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Superabsorbierende Polymere (SAP) speichern im Beton Wasser und geben es während der Hydratation des Zements ab, was eine innere Nachbehandlung darstellt, oder stellen es zur Aktivierung von nicht hydratisiertem Zement in Mikrorissen zur Verfügung, was einer Selbstheilung gleichkommt. Der zweite Effekt liegt den Untersuchungen zugrunde, da Kriechen von Beton, neben viskosen Verformungen des Zementsteins, auch durch Mikrorisse verursacht wird. In einer Versuchsreihe wurden fünf Betonzusammensetzungen einer Druckspannung unterworfen und die dabei auftretenden Verformungen gemessen. Es zeigte sich, dass geringe Mengen von SAP das Kriechen signifikant vermindern.

Creep of SAP modified concrete under compressive stress
Superabsorbent polymers (SAPs) take up water and release the water during hydration of the cement. This behavior can support internal curing as well as activation of non-hydrated cement in microcracks (self-healing). The second effect forms the basis of investigations since creep is caused by viscous deformations and microcracks. A series of tests has been performed on five concrete mixtures subjected to compressive stress and the resulting deformations were measured. It was found that small amounts of SAP significantly reduce creep.

Bei der Instandsetzung von Stahlbetonbauteilen muss, um die Dauerhaftigkeit sicherzustellen, die Betondeckung hinreichend groß gewählt werden. Der Einsatz alternativer Bewehrungsmaterialien wie z. B. Basalt als Faserverbundstab bietet durch die Korrosionsbeständigkeit gegenüber Karbonatisierung und Chlorideinwirkung die Möglichkeit, die Betondeckung zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit zu minimieren und gleichzeitig korrosionsresistente Bauteile zu erstellen. Nachfolgend werden - als Auszug aus einem Forschungsprojekt zur Untersuchung zur Instandsetzung von Sichtbetonfassadenelementen mittels Basaltstabbewehrung und Spritzbeton - Untersuchungen zum Tragverhalten von basaltbewehrten Verbundkörpern präsentiert. Die geprüften “Basaltfaserverstärkten Kunststoff-Bewehrungsstäbe” (BFVK-Stab) weisen am reinen Stab höhere Zugfestigkeiten bei geringeren E-Moduln als vergleichbare Betonstähle auf. Im zentrischen Zugversuch an bewehrten Betonknochenproben zeigen sich bei den Prüfkörpern mit der BFVK-Stabbewehrung Längsrisse infolge hoher Spannungen im Verbundbereich sowie eine höhere Anzahl an breiteren Querrissen als im betonstahlbewehrten Referenzprüfkörper. Mithilfe numerischer Simulationen kann das Zug-Verformungsverhalten der Prüfkörper gut nachgebildet werden. Bei der lichtmikroskopischen Untersuchung präparierter Prüfkörper nach der Zugprüfung zeigten sich verstärkt Mikrorisse, ausgehend von der Kontaktzone zwischen BFVK-Stab zur Betonmatrix. Bei den Auszugsversuchen versagte stets der Beton, nicht die BFVK-Stabbewehrung.
Die Untersuchungsergebnisse belegen, dass der Einsatz von Basaltstabbewehrung in Beton die Herstellung dauerhafter Bauteile mit geringen Betondeckungen ermöglicht. Weitere Versuche wurden bereits zum Biegetragverhalten, zur Dauerschwingfestigkeit und Dauerhaftigkeit durchgeführt. Derzeit werden weitere Basaltbewehrungsstäbe anderer Geometrien untersucht.

Investigation on tension and bonding behaviour of basalt fibre reinforced polymers in concrete structures
For retrofitting of RC structures, the concrete cover of the renewed reinforcement has to be sufficient to ensure the durability. Alternative reinforcement like rebars of basalt fibre reinforced polymers (BFRP) gives the possibility to minimize the concrete cover ensuring durable structures due to their resistance against carbonation and chlorides. In this paper investigations on load-bearing behaviour of BFRP reinforced test specimens as an excerpt from a research project on basalt fibre reinforced concrete as repairing material with shotcrete and also basalt rebars as additional strengthening reinforcement for fair faced concrete facades are presented. The tested BFRP rebars show higher tension strength and lower Young's Modulus as comparable steel reinforcement bars. In centrical tension tests on the BFRP reinforced concrete specimen longitudinal cracking due to high tension in the contact zone and a higher number and also higher widths of crosswise cracking appear. The load bearing behaviour can be confirmed by numerical simulation. The results of the investigation with the incident light microscope on prepared specimen after tension tests show an enhanced number of microcracks in the contact zone between BFRP rebar and cement matrix. In pull out tests always the concrete failed, never the BFRP rebars.
The results of this investigation confirm the possibility to ensure durable concrete structures using BFRP reinforcement. Further tests have been carried out on the flexural strength behaviour, the fatigue strength and durability. At the moment BFRP rebars of various designs are tested.

Anders als die Biegebemessung stellt die Querkraftbemessung von Carbonbeton Planer und Forscher noch vor grundlegende Fragen. Während für dünne Platten ohne Querkraftbewehrung bereits zahlreiche Anwendungen und erste bauaufsichtliche Zulassungen vorliegen, besteht für den technischen und wirtschaftlichen Praxiseinsatz von Bauteilen mit Querkraftbewehrung aus nichtmetallischen Textilien noch Forschungsbedarf. Für den Neubau zweier schiefwinkliger Straßenbrücken aus Carbonbeton wurden statische und zyklische Versuche an Plattenstreifen mit C-förmiger Querkraftbewehrung am Institut für Massivbau der RWTH Aachen durchgeführt. Die Ergebnisse überraschen mit einer sehr geringen Streuung und einem gutmütigen Ermüdungsverhalten. Insgesamt sind deutliche Parallelen zum Querkraftversagen bei Stahlbeton oder Beton mit stabförmiger Faserverbundkunststoff(FVK)-Bewehrung erkennbar. Der Beitrag zeigt praxisnah die Anwendungsmöglichkeit und die weiteren Herausforderungen für den Einsatz von Carbonbeton auch abseits von filigranen Einzelanwendungen und architektonischen Kunstobjekten.

Shear capacity of carbon reinforced concrete slab bridges with c-shaped shear reinforcement - Theoretical and experimental investigations for two road bridges in Gaggenau
In contrast to design for bending, both engineers and researchers are still confronted with fundamental questions regarding shear design of carbon reinforced concrete. While numerous applications for slabs and thin façade panels without shear reinforcement, some with first general approvals, already exist, there is still a need for research into the technical and economic application of components with shear reinforcement made of non-metallic textiles. For the construction of two road bridges made of carbon concrete with c-shaped shear reinforcement, static and cyclic tests were carried out at the Institute of Structural Concrete at RWTH Aachen University. The results show surprisingly low scatter and an excellent fatigue behavior. Overall, there are clear parallels to the shear failure of reinforced concrete or concrete with Fiber-Reinforced Polymer (FRP) rebars. This paper highlights the application potential and further challenges for the use of carbon concrete apart from filigree individual applications and mere objects of art.

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In den vergangenen Jahren wurden in Deutschland die energetischen Anforderungen an die Gebäudehüllen sukzessive verschärft. Für konventionell errichtete Gebäude mit kerngedämmten Sandwichelementen mit Deckschichten aus Stahlbeton bedeutet dies eine kontinuierliche Vergrößerung der Außenwandstärken. Um auch in Zukunft nicht auf die wirtschaftliche Sandwichbauweise verzichten zu müssen, wurden im Zuge eines Forschungsvorhabens großformatige, leichte und energieeffiziente Elemente entwickelt. Das Untersuchungsziel war die praxistaugliche Herstellung von schlanken, großformatigen Sandwichelementen, deren Deckschichten aus 30 mm dünnen Textilbetonschalen bestehen. Dieser innovative Verbundwerkstoff ermöglicht schlanke Bauteile mit gleichzeitig hoher Tragfähigkeit.
Im vorliegenden Beitrag werden der Aufbau der Elemente, die Herstellung von großformatigen Prüfkörpern sowie erste Versuchsergebnisse präsentiert.

Large-size sandwich elements with layers made of textile reinforced concrete - Investigations on sandwich panels
In the last years, the energy requirements imposed on building envelopes became more stringent in Germany. For conventional constructed buildings with core-insulated sandwich elements with reinforced concrete layers, this means a continuous increase in outer wall thickness due to thicker insulation. In order to be able to use the economic sandwich construction method also in the future, large-format, lightweight and energy-efficient elements were developed in the course of an research project. To achieve the research objective of producing slim, large-format sandwich elements suitable for practical use, layers of 30 mm thin textile reinforced concrete were used. This innovative composite material enables components with low cross-sectional thickness and high load-bearing capacity.
This article presents the structure of the elements, the production of large-sized test specimens and the first experimental results.

Carbonbeton ist in der Welt der Bauingenieure bei Weitem kein Fremdwort mehr. Aufgrund seiner sehr guten Dauerhaftigkeit und der Korrosionsbeständigkeit der Carbonbewehrung hat er sich vor allem als Baustoff für schlanke und filigrane Bauteile einen Namen gemacht. So ist er beispielsweise auch für die Verwendung in den Wandschalen von Elementwänden und somit zur Verringerung ihrer Schalendicken geeignet. Aufgrund der damit verbundenen geringeren Einbindetiefe wird jedoch die Verwendung herkömmlicher Einbauteile problematisch. Aus diesem Grund wurde ein neuartiger Stabanker zur Verbindung der beiden Wandschalen entwickelt und mechanisch und bauphysikalisch untersucht. Die Ergebnisse der ersten Untersuchungen werden in dem vorliegenden Beitrag vorgestellt.

Anchor sticks for thin walls made out of carbon reinforced concrete
Carbon reinforced concrete is no stranger anymore. Non-corrosive properties made it popular for the use in slender and filigree structures. For example, to reduce their thickness, carbon reinforced concrete is well suitable for the wall shells of an element wall. However, thus the bonding depth is reduced and conventional built-in parts cannot be used anymore. Therefore, a new anchor stick for the connection of the two wall shells was developed, and its mechanical and thermal properties were examined. The results of these first investigations are presented in the paper.

Die Filigran®-Durchstanzbewehrung wurde zur Anwendung in vorgefertigten Fertigteilplatten, die mit Ortbeton zur fertigen Decke ergänzt werden, entwickelt. Die steife Verankerung und die optimierte Geometrie bewirken einen hohen maximalen Durchstanzwiderstand. Wie die parallel angeordneten, durchgehenden Gitterträger zur Montagesicherung dieser Fertigteilplatten werden auch die Durchstanzbewehrungselemente zur Vereinfachung des Einbaus parallel angeordnet. Dementsprechend wurden bereits Durchstanzversuche zur Herleitung von Bemessungs- und Konstruktionsregeln durchgeführt.
Zur effektiven Ausnutzung der geneigten Stäbe ist allerdings eine orthogonale Ausrichtung der Bewehrungselemente zur Stütze erstrebenswert. Untersuchungen mit anderen Durchstanzsystemen bei orthogonaler Anordnung zeigen jedoch eine Reduktion des Durchstanzwiderstands, wenn größere Plattenbereiche in den Eckbereichen zur Stütze ohne Durchstanzbewehrung verbleiben. Bei den im Beitrag beschriebenen ergänzenden Versuchen mit der Filigran®-Durchstanzbewehrung mit orthogonal angeordneten Bewehrungselementen wurden freie Plattenbereiche durch zusätzlich angeordnete Bewehrungselemente vermieden. Die Auswertung dieser Versuche bestätigt unterschiedliche Neigungen der Durchstanzrisse abhängig von der Ausdehnung der unbewehrten Plattenbereiche. Im Rahmen der neuen Europäischen Technischen Bewertung ETA-13/0521 wurden Abstandsregeln festgelegt, bei deren Einhaltung ein Faktor zur Erhöhung des Durchstanzwiderstands gegenüber schubunbewehrten Platten von 2,1 wie bei paralleler Gitterträgeranordnung genutzt werden kann. Die untersuchte und im Beitrag beschriebene orthogonale Anordnung bietet sich zur Anwendung in Ortbetondecken an.

Orthogonal Arrangement of Filigran®-Punching Shear Reinforcement
Simplified Application in in-situ Concrete Slabs
The Filigran®-Punching Shear Reinforcement was developed for the application in semi precast slabs. The stiff anchorage and the optimized shape induce a high punching shear resistance. Like parallel-arranged continuous lattice girders in the precast part of the slab, the punching shear reinforcement is also arranged parallel for easy installation. Punching shear tests with this parallel reinforcement layout were already carried out to deduce design and construction rules.
Nevertheless, an orthogonal arrangement of lattice girders is desirable to achieve an effective utilization of the inclined loadbearing bars in the vicinity of the column. However, investigations with other shear reinforcement systems with orthogonal arrangements showed a decrease of the punching shear resistance if larger areas in the slab adjacent to the corner of the column remain without punching shear reinforcement. In current tests with an orthogonal layout, additional Filigran®-Punching Shear Reinforcement was arranged to avoid areas without shear reinforcement. The evaluation of these tests confirms different inclinations of the shear crack angles depending on the extent of unreinforced areas. Within the new European Technical Assessment ETA-13/0521 distance rules were determined to ensure the application of the factor of 2.1 for increasing the punching shear resistance in comparison to slabs without shear reinforcement. The orthogonal arrangement of Filigran®-Punching Shear Reinforcement investigated in this paper is well suited for use in in-situ concrete slabs.

Mit seinen 190 Metern Höhe gehört der neu errichtete OMNITURM in Frankfurt am Main nicht zu den höchsten Hochhäusern im weltweiten Vergleich, nicht einmal im Vergleich mit anderen Hochhäusern in Frankfurt, seine architektonische Strahlkraft und die damit verbundenen statisch-konstruktiven Herausforderungen machen ihn aber zu etwas ganz Besonderem. Weithin sichtbar ist das architektonische Merkmal des sogenannten “Hüftschwungs”, eine über neun Geschosse, vom 14. bis zum 23. Geschoss, reichende rotierende Verschiebung der Ebenen gegeneinander um bis zu 8,5 m gegen die Vertikale. Dies ist der sogenannte “RESI”-Bereich, der, anders als der Rest des Gebäudes, nicht mit Büros, sondern durch hochwertige Wohnungen genutzt wird und durch die gegenseitigen Verschiebungen in jedem Stockwerk die Anordnung von Terrassen ermöglicht, von denen aus man das Flair der Stadt auch in der Dämmerung oder am Abend genießen kann. Da die äußerst schlanken Schleuderbetonstützen des Gebäudes, gefertigt aus hochfestem Beton C140 mit Sonderbewehrung SAS 670, an den äußeren Rändern der Deckenplatten angeordnet sind, folgen sie den Verschiebungen, stehen teilweise - sehr imposant aussehend - deutlich schräg, vereinigen sich sogar im unteren Drittel des RESI-Bereich, in zwei Gebäudeecken von je zweien zu je einer Stütze, durchlaufen gekrümmt den RESI-Bereich, um schließlich im oberen Drittel sich wieder zu entzweien und dann gerade bis zur Spitze des Turms durchzulaufen. Demgegenüber führen die Verschiebungen an den gegenüberliegenden Gebäudeecken zu immer größer werdenden Auskragungen der Decken, denen mit zusätzlichen “Rucksackstützen” begegnet wird. In diesem Beitrag werden einige der vielen statisch-konstruktiven Besonderheiten des Bauwerks beschrieben.

A high-rise of the new generation - The “OMNITURM” in Frankfurt am Main
Some 190 meters in hight, the newly erected “OMNITURM” in Frankfurt am Main is not one of the tallest skyscrapers in world comparison, not even compared with other high-rise buildings in Frankfurt, but its architectural appeal and the associated challenges concerning structural design issues make him something very special. Visible from afar is the architectonic feature of the so-called “hip swing”, a rotating shift of the levels over nine floors, from the 14th to the 23rd floor, by up to 8.5 m from the vertical. This is the so-called “RESI” area, which, unlike the rest of the building, is not occupied by offices but by high-quality dwellings, and by the mutual shifts on each floor allows the arrangement of terraces from which one can enjoy the flair of the city at dusk or in the evening. As the extremely slender spun concrete columns of the building, made of high-strength concrete C140 with special reinforcement SAS 670, are arranged on the outer edges of the slabs, they follow the displacements in a certain shape, moving inside the building, are partially - quite impressive looking - clearly slanted, even unite in the lower third of the RESI area in two building corners from two to one column, run curved through the RESI area to finally split up again in the upper third from one to two columns and then go straight through to the top of the tower. In contrast, the displacements on the opposite side of the building lead to ever-increasing cantilevers of the slabs, which are counteracted with additional “backpack supports”. This article describes some of many special structural features of the building.

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Nachrichten:
Das 29. Dresdner Brückenbausymposium - ein starker Magnet unter Ingenieuren
Es werden wieder die besten Bautalente für den Wettbewerb “Auf IT gebaut” 2020 gesucht!
HTWK-BetonkanuTeam in den Niederlanden erfolgreich
FDB-Merkblätter Nr. 8 über Betonfertigteile aus Architekturbeton und Nr. 10 zum Nachhaltigen Bauen mit Betonfertigteilen - Überarbeitungen mit Stand 05/2019 sind jetzt veröffentlicht
Call for Papers: 10. Kolloquium Industrieböden am 3. und 4. März 2020 in Esslingen
Call for Papers

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Schwebende Lamellen, umlaufend unregelmäßig versetzt. Sie strahlen Leichtigkeit aus und erzeugen eine Schichtung zwischen den Fensterbändern der Geschosse. Das war die architektonische Idee von KMB PLAN WERK STADT für die Fassade beim Neubau des DLZ, medizinischen Dienstleistungszentrums in Bietigheim-Bissingen. Für Planung und Umsetzung des raffinierten Entwurfs holten die Architekten Experten von Freyler Metallbau an Bord. Dank deren präziser Planung, Fertigung und exakter Zuordnung der einzelnen Elemente konnte auch die Montage vor Ort reibungslos und in kürzester Zeit erfolgen. (Foto: Hopermann Fotografie / FREYLER)

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Flachdecken in Verbundbauweise, auch Slim-Floor- oder Shallow-Floor-Bauweise genannt, stellen innovative Deckensysteme für den Geschossbau dar. Dabei handelt es sich um gewalzte oder geschweißte Stahlprofile, die vollständig oder nahezu vollständig in die Decke integriert werden. Diese Bauweise repräsentiert eine der jüngsten Entwicklungen im Stahl-Verbundbau und hat in den letzten beiden Jahrzehnten immer größere Bedeutung gewonnen. In diesem Beitrag werden die Bauweise und ihre Entwicklung vorgestellt.

Development of slim-floor construction in Europe
Slim-floor or also called shallow floor construction represents innovative composite beam systems for multi-storey buildings. These are rolled or welded steel profiles fully or partially integrated into the concrete slab. This construction method constitutes one of the most recent developments in steel-concrete composite construction and has become increasingly important in the last two decades. In this article, the construction method is explained as well as its development.

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Slim-Floor-Träger als teilweise einbetonierte Verbundträger erlauben besonders geringe Konstruktionshöhen bei dennoch großen Spannweiten. Das Ziel des europäischen Forschungsprojekts “SlimAPP - Slim-Floor Beams - Preparation of Application rules in view of improved safety, functionality and LCA” war die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von Stahlanwendungen in Gebäuden durch die Entwicklung von verlässlichen und vorteilhaften Anwendungsregeln für Slim-Floor-Träger in Bezug auf Sicherheit, Funktionalität und Lebenszyklusbewertungen. Neben einem ganzheitlichen Ansatz, der alle Gesichtspunkte eines optimalen technischen und nachhaltigen Entwurfs berücksichtigt, wurde ein besonderer Schwerpunkt auf den Einfluss der Schubtragfähigkeit von effizienten Verbundmitteln aus Betondübeln mit Bewehrungsstählen gelegt. Für Slim-Floor-Träger, die bisher im Eurocode 4 nicht berücksichtigt sind, wurde die Anwendung der bekannten Bemessungsregeln geprüft und zum Teil neue Regeln für die Bemessung insbesondere der Betondübel entwickelt. Mithilfe von Beispielen verschiedener Slim-Floor-Lösungen wird die Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit erläutert und mit einer ganzheitlichen Lebenszyklusanalyse untereinander verglichen.

Application rules for slim-floor beams in view of safety, functionality and sustainability
Slim-floor beams as composite beams partially embedded in concrete allow for an especially shallow construction height with however long spans. The aim of the European project “SlimAPP - slim-floor beams - Preparation of Application rules in view of improved safety, functionality and LCA” was to increase the competitiveness of steel constructions in buildings by developing the application of slim-floor beams through improved rules for safety, functionality and LCA. Within a holistic approach considering all aspects of optimal technical and sustainable design, special focus is given to the composite action by concrete dowels with reinforcing bars as efficient shear connectors. For normal design, where slim-floor solutions are currently not covered in Eurocode 4, the application of existing design rules was checked and new rules especially in view of the shear connectors developed. Supported by examples of “pilot” projects the design methodology for ultimate limit state (ULS) and Serviceability limit state (SLS), is explained and based on a lifecycle assessment (LCA) different composite slim-floor solutions are compared with each other.

In dem europäischen Forschungsprojekt SlimAPP “Slim-Floor Beams - Preparation of application rules in view of improved safety, functionality and LCA” wurde ein umfassendes Versuchsprogramm zu Slim-Floor-Trägern durchgeführt, um ein tieferes Verständnis in das besondere Tragverhalten von Slim-Floor-Systemen zu bekommen. Das Versuchsprogramm umfasste Push-out-Versuche, Schubträgerversuche mit 4 m Länge, Biegeträgerversuche mit 6 m Länge und Biegeträgerversuche zur Bestimmung des Einflusses von Langzeiteffekten wie Kriechen und Schwinden. Durch die Wahl eines Basisquerschnitts und die Ausführung der verschiedenen Versuchsserien mit den gleichen Parametern und die Verwendung möglichst vergleichbarer Materialeigenschaften wurde eine Übertragbarkeit der Ergebnisse zwischen den Versuchskonfigurationen gewährleistet. Es werden die verschiedenen Versuchsserien, ihre Parameter und Ergebnisse im Einzelnen vorgestellt. Die Ergebnisse erlauben auch Schlussfolgerungen zum Tragverhalten von besonderen Verbunddübeln (CoSFB) und geben Erkenntnisse zum Trag- und Verformungsverhalten von Slim-Floor-Trägern gerade im Zusammenhang mit der Verdübelung. Ein solches Verständnis zum Tragverhalten von Slim-Floor-Trägern ist für eine gezielte effiziente und ökonomische Bemessung wichtig.

Experimental investigations on slim-floor beams
In the European Research project SlimAPP “Slim-Floor Beams - Preparation of application rules in view of improved safety, functionality and LCA”, an extensive test program for slim-floor beams was realised in order to gain a deeper understanding of the special behaviour of slim-floor systems. The testing program comprises of push-out tests, shear-beam tests, flexural beam tests and beam tests to identify the time-dependent effects, as creep and shrinkage. By the choice of a basic cross-section and realisation of the different tests series with the same parameters using comparable material characteristics, the transfer of the results between the different test series has been assured. In this paper the different test series, their parameters and results are presented in detail. The results also allow to draw conclusions on the special type of connection between steel and concrete (CoSFB) and give insight in the load and deformation behaviour of slim-floor beams also regarding this type of connection. The know-how on the carrying behaviour of slim floor beams may lead to a more efficient and economic design.

Kennzeichnend für die Slim-Floor-Bauweise ist die Integration von Deckenträgern in die Decke. Wird eine Verbundtragwirkung zwischen Stahlträger und Betondecke aktiviert, so führt dies zu einem signifikanten Zuwachs an Steifigkeit und Tragfähigkeit des Trägers, wodurch größere Trägerspannweiten ermöglicht werden. Als Verbundmittel bieten sich hierzu sogenannte “CoSFB-Dübel” an. Diese bestehen aus Bewehrungsstäben, die bauseits durch Bohrungen im Trägersteg geführt und auf der Baustelle mit Beton vergossen werden. Der vorliegende Aufsatz präsentiert eine Methode zur Bestimmung der Tragfähigkeit dieser CoSFB-Dübel. Mittels einer detaillierten Auswertung von Push-out-Versuchen und umfangreicher numerischer Simulationen der einzelnen Versuche konnten die zur Beschreibung der Traglast maßgebenden Einflussgrößen bestimmt werden. Basierend auf den so gewonnenen Erkenntnissen wurde eine vereinfachte, analytische Formulierung der Tragfähigkeit der CoSFB-Dübel hergeleitet.

Load-bearing behaviour of CoSFB-Dowels
Slim-floor or shallow floor construction is characterized by the integration of a steel beam into a slab. The activation of a composite action between the steel section and the concrete slab leads to a significant increase of the bending capacity and the stiffness of the beam, allowing for larger beam spans. This paper presents a fundamentally new method for assessing the load-bearing capacity of CoSFB-Dowels, which ensures a composite action of a composite slim-floor beam (CoSFB). Based on detailed analysis of push-out tests, extensive numerical simulations were performed in order to identify the contribution of various parameters on the load-bearing capacity. Finally, an analytical formulation of the load-bearing capacity is presented, which has been derived by applying a simple second order plasticity approach.

In den letzten Jahren hat die Slim-Floor-Bauweise zunehmend an Bedeutung gewonnen, dies ist nicht zuletzt auf die Forderung nach schlanken Konstruktionen und einer Optimierung des Bauablaufs zurückzuführen. Die Bemessung solcher Bauteile kann jedoch nicht allein auf Grundlage der europäischen Regelwerke für den Verbundbau erfolgen. Es gelten einige Besonderheiten, die durch ergänzende Bemessungsregeln zu erfassen sind. Umfangreiche Untersuchungen verdeutlichen, dass eine Einstufung der Rotationskapazität und die Festlegung der Querschnittsklasse nicht allein basierend auf der Klassifizierung des Stahlquerschnitts erfolgen können, da der Beton bei derartigen Systemen einen wesentlichen Einfluss auf das Tragverhalten nimmt. In diesem Beitrag werden die Besonderheiten für kompakte Slim-Floor-Querschnitte im Rahmen der Biegebemessung erläutert.

Strain limited moment resistance for composite shallow-floor beams
Due to the demand for sustainable buildings and slim constructions, composite slim-floor systems become more important. The present European Codes do not include complete design rules for shallow-floor beams. For the design, additional regulations have to be considered for bending design and the classification of the cross-section. This article points out the limits for plastic bending design and its particularities.

Slim-floor beams are a well-known and cost-effective solution that permits a significant reduction of floor thickness, and are increasingly used in industrial and commercial buildings. Since only their lower flange is exposed to fire, slim-floor beams may also achieve higher fire resistance, in comparison to other types of composite beams that are not fully embedded in the concrete floor. Simplified models are available in Eurocode 4 Parts 1-2 to evaluate the temperature distribution for partially encased and non-encased composite beams. However this standard does not provide any simplified model to evaluate the cross-sectional temperature field of slim-floor beams. In this sense, different proposals have been evaluated in recent years in order to provide simplified models for temperature evaluation. The currently available models in the literature have shown their accurate behaviour providing results on the safe side, and are recommended for use in practice. Finally, this work shows that slim-floor composite beams can provide good performance during a fire event. Specifically, 60 min of standard fire rating can be achieved for load levels lower than 0.5-0.6. Improved behaviour to achieve 90 or 120 min of standard fire exposure may also be reached by using innovative solutions, advanced materials or external protection.

Brandbemessung von Slim-Floor-Trägern
Die Slim-Floor-Bauweise ist eine erprobte und wirtschaftliche Lösung. Sie ermöglicht unter anderem eine erhebliche Reduzierung der Deckenstärke und wird zunehmend in Industrie- und Gewerbegebäuden eingesetzt. Darüber hinaus erzielen Slim-Floor-Träger, da sie größtenteils in die Decke integriert sind und somit nur die untere angeschweißte Platte direkt einem Brand ausgesetzt wird, einen wesentlich höheren Feuerwiderstand als etwa klassische Verbundträger. In Eurocode 4 Teil 1-2 finden sich zwar vereinfachte Methoden zur Bestimmung der Bauteiltemperaturen von Verbundträgern mit und ohne Kammerbeton, jedoch gibt diese Norm keine vereinfachte Methode zur Bestimmung der Temperaturen eines Slim-Floor-Querschnitts an. In den letzten Jahren wurden vereinfachte Modelle zur Bestimmung der Temperaturverteilung von Slim-Floor-Querschnitten entwickelt. Diese derzeit verfügbaren Modelle liefern Ergebnisse auf der sicheren Seite und können für eine praktische Anwendung durchaus empfohlen werden. In diesem Artikel wird gezeigt, dass Slim-Floor-Träger während eines Brandereignisses eine exzellente Tragfähigkeit besitzen. Insbesondere können für Ausnutzungsgrade von 0,5 bis 0,6 die Anforderungen an die Feuerwiderstandsklasse R60 erfüllt werden. Die Feuerwiderstandsklassen R90 und R120 können durch Anwendung innovativer Lösungen, durch verbesserte Materialien oder auch passiven Brandschutz erfüllt werden.

The analysis of a composite beam-to-column structure requires knowledge about, on the one hand, the behaviour of beams and columns and, on the other, the joints between such elements. For beam-to-column joints, for example, the lack of appropriate design rules forces structural engineers to model joints as pinned, despite the fact that a certain joint rigidity and bending resistance is available because of the upper reinforced concrete slab.
In this context, a research programme with experimental and numerical investigations was initiated at the University of Luxembourg [1]. This aim of this research was to identify the influence of two major joint components - the reinforced concrete slab and the steelwork connection - on the behaviour of composite joints under a hogging bending moment. Eight experimental tests were performed on beam-to-column joints. These tests were used to validate an FE model developed with the ABAQUS software, which allowed the simulation of further joint configurations without the need for additional laboratory tests.
This article presents the results of experimental and numerical analyses. Good agreement was achieved between experimental tests and numerical simulations. The influence of the reinforcement and the steelwork connection on the structural properties of composite joints is derived and a new analytical method is proposed to determine the stiffnesses and rotation capacities of composite joints.

Rotationskapazität von Verbundanschlüssen in Slim-Floor-Bauweise
Die Bemessung von Trägeranschlüssen in der Verbundbauweise in Stahl und Beton setzt eine genaue Kenntnis des Verhaltens der Werkstoffe sowie der Komponenten voraus. Diese Anschlüsse werden meist als vollständig gelenkig bemessen und ausgebildet, wohlwissend, dass gewisse Anschlusssteifigkeiten und Durchlaufwirkungen im Stützbereich vorhanden sind, welche vernachlässigt werden.
In diesem Kontext wurde an der Universität Luxemburg ein Forschungsprogramm durchgeführt, das sowohl aus einem experimentellen Versuchsprogramm als auch aus umfangreichen numerischen Simulationen bestand [1]. Das Ziel dieser Forschung war die Untersuchung des Einflusses der zwei grundlegenden Anschlusskomponenten - dem bewehrten Betongurt und dem Stahlanschluss - auf das Trag- und Verformungsverhalten des Verbundanschlusses unter negativer Momentenbeanspruchung. Im Rahmen des Programms wurden insgesamt acht experimentelle Versuche an Träger-Stützen-Verbindungen durchgeführt und ein numerisches Modell in der Software ABAQUS entwickelt, welches an den Versuchsergebnissen validiert wurde. Mithilfe der Computersimulationen konnten weitere Anschlusskonfigurationen numerisch simuliert werden.
Der vorliegende Artikel zeigt die gute Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der experimentellen Versuche und der numerischen Analysen. Auf dieser Basis wurden letztendlich analytische Gleichungen zur Bestimmung der Steifigkeiten und Rotationskapazitäten von Verbundanschlüssen entwickelt und vorgeschlagen.

Im Hoch- und Industriebau werden immer häufiger Stahl-Beton-Verbunddeckensysteme mit hohem Installationsgrad eingesetzt, in denen zur Reduzierung der Bauhöhe die Gebäudetechnik durch Öffnungen in den Trägerstegen geführt wird. Regelungen zur Bemessung von Verbundträgern mit Stegausschnitten sind in der europäischen Normung derzeit allerdings nicht vorhanden und bestehende Ingenieurmodelle aus der Literatur decken die auftretenden Effekte nicht vollständig ab. Hierdurch kann die Querkrafttragfähigkeit des Betongurts, die im Bereich einer Stegöffnung einen wesentlichen Anteil der Gesamttragfähigkeit ausmacht, für die Bemessung nicht angesetzt werden. Im Rahmen des vorliegenden Aufsatzes wird daher ein Modell für Träger mit Öffnungen vorgestellt, das eine mechanisch konsistente Bemessung unter Berücksichtigung aller möglichen Versagensarten ermöglicht. Das Vorgehen wird anhand eines ausführlichen Anwendungsbeispiels veranschaulicht.

Design of hybrid beams and floor slab systems with web openings
In high-rise structures and industrial buildings, highly installed steel-concrete composite floor slabs are increasingly being used, in which HVAC installations are mounted through web openings in order to reduce the overall construction height. Regulations for the design of composite beams with web openings are not provided in European standards and existing engineering models from the literature do not entirely cover all relevant structural effects. As a result, the transversal shear capacity of the concrete slab, which accounts for a significant proportion of the total shear capacity in the web opening region, cannot be exploited for the design. This paper presents a model for beams with web openings, which allows a mechanically consistent design under consideration of all possible failure modes. The procedure is also illustrated by means of a detailed application example.