; Bert, Christopher; Winter, StefanVorgespannte Holztürme für WindkraftanlagenBautechnik11/2017804-811Berichte

Kurzfassung

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der TU München wurde eine optimierte Bauweise für Windkrafttürme aus Brettsperrholz entwickelt. Der Turmschaft besteht dabei aus Brettsperrholzplatten in straßentransportfähigen Abmessungen, welche in einer Taktstation am Boden zu vieleckigen Turmabschnitten zusammengefügt und anschließend als vorgefertigte ringförmige Elemente vertikal zu einem Turm verbunden werden. Die horizontalen Verbindungen werden über formschlüssige Kontaktstöße realisiert. Biegezugspannungen in Turmlängsrichtung, vor allem infolge von Windeinwirkungen, werden durch dauerhaft wirksame vertikale Vorspannkräfte überdrückt.
Anhand eines Beispielturms mit 100 m Nabenhöhe wurden alle Bauzustände, die Tragfähigkeit und das Langzeitverhalten rechnerisch untersucht. Die Spannkraftverluste sind beherrschbar und liegen nicht wesentlich höher als bei vergleichbaren vertikal vorgespannten Türmen in Spannbetonbauweise.

Prestressed CLT wind-turbine towers
Within a research project at the Technical University of Munich, an optimized construction was developed for wind turbine towers made of cross-laminated timber. The tower shaft consists of panels of cross-laminated timber in transportable dimensions, which are joined in a station at the bottom of the tower to form polygonal tower sections, which are subsequently connected afterwards as prefabricated elements to form the tower. The horizontal joints are realized by form-fitting contact. Stresses in bending tension in the longitudinal direction of the tower, mainly due to the effects of winds, are superposed by permanently effective vertical prestressing forces.
By means of an example a tower with a hub height of 100 m, all building conditions, the load bearing capacity and long-term behavior were investigated and calculated. Prestress losses are predictable and not significantly higher compared to vertically prestressed towers of reinforced concrete.

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Meyn, WilhelmUntersuchungen zum Bestandsschutz von Holztreppen aus brandschutztechnischer Sicht am Berliner BaurechtBautechnik11/2017812-820Berichte

Kurzfassung

Beim “Bauen im Bestand” müssen Planer von Baumaßnahmen häufig die Entscheidung treffen, nach welchem Rechtsstand das zu bewertende Gebäude oder Bauteil zu beurteilen ist. Nicht immer muss die Bausubstanz nach den heute geltenden Vorschriften eingestuft werden. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der bauliche Bestand unverändert erhalten bleiben. Beispielhaft wird der “Bestandsschutz” von Holztreppen in diesem Artikel am Berliner Baurecht untersucht. Hierzu werden die Baupolizei- bzw. Bauordnungen im historischen Wandel sowie die Änderungen der geografischen Gültigkeitsbereiche dieser Ordnungen durch die Stadtentwicklung Berlins beschrieben. In praxisbezogenen Beispielen wird die materielle Legalität bzw. Illegalität von Holztreppen aufgrund des zur Zeit der Errichtung gültigen Baurechts überprüft. Die prinzipielle Vorgehensweise, die hier beschrieben wird, kann auch auf andere Bundesländer und andere Bauteile übertragen werden.

Research on the conservation of the status quo of wooden stairs from the fire protection perspective in the Berlin building law
Within the refurbishment of existing buildings, planners often need to decide which legal basis is valid for the relevant building or structural component under consideration. Not necessarily these buildings do always require a classification according to the current building law. The principle procedure described in this article can also be applied to the laws in other German federal states, as well as to different building components. With a focus on wooden stairs this article discusses the aspect of the conservation of the status quo in context of the current Berlin building law.
For this purpose, the development in the historic Berlin construction planning and building regulations, as well as the changes in the geographical scope of these regulations, are described in detail. The legality or illegality of wooden stairs are investigated on basis of the building law valid at the time of erection for real cases.

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Bautechnik aktuell 11/2017Bautechnik11/2017821-825Bautechnik aktuell

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Veranstaltungen:
Die langsame Revolution
Digitales Planen und Bauen - BIM und Industrie 4.0 im Stahlbau

Persönliches:
Nachruf Prof. Duddeck

Auslobung:
Programmwettbewerb zur Bauakademie

Firmen und Verbände:
DBV-Neuerscheinungen zum “Chemischen Angriff auf Beton”

Zuschrift:
Grundbruchversagen bei Geogitterbewehrten Stützkonstruktionen

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik11/2017825-826Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 11/2017Beton- und Stahlbetonbau11/2017Inhalt

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Dehn, FrankBeton - ein Baustoff aus dem virtuellen Labor?Beton- und Stahlbetonbau11/2017703Editorials

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Herbrand, Martin; Hegger, JosefQuerkraftmodell für Bauteile ohne Schubbewehrung unter Druck- und ZugbeanspruchungBeton- und Stahlbetonbau11/2017704-713Fachthemen

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Trotz der seit über 100 Jahren währenden Forschungsbemühungen im konstruktiven Betonbau basiert die Bemessung gegen Biegeschubversagen für Bauteile ohne Querkraftbewehrung nach EC2 auf einer empirischen Gleichung. In der jüngeren Vergangenheit wurde deutlich, dass dieser Ansatz insbesondere hinsichtlich des Maßstabseffekts, der Berücksichtigung des einwirkenden Moments und des Größtkorns Defizite aufweist. Außerdem zeigte sich, dass der Ansatz für Bauteile unter Zugbeanspruchung konservativ ist, was z. B. für die Bemessung und Nachrechnung von Betonsilos problematisch ist. Aus diesem Grund wurde im Rahmen der Dissertation des Autors ein mechanisch basierter Ansatz hergeleitet, der die genannten Probleme lösen soll. Der Ansatz basiert auf der Annahme, dass eine konstante Schubspannungsübertragung über einen Biegeriss notwendig ist, um die wesentlichen Gleichgewichtsbedingungen am Betonzahn zu erfüllen. Der Ausfall des hierfür erforderlichen Mechanismus, der Rissverzahnung, ist somit ursächlich für das Biegeschubversagen. Anhand eines Rissverzahnungsgesetzes wurden geschlossene Lösungen für die Biegeschubtragfähigkeit von Stahlbetonbalken unter Berücksichtigung von Normalkräften hergeleitet. Der Vergleich mit Querkraftversuchen aus Datenbanken zeigt, dass die Effekte aus einwirkendem Moment, Maßstab und gleichzeitig wirkenden Zug- und Drucknormalkräften zufriedenstellend berücksichtigt werden. Das Bemessungsniveau des Ansatzes wurde anhand von probabilistischen Untersuchungen nach DIN EN 1990 nachgewiesen, womit dieser auch in der Praxis angewendet werden kann.

Shear strength model for members without shear reinforcement subjected to compression and tension
Despite research efforts in structural concrete for over 100 years, the shear design of EC2 against flexural shear failure for members without shear reinforcement is based on an empirical equation. In recent history it became clear, that this approach exhibits deficits i.a. regarding size effects, the effect of a concomitant moment and the aggregate size. Also, the approach is conservative for members in tension which is especially problematic for assessing structures like silos. For this reason, a mechanical approach was derived in the dissertation of the author which aims to solve the mentioned problems. The approach is based on the assumption that a constant shear flow over a flexural crack is necessary to maintain equilibrium at the concrete tooth. The failure of the corresponding aggregate interlock mechanism is therefore causative for flexural shear failure. Based on a constitutive aggregate interlock law, closed form solutions have been derived under consideration of axial forces. The comparison with shear tests from databanks shows that effects from a concomitant moment, size and from tension and compression are considered satisfactorily. The safety level of the approach was determined based on a probabilistic analysis according to DIN EN 1990 so that the approach is also applicable in practice.

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Concrete Design Competition entschiedenBeton- und Stahlbetonbau11/2017713Aktuelles

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Huber, Tobias; Huber, Patrick; Kollegger, JohannUmlenkkräfte bei Satteldachbindern - Ein Ansatz zur Bestimmung der Tragfähigkeit bei unzureichender VerbügelungBeton- und Stahlbetonbau11/2017714-723Fachthemen

Kurzfassung

Der Firstbereich bei Satteldachbindern stellt einen Diskontinuitätsbereich dar, an welchem unter Biegebeanspruchung Umlenkkräfte auftreten. Bei unzureichender Verbügelung können diese zu großen Rissweiten und damit zu einer Verminderung der Tragfähigkeit des Querschnitts führen. Seit geraumer Zeit fordern Normenwerke daher eine volle Verbügelung der nach einem einfachen Stabwerkmodell kalkulierten Umlenkkräfte. Zur Größe der aufnehmbaren Umlenkkraft zum Zeitpunkt der Rissbildung werden keine Regelungen getroffen und so gestaltet sich die Bewertung der Tragfähigkeit von Bestandsbauten schwierig. In diesem Artikel wird die experimentelle Untersuchung eines - einer realen Fabrikhalle nachempfundenen - Satteldachbinders mit unzureichender Verbügelung beschrieben. Die Ergebnisse der beiden großformatigen Vier-Punkt-Biegeversuche zeigen die erwartete Ablösung des Druckflansches und die damit verbundene Herabsetzung der Querschnittstragfähigkeit. Auf diesen Untersuchungen gründend, wird erstmalig ein physikalisches Modell zur Bestimmung der aufnehmbaren Umlenkkräfte vorgestellt und sein Potenzial anhand einer Parameterstudie mittels Finite-Elemente-Simulationen illustriert.

Deviation forces at pitched beams - An approach to evaluate the bearing capacity in case of insufficient transverse reinforcement
The ridge represents a section of discontinuity at pitched beams where deviation forces occur under bending loads. Insufficient transversal reinforcement could cause huge crack widths with the consequence of a lowered bearing capacity of such regions. Therefore, the standards require the engineer to cover deviation forces completely with stirrups. Due to missing regulations about the bearable deviation forces prior to the development of a crack, the assessment of existing structures becomes rather difficult. In this paper, the experimental investigation of a recreated factory beam with insufficient transversal reinforcement is presented. The results of two four-point bending test with big-scale specimens show the expected detachment of the compression flange and therefore, the lowered bearing capacity of this cross section. Based on these experiments a physical model to evaluate the bearable deviation forces is introduced. The models' potential is further shown by a parameter study done with finite-element calculations.

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Wieneke, Katrin; van Elten, Lukas; Claßen, Martin; Hegger, JosefErmüdung von Elementdecken mit Gitterträgern - Wöhlerlinien für GitterträgerBeton- und Stahlbetonbau11/2017723-733Fachthemen

Kurzfassung

Der Einsatz von Elementdecken mit Gitterträgern unter Ermüdungsbelastung ist durch Regelwerke stark eingeschränkt oder ausgeschlossen. Die Geometrie der für Ermüdungsbeanspruchung zugelassenen Gitterträger als Kombination aus gekrümmten und punktgeschweißten glatten Betonstählen erlaubt keine Ermüdungsnachweise mit den in EC2+NA(D) festgelegten Wöhlerlinien. Der Ermüdungsnachweis nach den Allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen der Gitterträger (AbZ) wird auf einen vereinfachten Nachweis der zulässigen Schwingbreite begrenzt, was die Anwendung im Industriebau mit Gabelstaplerbetrieb stark einschränkt oder im Brückenbau ausschließt.
In einem Forschungsvorhaben der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) am Institut für Massivbau der RWTH Aachen (IMB) wurden Kleinkörperversuche an einbetonierten Gitterträgerdiagonalen unter zyklischer Beanspruchung durchgeführt [1-3]. Durch systematische Auswertung der Versuche wurden Vorschläge für Wöhlerlinien hergeleitet und mit den Schwingbreiten aus Ermüdungsversuchen an Elementdecken mit Gitterträgern verglichen.

Fatigue of Semi-precast Slabs with Lattice Girders - S-N-Curves for Lattice Girders
According to the regulations of semi-precast slabs with lattice girders, the application under cyclic loading conditions is either limited or excluded. The curved and welded shape of lattice girders confines the design under fatigue loads to a simplified verification of an approved stress range according to the national building approval of the lattice girders (AbZ). The design for multiple cycles with S-N-curves according to EC2+NA(D) is not permitted and thus, the application in industrial construction with forklift trucks is limited and excluded for bridges.
To investigate the fatigue behaviour of the lattice girders, small size specimens with diagonals of lattice girders casted in concrete were tested under cyclic loading conditions within an AiF research project at the Institute of Structural Concrete, RWTH Aachen University (IMB) [1-3]. By systematic evaluation of the test results, proposals for S-N-curves were derived and compared to stress ranges measured in fatigue tests of semi-precast slabs with lattice girders.

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