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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Auszeichnung für wegweisende Arbeit zur DauerhaftigkeitsbemessungBeton- und Stahlbetonbau3/2017166Aktuelles

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Bocklenberg, Lennart; Winkler, Karsten; Mark, PeterDurchstanzexperimente an Plattenvierteln - Optimierung der Symmetrielagerung und Verifikation gegenüber VollplattenBeton- und Stahlbetonbau3/2017167-177Fachthemen

Kurzfassung

Die Beschreibung des Durchstanzverhaltens von dicken Stahlbetonplatten stellt Ingenieure seit Jahrzehnten vor große Herausforderungen. Der komplexe räumliche Spannungszustand im Bereich der Decken-Stützenverbindung, welcher zudem von einem Maßstabseffekt überlagert wird, führt zu uneinheitlichen, teils widersprüchlichen Vorstellungen des Tragverhaltens. Gleichzeitig können maßstäbliche experimentelle Untersuchungen aufgrund hoher Prüflasten und Eigengewichte nur an vergleichsweise dünnen Platten durchgeführt werden.
Ein an der Ruhr-Universität Bochum entwickeltes Versuchskonzept soll nun erstmals Experimente an dicken Platten erlauben. Zu diesem Zweck wurde eine Lagerung entwickelt, welche die Nutzung von Bauteilsymmetrien im Versuch ermöglicht. Angewendet auf einen doppelt symmetrischen Deckenausschnitt kann so ein Plattenviertel anstelle einer ganzen Stahlbetonplatte geprüft werden.
Im Beitrag wird die Weiterentwicklung des Konzepts präsentiert. Zwei Anschlussvarianten reduzieren ungewollte Versteifungseffekte im Anschlussbereich zwischen Versuchskörper und Symmetrielagerung, die in einem ersten prototypischen Durchstanzversuch zu einer Überschätzung der Tragfähigkeit führten. Zur experimentellen Absicherung des Konzepts wurde eine Versuchsreihe, bestehend aus einer ganzen Stahlbetonplatte sowie zwei korrespondierenden Plattenvierteln, getestet. Beide Versuchsarten führen zu nahezu identischen Ergebnissen, was auch rechnerisch gezeigt wird.

Punching experiments on slab quarters - Optimization of symmetry bearings and verification to full-sized slabs
Since decades, the punching shear behavior of thick RC slabs poses a major challenge in civil engineering. The complex three-dimensional stress state at column-slab links along with a distinct size effect leads to inconsistent and sometimes even contradictory perceptions of the load-bearing behavior. Concurrently, full-scale tests of RC slabs are limited to comparatively thin members due to progressively rising test loads and nearly unmanageable self-weights.
To enable experimental investigations of actually thick RC slabs for the first time, a test-concept was established at the Ruhr-Universität Bochum, Germany. The basic idea of this test-concept is to consequently utilize axial symmetry in experiments. Exploiting symmetry, a slab quarter can be tested instead of a common double symmetric RC slab. Such a symmetric reduction provides entirely new testing ranges for RC slabs while maintaining the infrastructure already at hand.
This contribution presents the recent enhancements of the test-concept. Two joints for load transfer at interconnection are modified to reduce unintended stiffening effects which had occurred in a first prototypical punching shear test. For experimental validation, a new test program comprising a full-sized reference slab and two slab quarters was launched. The results provide evidence, that both experimental setups deliver almost identical results, which is confirmed by recalculations, too.

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Strieder, Emanuel; Hilber, Raimund; Bergmeister, KonradUntersuchung zur Rissentwicklung im Massenbeton - Numerische Modellierung von Zwangsspannungen im Massenbeton - Einfluss von Bindemittelart und AusschalzeitpunktBeton- und Stahlbetonbau3/2017178-186Berichte

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Im erhärtenden Beton treten temperaturbedingt Dehnungen und/oder Spannungen auf, während sich die Materialeigenschaften Steifigkeit, Festigkeiten etc. verändern. Da sich sowohl der Widerstand als auch die Einwirkungen zeitlich verändern, kann mit Zeitverlaufsberechnungen die Rissbildung untersucht werden. In einem Forschungsprojekt zur Ressourcenoptimierung beim Bau von Stahlbetonschutzbauwerken im Wasserbau wurden der Einfluss von unterschiedlichen Bindemitteln auf die Rissbildung und die zu deren Begrenzung erforderliche Mindestbewehrung erarbeitet [1]. In diesem Beitrag wird das hierzu verwendete ABAQUS Finite-Elemente-Modell detailliert beschrieben. Der Einfluss unterschiedlicher Bindemittel auf die Rissbildung und die Auswirkungen einer Nachbehandlung des Betons durch längere Ausschalfristen werden numerisch untersucht.

Reduce Cracks in Mass concrete-modelling restraint in mass concrete-cement type and time of removal of formwork
During hardening of concrete temperature depending strains occur. In the same period the material properties young's modulus, compressive strength and tensile strength etc. develop. Because of the reason that resistances and stresses are developing dependent the ongoing hydration a time history calculation is one way to calculate the ability to crack in every single time step. In a research project about decreasing the cost of reinforced concrete protection measures against natural hazards in water engineering the influence of different cement types on the possibility to get cracks because of restraint is worked out. This paper gives a detailed description of the used ABAQUS Finite-Element-Model. Two aspects of the results of the calculations are pointed out: The influence of different cement types on the crack ability and the consequences of different age of the concrete when the formwork is removed.

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Polónyi, StefanDer armierte Beton im GeschossbauBeton- und Stahlbetonbau3/2017187-190Berichte

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Der französische Gärtner JOSEPH MONIER hat seine aus Zementmörtel hergestellten Pflanzkübel mit Drahtringen armiert. Seiner Idee wurde 1867 das Patent erteilt. Die Bauingenieure waren bemüht, diese Erfindung auf ihre Tragkonstruktionen anzuwenden. Für die rechnerische Erfassung des bewehrten Balkens standen drei Analogtragverhalten zur Verfügung: der Bogen, das Hängewerk und das Fachwerk. Da man sich gerade unter der “Herrschaft” der Fachwerkstatik befand, entschied man sich für das Fachwerk, womit die Eigenschaften des Betons im Wesentlichen außer Acht blieben. Aus Rundstäben wurden Bewehrungskörbe gebunden und diese einbetoniert.
Im Gegensatz zu seiner großen Druckfestigkeit besitzt Beton nur eine geringe Zugfestigkeit. Das bedeutet, dass Bewehrungsstäbe dort eingelegt werden müssen, wo der Beton die während der vorgesehenen Nutzung auftretende Zugbeanspruchung nicht aufnehmen kann. Im Folgenden wird erörtert, wo und wie der Beton eines mehrgeschossigen Hauses bewehrt bzw. nicht bewehrt werden soll [1].

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 3/2017Beton- und Stahlbetonbau3/2017191-194Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Nachrichten:
Innovationspreis der Zulieferindustrie Betonbauteile 2017
Ingenieurpreis 2017 verliehen
Die Broschüre Musterzeichnungen für Betonfertigteile - Hinweise für Konstruktion und Planung - ab sofort zum kostenlosen Download auf der FDB-Homepage
Bayerische Ingenieurkammer-Bau vergibt Ehrenmedaille

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau3/2017195-196Veranstaltungskalender

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Content: Geomechanics and Tunnelling 3/2017Geomechanics and Tunnelling3/2017Contents

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Barla, Giovanni; Mor, BerndBase tunnelsGeomechanics and Tunnelling3/2017230Editorials

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News: Geomechanics and Tunnelling 3/2017Geomechanics and Tunnelling3/2017231-241News

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Breakthrough of the first connecting tunnel of the Brenner Base Tunnel / Durchschlag erster Verbindungstunnel am Brenner Basistunnel
Breakthrough of the new Pforzheimer Tunnel / Durchschlag beim neuen Pforzheimer Tunnel
Further milestone on the Koralmbahn / Weiterer Meilenstein bei der Koralmbahn
All tunnel drives underway in Mauls / Inbetriebnahme aller Vortriebe in Mauls
Southern bypass should relieve the town centre of Wesel / Südumgehung soll die Innenstadt von Wesel entlasten
Boßler Tunnel: Tunnel boring machine starts the construction of the second bore / Boßlertunnel: Tunnelvortriebsmaschine startet mit Bau der zweiten Tunnelröhre
Bids handed in for the largest contract of the Brenner Base Tunnel / Angebotsabgabe zum größten Baulos des Brenner Basistunnels
Successful business year 2016 for Herrenknecht / Erfolgreiches Geschäftsjahr 2016 für Herrenknecht
Porr takes over Hinteregger / Porr übernimmt Hinteregger
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling / Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

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Bufalini, Maurizio; Dati, Gianluca; Rocca, Manuela; Scevaroli, RiccardoThe Mont Cenis Base TunnelGeomechanics and Tunnelling3/2017246-255Topics

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The New Lyon-Turin Line (NLTL) is an essential component of the “Mediterranean Corridor”, one of the nine TEN-T network corridors, the future “European metropolitan railway” that will promote the movement of people and goods by rail, an ecological mode of transport. The goal is to reduce road transport, which increases pollution and greenhouse gas emissions. The core element of the new line is the 57.5 km Mont Cenis Base Tunnel. The reference geological model is based on the data obtained during the excavation of the inclined access adits at Saint-Martin-La-Porte, La Praz and Modane, including the La Maddalena exploratory tunnel. With the planned investigations completed, all the collected data will allow a technical and economical optimization of the construction phase and operation and maintenance of the line. The impact on water resources is minimized by using a full-round waterproofing system up to a hydrostatic pressure of 10 bar. The expected residual water flows at the portals will be exploited for both drinking water and heating purposes. With 12 % of the tunnels already excavated, there are currently 800 people working on the NLTL. This unique project, with its extraordinary history and innovative features, has been proposed as the subject of an international case study.

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Gamba, Francesco; Brino, Lorenzo; Triclot, Jacques; Hugot, Elsa; Barla, Giovanni; Martinotti, GiorgioA TBM assembly cavern in the French AlpsGeomechanics and Tunnelling3/2017256-264Topics

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This paper deals with the cross-border section of the Lyon-Turin Line, i.e. the 57.5 km long Mont Cenis Base Tunnel between Saint Jean de Maurienne in France and the Susa valley in Italy. Works at Saint Martin La Porte started in 2015 including the 9 km TBM excavation along the south tube of the base tunnel between the access adits of Saint Martin La Porte and La Praz. In order to assemble the TBM, a large underground cavern has been excavated at the end of the Saint Martin La Porte access adit. The size of this cavern, with a length of approximately 45 m, a span of 23 m and a height of 22.2 m, and the geological and geomechanical conditions in the Carboniferous Formation at a depth of about 600 m made this work a challenge. The excavation and support methods adopted are described, together with the rock mass conditions and the observed ground behaviour. The monitoring data obtained during excavation are briefly presented, including the works schedule.

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Parisi, Maria Elena; Brino, Lorenzo; Gilli, Piergiuseppe; Fornari, Enrico; Martinotti, Giorgio; Lo Russo, StefanoLa Maddalena exploratory tunnelGeomechanics and Tunnelling3/2017265-274Topics

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The Lyon-Turin high-speed rail project includes a 57.5 km long twin-tube base tunnel. The design uses data collected from four exploratory tunnels, three in France, completed in 2010, and one in Italy, named “La Maddalena”. Excavation of this 7 km long Italian exploration tunnel was completed in February 2017 using a 6.3 m diameter main beam TBM under exceptionally high overburden of more than 2,000 m under the Ambin mountain slopes, where mild rockbursts were systematically experienced along nearly half of the alignment. The TBM excavated through gneiss and mica schists. Intercepted water inflows were lower than expected in the design phase, with temperature and chemical composition giving useful information. This exploration tunnel is the subject of the present paper.

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Skuk, Stefan; Schierl, HeimoBrenner Base Tunnel: First results of the exploratory tunnels from a geological and geomechanical point of view - Case studies of four fault zonesGeomechanics and Tunnelling3/2017275-290Topics

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The Brenner Base Tunnel (BBT) is a straight, flat railway tunnel between Austria and Italy. It runs from Innsbruck to Fortezza (55 km), crossing the main Alpine crest with an overburden up to 1.7 km. Including the connection to the line around Innsbruck, which has already been built and which is the endpoint for the BBT, the total length of the tunnel will be about 64 km. Once finished, the BBT will be the longest underground rail link in the world. A peculiar feature of the BBT is the exploratory tunnel running from one end to the other. This tunnel lies between the two main tunnels and about 12 m below them and is noticeably smaller than the main tubes. So far, a total of 60 km of tunnels have already been excavated in Austria and Italy (access tunnels, exploratory tunnel, main tubes and chambers), driven both by blasting and by TBM. Crossing fault zones is a geological and geomechanical challenge, both for TBM and conventional excavation methods. The Periadriatic fault zone, with a total length of 1 km, has already been driven through. This first step of the project provides an interesting look at the comparison of the predicted rock mass conditions with those that were actually encountered, the rock mass behaviour in fault zones and investigation measures ahead of the tunnel face.

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Gobiet, Gerhard; Nipitsch, Gernot; Wagner, Oliver K.The Semmering Base Tunnel - Special challenges in construction / Der Semmering Basistunnel - Besondere Herausforderungen beim BauGeomechanics and Tunnelling3/2017291-297Topics

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The Semmering Base Tunnel (SBT) is about 27.3 km long and is being driven from the portal at Gloggnitz and from three intermediate construction accesses in Göstritz, Fröschnitzgraben and Grautschenhof. The main components of the tunnel system are the two single-track running tunnels, cross passages at a maximum spacing of 500 m and an emergency station in the middle tunnel section, with two shafts about 400 m deep for ventilation and extraction in case of an incident. For organisational, scheduling and topographical reasons, the tunnel is divided into three construction contracts. The eastern contract section SBT1.1 “Tunnel Gloggnitz” has been under construction since mid 2015. Construction started on contract section SBT2.1 “Tunnel Fröschnitzgraben” at the start of 2014. The western contract section SBT3.1 “Tunnel Grautschenhof” has been under construction since May 2016.
Der ca. 27,3 km lange Semmering-Basistunnel (SBT) wird vom Portal Gloggnitz aus und über die drei Zwischenangriffe Göstritz, Fröschnitzgraben und Grautschenhof aufgefahren. Die Hauptbestandteile des gesamten Tunnelsystems sind zwei eingleisige Tunnelröhren, Querschläge mit einem Abstand von maximal 500 m und eine Nothaltestelle im mittleren Tunnelabschnitt mit zwei ca. 400 m tiefen Schächten zur Be- und Entlüftung im Ereignisfall. Aus organisatorischen, terminlichen und topographischen Gründen ist der Tunnel in drei Baulose unterteilt. Das östlichste Baulos SBT1.1 “Tunnel Gloggnitz” befindet sich seit Mitte 2015 in Bau. Der Baubeginn im mittleren Baulos SBT2.1 “Tunnel Fröschnitzgraben” erfolgte Anfang 2014. Das westlichste Baulos SBT3.1 “Tunnel Grautschenhof” wird seit Mai 2016 gebaut.

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Amvrazis, Seraphim; Voit, Klaus; Cordes, Tobias; Bergmeister, KonradDrill and blast excavation forecasting using 3D laser scanning / Ausbruchprognose beim Sprengvortrieb mittels 3D-LaserscanningGeomechanics and Tunnelling3/2017298-316Topics

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The application of 3D laser scanning technology in tunnelling has gained increasing significance in recent years. Laser scanning is an innovative holistic approach for data acquisition in tunnelling regarding the geometrical parameters. It is a distance-based imaging technique for three-dimensional and high-resolution illustration (3D point cloud) of the surrounding rock that can be applied at various times to provide a variety of visualization and analysis possibilities. A new approach deals with excavation forecasting by linking the acquisition of the 3D geometry of previously excavated rounds with the geological documentation of the tunnel face. This approach enables the gathering of information about the expected overbreak or underprofile of subsequent excavation in similar rock conditions. Using this information, an optimization of the borehole positions (especially of the peripheral boreholes) can achieve the best possible excavation profile. This approach offers an improvement of excavation performance and saving potential with regard to excavation quantity and shotcrete consumption. The uniform excavation shape and consistent shotcrete thickness improve tunnel stability and finally increases the service life the tunnel structure.
3D-Laserscanning gewinnt in den letzten Jahren im Tunnelbau - bisher v. a. als Ergänzung zur klassischen Vermessung - immer mehr an Bedeutung. Beim Laserscanning handelt es sich um ein bildgebendes, distanzbasiertes Verfahren, mithilfe dessen hochauflösende, dreidimensionale Darstellungen (3D-Punktwolken) der Umgebung zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden können. Dies ermöglicht eine Vielzahl an Visualisierungen und schafft die Voraussetzung für weitere Anwendungsmöglichkeiten. Eine neue Auswertemethode verknüpft die dreidimensionale Erfassung der Ausbruchgeometrie vorangehender Abschläge mit der geologischen Ortsbrustaufnahme und ermöglicht eine Prognose zukünftiger Ausbruchquerschnitte bzw. des zu erwartenden Über- und Unterprofils für zukünftige Abschläge in Bereichen mit vergleichbaren Gebirgsverhältnissen. Mithilfe dieser Information ist es möglich, das Bohrraster (v. a. die Position der Kranzlöcher) so anzupassen, dass ein möglichst profilgerechter Ausbruch erreicht wird. Diese Vorgehensweise birgt neben einer Erhöhung der Vortriebsleistung auch Einsparungspotenziale hinsichtlich der Ausbruchmenge von Gesteinsmaterial sowie des Verbrauchs von Spritzbeton. Durch die gleichmäßigere Hohlraumgeometrie wird eine einheitlichere Spritzbetondicke erreicht, wodurch wiederum die Hohlraumstabilität verbessert und schlussendlich die Lebensdauer des Tunnelbauwerks erhöht werden kann.

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DSI ground support products secure the Granitztal Tunnel Chain in Austria / DSI Underground-Stützmittel sichern die Tunnelkette Granitztal in ÖsterreichGeomechanics and Tunnelling3/2017318-320Product Informations

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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 3/2017Geomechanics and Tunnelling3/2017320-322Diary of Events

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World Tunnel Congress 2017
Eurock 2017
51st US Rock Mechanics and Geomechanics Symposium
International Conference on Tunnels and Underground Spaces (ICTUS17)
Shotcrete for Underground Support XIII: New Developments in Rock Engineering, Tunnelling, Underground Space and Deep Excavation
ISRM 2017 - Rock mechanics for Africa
3rd Nordic Rock Mechanics Symposium
66. Geomechanics Colloquium
15th International Conference on Computer Methods and Advances in Geomechanics
AFTES International Congress
16th Australasian Tunnelling Conference: Challenging Underground Space: Bigger, Better, More
TBM DiGs 2017
Südbahntagung
STUVA Conference 2017
Spritzbeton-Tagung 2018
33. Christian Veder Kolloquium
52nd US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium
NAT 2018
10th Asian Rock Mechanics Symposium

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Inhalt: Mauerwerk 3/2017Mauerwerk3/2017Inhalt

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Jäger, WolframMasonry - energy-efficient, strong and weather-resistant / Mauerwerk - Energieeffizient, tragfähigMauerwerk3/2017137-138Editorials

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Schoch, TorstenEnergy-efficient masonry buildings / Energieeffiziente Gebäude aus MauerwerkMauerwerk3/2017139-154Fachthemen

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In line with the general trend to improved energy-related properties of buildings in massive construction, many massive buildings have been designed and built in recent years, which have proactively observed and also helped to determine the specification of future building standards in Europe. According to [1], the first low-energy house was built in Kassel in 1986 with an area-related energy demand for hot water and heating of only 60 kWh/(m2a). The use of massive building materials with low thermal conductivity played a similarly important role in this case to the increasing use of thermal insulation materials and new building services technology using renewable energy sources. Keeping the constructional details simple to build by tradesmen in order to avoid thermal bridging and useless building mistakes was and is still an important practical requirement. With the help of examples, the article demonstrates that monolithic construction is suitable for compliance with current energy-related requirements and how this is carried out.

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Gunkler, Erhard; Marx, Johann Jakob; Blum, CarstenShear resistance of reinforced masonry beams with and without additional concrete or prestress / Querkrafttragfähigkeiten von bewehrten Mauerwerksbalken mit und ohne Aufbeton oder VorspannungMauerwerk3/2017155-167Fachthemen

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This article investigates the transferability of the Simplified Modified Compression Field Theory (SMCFT) [2], which is known in reinforced concrete design and included in the fib Model Code for Concrete Structures 2010 (Volume 3) [1], to reinforced or prestressed masonry beams (RM beams) with or without an additional layer of concrete. The investigation for this work is the obsolete shear design concept that has been used until now for reinforced masonry under shear loading, which does not adequately reflect the actual load-bearing behaviour of significant areas of masonry. The fundamentals of the SMCFT are explained and the transferability of the theory to RM beams is examined, taking into account in particular the different material properties of masonry compared to reinforced concrete. A first approach for future application is represented by the equations presented here for the determination of the shear force capacity of RM beams. The verification is performed through a comparison of the shear resistances determined experimentally (exp.) and by calculation (calc.).

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Bothe, Eckard; Hinze, Sirko; Schöps, PeterStructural calculation of existing masonry arch bridges / Nachrechnung gemauerter BogenbrückenMauerwerk3/2017168-178Fachthemen

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For masonry bridges with small spans built before 1900, there are often no documents available since such bridges were often built from experience. Surveying is often restricted to the visible parts of the structure. Geometrical assistance in the form of drilling cores is only ever at points, which inevitably have to be interpolated. Large parts of these structures are in the ground (abutments, foundations) and are largely inaccessible for adequate geometrical recording. The constitutive laws for the existing masonry can only be described with reasonable effort through minimum values from regulations. The article describes a procedure with additions to the missing documents from experience to obtain statements about the load-bearing capacity based on approximate models, which permit categorisation into decisive bridge classes based on the regulations for the structural analysis of existing road bridges and also enable usable results for the comparison between the result of categorisation and special load cases for heavy transport.

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Professional training courses on the subject of nearly zero energy buildings / Weiterbildungsmaßnahmen zum Thema NiedrigstenergiegebäudeMauerwerk3/2017178Firmen und Verbände

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Dunjic, Viktor; Kolbitsch, AndreasShear resistance verification of late 19th century masonry according to EC 6 - State of the art / Nachweis der Schubtragfähigkeit von gründerzeitlichem Mauerwerk nach EC 6 - State of the ArtMauerwerk3/2017179-187Fachthemen

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A large part of buildings in Central European cities like Vienna was built in the Gründerzeit period between about 1840 and 1918 [1]. These buildings were constructed according to traditional rules. Current urban development requires historic buildings to be structurally adapted, which requires retroactive analysis of the masonry walls; in Austria according to ÖNORM EN 1998-3 [2] and ÖNORM EN 1996-3 (EC 6) [3]. Here, special focus is on the load transfer of horizontal earthquake loads, i. e. the shear strength of masonry walls.
This paper describes the verification of historic masonry in detail and discusses individual components. Initial shear strength, load-influenced friction and the length of the compressed part of the wall are first determined using results from experimental testing and relevant literature and then compared to the approaches in EC 6. Based on this analysis, recommendations are provided to make theoretical approaches more realistic.

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10th Australasian Masonry Conference Masonry today and tomorrowMauerwerk3/2017187Termine

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