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Anhand des aktuell entstehenden S-Bahntunnels im Projekt Gateway Gardens Los 2 am Flughafen Frankfurt wurden die entwickelten Methoden hinsichtlich der Praxistauglichkeit untersucht. Neben der 4-D-Generalablaufplanung wurde auch eine 4-D-Lean-Prozessoptimierung evaluiert, denn die BIM-Planungsmethode befindet sich aktuell im Infrastrukturbau - insbesondere in Verbindung mit dem Realisierungsprozess - noch in der Erprobungsphase. (Beitrag ab S. 453)

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Die BIM-Planungsmethode befindet sich aktuell im Infrastrukturbau - insbesondere in Verbindung mit dem Realisierungsprozess - noch in der Erprobungsphase. Die Elementierung des 3-D-Bauwerksmodells erfolgt gegenwärtig noch individuell. Die Erweiterung des 3-D-Bauwerksmodells in die Bauablaufplanung (4-D) bedingt kongruente Attributdefinitionen in der Planungsphase. Voraussetzung für eine durchgängige Methode ist der konsistente Softwareeinsatz. Anhand des aktuell entstehenden S-Bahntunnels im Projekt Gateway Gardens Los 2 am Flughafen Frankfurt wurden die entwickelten Methoden hinsichtlich der Praxistauglichkeit untersucht. Neben der 4-D-Generalablaufplanung wurde auch eine 4-D-Lean-Prozessoptimierung evaluiert.

Development and evaluation of BIM-4-D-methods at example project Gateway Gardens lot 2, Frankfurt/Main
In the field of infrastructure construction, the BIM planning method is currently still in the testing phase - especially in connection with the realization process. Currently, the elementation of the 3-D building model is done individually. The expansion of the 3-D building model into the construction planning (4-D) requires congruent attribute definitions in the planning phase. Prerequisite for a consistent method is the consistent use of software. The practical suitability of methods developed was tested on the railway tunnel currently being constructed in the Gateway Gardens Lot 2 project at Frankfurt Airport. In addition to the 4-D general process planning, a 4-D lean process optimization was also evaluated.

Stadtplaner, Bauingenieure und Architekten haben den Anspruch, Städte als lebenswerte und sichere urbane Räume zu gestalten. Anhaltender Terrorismus macht es notwendig, sich Gedanken zur Sicherheit unserer Städte zu machen. In den letzten Jahren wurde die Verwundbarkeit europäischer Städte mehrfach erkennbar. Die Angriffe richteten sich dabei direkt gegen weiche Ziele, wie z. B. Menschenansammlungen. Deshalb werden bauliche Schutzmaßnahmen für den urbanen Raum benötigt, die verträglich sind mit der Urbanität. Innovative Schutzlösungen mit einer ansprechenden Erscheinung und versteckten Schutzeigenschaften können in öffentliche Plätze integriert werden. Somit bleibt das öffentliche Leben davon nahezu unbeeinflusst. Bei einer möglichen Explosion sollen diese Schutzelemente sowohl dem einfallenden Luftstoß widerstehen als auch möglichen Fragmenten. Sie müssen den einfallenden Spitzenüberdruck der Luftstoßwelle reduzieren und sollen Fragmente stoppen oder zumindest verlangsamen. Eine innovative Schutzlösung aus Edelstahl-Ringgeflecht mit einem herabrinnenden Wasservorhang wurde erfolgreich getestet. Mit den durchgeführten Explosionsversuchen konnte eine signifikante Reduktion der Überdruck- und Impulsbelastung durch die Luftstoßwelle gezeigt werden. Dies zeigt das Schutzpotenzial der Ringgeflecht-Wasser-Barriere, das in diesem Aufsatz dargestellt und diskutiert wird.

Ring mesh with water curtain for the protection of urban areas
City planners, civil engineers and architects, have the objective to develop cities as safe and worth living urban environments. Terrorist attacks make it necessary to increase the safety and the security in our cities. The vulnerability of European cities was demonstrated several times within the last few years. The attacks were directed against soft targets like gatherings of people. Therefore, physical protection measures are needed for urban areas. Innovative protective solutions with an appealing design and hidden protective properties should be integrated within the public places. Thus, the public life will be influenced by these measures as little as possible. In case of an explosive threat a protective element should withstand both the incoming blast wave as well as possibly impacting fragments. The overpressure needs to be reduced below a certain limit and fragments need to stopped or at least decelerated. An innovative solution for this purpose which was successfully tested is the combination of a stainless steel ring and a flowing water curtain. With the conducted explosion tests a significant reduction of the overpressure and impulse of the blast wave could be demonstrated. These results show the protective capability of the ring-mesh-water-barrier that will be presented and discussed in this article.

Motiviert durch eine Anfrage zur Untersuchung von Durchlässen und Wegebrücken im Stadtwald Eilenriede, Landeshauptstadt Hannover, wurde eine neue Methode entwickelt und erprobt, mit der die Tragsicherheit von Bauwerken kleiner Stützweite wirtschaftlich nachgewiesen werden kann. Um Abriss und Neubau der Massivbauwerke zu vermeiden, wurde ein Konzept aufgestellt, um die Brücken kostengünstig mit einem Mobilkran und messtechnischer Überwachung risikoarm testen zu können. Dieser Bericht beschreibt die Randbedingungen und Überlegungen zur Lösung der Aufgabe und fasst die Ergebnisse der erfolgreichen Erprobung an 13 Stahlbetonbauwerken und einem Mauerwerksdurchlass in Hannover zusammen.

New method for experimental safety evaluation of short span bridges using the example of 14 bridges in Hannover, Germany
A request on safety evaluation of culverts and short span bridges in the urban woods Eilenriede in Hannover motivated to develop and field test a new economical approach for load testing. Demolition and renewal should be avoided. A concept was worked out, how load testing could be conducted cost-efficient with little risk of failure using mobile crane and monitoring system. This paper describes preconditions, developed procedures and summarizes our experience gained in testing successfully 13 reinforced concrete structures and one masonry arch culvert.

Tragwerke des Konstruktiven Ingenieurbaus sind in der Regel Unikate. Systematische Untersuchungen dienen daher dem Ziel, Umwelteinflüsse und Einwirkungen auf die Tragwerke und deren tatsächliches statisches und dynamisches Verhalten kurzzeitig und auch langfristig zu erfassen und zu verstehen.
Im Rahmen des DFG-geförderten Graduiertenkollegs 1462 wurden drei vorgespannte Schleuderbetonmaste entlang der ICE-Neubaustrecke Erfurt-Leipzig mit verschiedenster Sensorik instrumentiert, um unter anderem das Verhalten der Maste während einer Zugvorbeifahrt zu untersuchen. Die Datenaufzeichnungen werden von Lichtschranken ausgelöst und erfolgen für einen definierten Zeitraum. Infolge von Störfaktoren und der Aufzeichnungslänge sind einerseits eine Vielzahl von Fehlmessungen und andererseits mehrere Zugvorbeifahrten in einem Datenfile zu verzeichnen. Somit sind in einem ersten Schritt die einzelnen Aufzeichnungen für die gezielte Auswertung des Einflusses der Zugvorbeifahrt auf das Verhalten der Oberleitungsmaste zu separieren. Dies erfolgt auch vor dem Hintergrund, dass die Bestimmung einer tatsächlichen Zugvorbeifahrt zukünftig nahezu fehlerfrei automatisiert erfolgen soll.
Im Beitrag werden Methoden und erhobene Datensätze unterschiedlicher Sensorik zur Identifikation der Zugvorbeifahrten verglichen. Die Auswertung der gemessenen Daten des Erddrucksensors und der Beschleunigungsaufnehmer erfolgt mittels Techniken der Signalanalyse: Fast Fourier (FFT) und Gabor-Transformation.

Comparative study of approaches for identification of passing trains from measurements
Civil engineering structures are mostly unique. Stochastic properties of acting loads and the corresponding structure reaction can be determined by help of long-term measurements. The identified loads and reactions can further be used in validation and assessment procedures to analyze static and dynamic behavior of the structure.
Three reinforced concrete poles located along the new high-speed railway track Erfurt-Leipzig have been equipped with a monitoring system in the framework of the DFG founded Research Training Group 1462. The goal of the monitoring system is to identify influence of passing trains on the structural behavior of the poles. The measurement record is controlled by two photoelectric sensors. However, due to different disturbing factors fault detections of train passing are possible. Therefore, the obtained measurement data at first step must be classified with respect to actual train passing. Additionally, to simplify analysis of a huge amount of upcoming data, a classification algorithm should work automatically.
In this paper, we present a comparative study of train identification methods based on tools of signal analysis compared to the identification based on the signals of photoelectric sensors. Especially, Fast Fourier Transform and Gabor Transform are applied to the time-history records from the soil pressure and acceleration sensors.

Verkehrsinfrastrukturen wie z. B. Brücken bedingen aus verschiedenen Gründen zunehmend ein Langzeitmonitoring. Einerseits weisen viele Bauwerke ein hohes Alter auf und müssen höheren Beanspruchungen wegen zunehmender Lasten und Verkehrsfrequenzen standhalten. Aus wirtschaftlichen Gründen möchte man ihre Restnutzungsdauer verlängern. Anderseits kommen bei jüngeren Brücken neue Werkstoffe wie kohlenfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) zum Einsatz, deren Langzeitverhalten interessiert. Die in diesem Beitrag behandelten Referenzmessungen beziehen sich auf Brücken, bei denen das Langzeitverhalten der CFK-Spannkabel und besonders deren Verankerung interessiert. Es handelt sich um drei verschiedene Konstruktionen: eine Schrägseilbrücke, eine Fachwerk-Verbundbrücke sowie die Verstärkung einer bestehenden Stahlbetonbrücke. Sie werden seit 1996 bzw. 1998 überwacht.
Im Gegensatz zu den auf viele Jahrzehnte ausgelegten Brücken besitzen Sensorsysteme eine wesentlich kürzere Lebensdauer. Allenfalls müssen Messsysteme über die Überwachungsdauer ersetzt werden. Vor allem aber muss das System während seiner Einsatzdauer langzeitstabil und nullpunktsicher sein. Referenzmessungen im Feld und Labor tragen dazu bei, gemessene Veränderungen dem Bauwerk oder ‘Artefakten’ des Messsystems zuzuordnen.
Die hier präsentieren Resultate von Referenzmessungen mit Dehnungsmessstreifen (DMS) und faseroptischen Bragggitter-Sensoren (FOS) ermöglichen Aussagen zur Messunsicherheit, Stabilität und Zuverlässigkeit von Langzeitmessungen.

Reference data for long-term monitoring of infrastructures
Different reasons require more and more a long-term monitoring of infrastructures like bridges - a structural health monitoring (SHM). On the one hand many bridges are pretty old and have to withstand higher loads and traffic frequencies. But for economic reasons the life time of the infrastructure should be extended. On the other hand new materials like carbon fiber reinforced polymers (CFRP) are used and their long-term behavior is of interest. The bridges mentioned in this contribution the long-term behavior of the CFRP-cables above all their anchorage is important. Three bridges with different constructions: a stay cable bridge, a steel-concrete composite bridge and a retrofitted reinforced concrete bridge. The monitoring lasts up to 20 years.
In contrast to the long life of infrastructures over many decades a sensor life time is much shorter. Presumably sensor or even sensor systems have to be replaced over the monitoring period. Primarily the measuring system has to be reliable and long-term stable. With reference measurements in-situ and in the laboratory can assure that the measured changes derive from the monitored object or from an artefact of the sensor. The results of the presented reference measurements with strain gages (SG) and fiber Bragg grating sensors (FBG) give evidence to the measuring uncertainty, stability and reliability of long-term measurement.

Die für Bau, Betrieb und Unterhaltung der Bundeswasserstraßen in Deutschland verantwortliche Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) steht vor großen Herausforderungen. Ein Arbeitsschwerpunkt ist die Instandhaltung der verbreitet veralteten Wasserstraßeninfrastruktur. Besondere Priorität haben dabei 34 Wehranlagen, deren Bauwerkszustand als kritisch einzustufen ist. Für Instandsetzungsmaßnahmen an Schleusenanlagen mit nur einer Schleusenkammer gilt, dass sie in der Regel unter laufendem Schiffsbetrieb durchgeführt werden müssen, da diese Anlagen im weitmaschigen Wasserstraßennetz nicht über längere Zeit gesperrt werden können.
Mit dem Bundesverkehrswegeplan 2030 hat die Bundesregierung wichtige Weichen gestellt. Ein Grundsatz lautet, dass die Erhaltung der Infrastruktur Vorrang vor dem Aus- und Neubau hat. Durch den Einsatz von Building Information Modeling (BIM) im Infrastrukturbau sollen Projekte künftig schneller, qualitativ besser und kostengünstiger gebaut werden.
Als technisch-wissenschaftlicher Berater und Gutachter für die WSV ist die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in die Arbeit der WSV intensiv eingebunden. Für die Instandsetzung von Schleusen unter Betrieb entwickeln BAW und WSV derzeit gemeinsam Lösungsansätze, deren praktische Umsetzbarkeit an der Neckar-Schleusenanlage Schwabenheim erprobt werden soll. Für den Einsatz von BIM im Verkehrswasserbau leistet die BAW aktuell wichtige konzeptionelle Vorarbeiten. Als erste Pilotanwendung im Bundeswasserstraßennetz ist der Neubau der Schleuse Wedtlenstedt vorgesehen.

Challenges in waterways engineering - from the Federal Transport Infrastructure Plan to Building Information Modeling
The German Federal Waterways and Shipping Administration (WSV), responsible for the construction, operation and maintenance of Germany's waterways, is facing major challenges. One focus is the maintenance of infrastructure at federal waterways which has exceeded lifetime in many cases. Special priority is given to 34 weirs, whose building condition has to be classified as critical. Repair measures at locks with only one lock chamber are normally performed during ongoing operation, as those structures cannot be closed for a longer time, because otherwise the traffic flow would be interrupted, as normally there are no bypasses available.
With the Federal Transport Infrastructure Plan 2030 the German Federal Government laid crucial foundations. As a general principle repair works have priority over extension and new construction. By using Building Information Modeling (BIM) for the construction of infrastructures, in future it will be possible to build projects faster, in a better quality and more cost-effectively.
Providing advice and support for the WSV, the Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW) is closely involved into the work of the WSV. Presently BAW und WSV are developing common solutions for repair measures of locks under operation. The practical application will be proved at Schwabenheim lock, river Neckar. Presently, BAW provides important preliminary conceptual work regarding the use of BIM in waterways engineering. The first pilot application within the net of Germany's federal waterways will be carried out for the new construction of Wedtlenstedt lock.

Die Realisierung von Schalentragwerken aus Stahlbeton ist anspruchsvoll. Hohe Anforderungen an Planung und Ausführung sowie damit verbundene Kosten führen dazu, dass diese Tragwerkstypologie nur selten realisiert wird. Der Artikel beschreibt das Schalungssystem, das beim Bau des zukünftigen Stuttgarter Hauptbahnhofs zum Einsatz kommt. Zahlreiche Anforderungen führten zu der Entwicklung von massiven Brettsperrholzbauteilen, deren Oberfläche mit faserverstärktem Kunststoff beschichtet wird. Die Fertigung der Bauteile erfolgt in mehreren Stufen. Nach der Herstellung von Brettsperrholzrohlingen werden aus mehreren Schichten Rohkörper zusammengesetzt. Die Formgebung erfolgt in zwei Schritten. Mit einer Plattenbearbeitungsanlage werden die Konturen der einzelnen Schichten gefräst. Die endgültige Form wird von einem Industrieroboter herausgearbeitet. Nach der Beschichtung wird die Form der Bauteile mithilfe eines Laser-Scanners verifiziert. Alle Prozesse während Planung und Fertigung der Schalungselemente sind weitgehend modellbasiert. Mit dem entwickelten Schalungssystem wurden die ersten Elemente des Schalentragwerks aus Weißbeton bereits erfolgreich betoniert.

Timber forms Stuttgart 21 - model-based development and fabrication of a formwork system made of cross laminated timber for the production of reinforced concrete shells
The realization of shell structures made of reinforced concrete is challenging. High demands on design and execution as well as the associated costs led to the fact that this structural typology is rarely realized. The article describes the formwork system used in the construction of the future Stuttgart main station. The numerous requirements led to the development of solid cross laminated timber components whose surface is sealed with a fibre-reinforced polymer coating. The production of the components takes place in several stages. After the production of the cross laminated timber blanks, one raw body is composed of several layers. This is processed in the first step with a panel processing machine and in the second step with an industrial robot. After coating, the shape of the components is verified using a laser scanner. All processes during planning and production of the formwork elements are largely model-based. The first elements of the concrete shell were already poured using the developed formwork system.

Die Einführung der BIM-Modellierung führt bei der Umsetzung von Großbauvorhaben zur Erhöhung der Kosten- und Termineffizienz sowie zu einer Reduzierung der Ursachen von Baumängeln und allgemeinen Baurisiken wie Terminüberschreitungen und Kostenerhöhungen. Der derzeitige Stand der digitalen Technik im Bauwesen verbunden mit der Komplexität und fachlichen Bandbreite bei Bauvorhaben im Infrastrukturbereich stellt die ganzheitliche Umsetzung der BIM-Methode über den Planungs- und Bauprozess noch vor Herausforderungen. Am Beispiel von zwei Projekten der Infrastrukturplanung werden unterschiedliche Planungsansätze zur Umsetzung der Ziele der BIM-Arbeitsweise vorgestellt. Zudem wird aufgezeigt, dass die parteienübergreifende Zusammenarbeit mit den gleichen Datengrundlagen und Planungsresultaten eines BIM-Modells eine erhöhte rechtliche Abgrenzung der planerischen Verantwortlichkeiten erfordert.

Level of BIM implementation in the field of infrastructure development
The adoption and use of BIM modelling leads to enhanced cost and time line efficiencies in the implementation of major construction projects, and to a reduction in general construction risks such as missed deadlines, cost increases and the causes of construction defects. The current state of digital technology in the construction industry, and the complexity and wide range of the required expertise arising in construction projects in the infrastructure sector, still present challenges for the holistic implementation of the BIM method throughout the design and construction process. Using the examples of two infrastructure design projects, different approaches to implementing the goals of the BIM working method are presented. In addition, it is shown that cooperation among the involved parties, using the same data and design results of a single BIM model, calls for improved formal delineation of planning and design responsibilities.

Persönliches:
Jürg Conzett erhält Fritz-Leonhardt-Preis

Firmen und Verbände: DBV-Arbeitstagung “Industrieböden aus Beton”
Wienerberger Brick Award: Eine Hommage an hochwertige Ziegelarchitektur
Standardisierte Begriffe für Building Information Modeling

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Die Wallfahrtskirche in Neviges wurde als monolithische Betonkonstruktion errichtet, somit gleicht die Form einem Origamikunstwerk. Aufgrund der komplizierten Gestaltung konnten keine genauen statischen Berechnungen durchgeführt werden, sodass Risse entstanden sind, die wasserführend und aufgrund ihrer zyklischen Bewegungen nicht verpressbar sind. Zusätzlich waren aus Gründen der Tragfähigkeit eine maximale Dicke von lediglich 35 mm zulässig und eine Betonoptik erforderlich. Deshalb wurde ein Betoninstandsetzungskonzept mit der Carbonbewehrung soldian GRID Q85/85-CCE-21 und dem Mörtel StoCrete TS 100 in Zusammenarbeit mit Torkret und der RWTH Aachen entwickelt. Der gute Verbund sorgt dafür, dass aus dem breiten Riss viele feine Risse entstehen, die einen Wasserdurchtritt verhindern. Die innovative solidian Bewehrung eröffnet somit neue Betonsanierungsmöglichkeiten, die mit einer herkömmlichen Methode nicht realisierbar sind.
(Foto: Natascha Stockhausen (Peter Böhm Architekten) und solidian GmbH, Bericht siehe S. 543)

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Der digitale Betonbau ist in jüngster Zeit Gegenstand sehr rasch wachsender Forschungsaktivitäten auf der ganzen Welt geworden. Verschiedene Technologien für den 3D-Druck mit Beton wurden entwickelt; die Anzahl der Demonstrationsprojekte und praktischen Anwendungen hat exponentiell zugenommen. Die häufigsten dieser Ansätze konzentrieren sich auf Beton als solchen, während die vorgeschlagenen Lösungen für die Eingliederung von Bewehrung noch rudimentär sind und hinter den Konzepten für den Druck mit Beton zurückbleiben. Da die Verwendung von (Stahl-)Bewehrung in den meisten baulichen Anwendungen unerlässlich ist, wird es dringend erforderlich, die Technologie der Bewehrung von 3D-gedruckten Bauteilen voranzutreiben. Der Beitrag gibt einen kritischen Überblick über den aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstand hinsichtlich des Bewehrungseinsatzes im digitalen Betonbau und bewertet diverse Ansätze auf deren Kompatibilität mit bekannten Betondruckprozessen und existierendem Regelwerk. Bei der Betrachtung der Stahlbewehrung wird auch auf das an der TU Dresden entwickelte Verfahren des 3D-Drucks von Stahlstrukturen mittels Gas-Metall-Lichtbogenschweißen eingegangen. Des Weiteren werden Möglichkeiten und Grenzen der Bewehrung durch Kurzfasern, Garne und Textil aufgezeigt.

Incorporating reinforcement in 3D-printing with concrete
Digital concrete construction has recently become the subject of very rapidly growing research activities all over the world. Various technologies involving 3D-printing with concrete have been developed, and the number of demonstration projects and practical applications has been increasing exponentially. Most of these approaches are focused on the placement of concrete, while the suggested solutions for incorporation of reinforcement are still rudimentary, and as such they limp behind the concepts for printing concrete. Since the use of (steel) reinforcement is mandatory in most structural applications, there is an urgent need to bring the technology of reinforcing 3D-printed structural elements forward. The article gives a critical overview of the current research and development with regard to reinforcement in the digital concrete construction and evaluates various approaches with respect to their compatibility with known concrete printing processes and existing guidelines and codes. When considering the steel reinforcement, the process for 3D-printing of steel elements by means of gas-metal arc welding as developed at the TU Dresden is also addressed. In addition, the possibilities and limits of reinforcement by means of fibre, yarn and textile are shown.

Neben CFK-(carbonfaserverstärkten Kunststoff)Lamellen, die als zusätzlich aufgeklebte oder eingeschlitzte Zugbewehrung bereits seit den 1990er Jahren erfolgreich zur Ertüchtigung bestehender Stahlbetonbauteile Einsatz finden, werden in der Baupraxis in zunehmendem Maß auch CFK-Gelege verwendet. Mit derartigen Gelegen kann neben der Biege- und Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonplatten und -balken auch die Tragfähigkeit von Stahlbetonstützen nachträglich erhöht werden. Die CFK-Gelege werden dabei mittels Epoxidharzkleber vollflächig über die gesamte Höhe der zu ertüchtigenden Stahlbetonstütze entlang ihres Umfangs angeordnet. Der auf der Oberfläche entstehende CFK-Werkstoff behindert durch die hohe Steifigkeit der Carbonfasern die Dehnung und Ausbreitung des Betons in Querrichtung, wodurch dieser in einen dreidimensionalen Spannungszustand versetzt wird. Dies resultiert in höheren Druckfestigkeiten des umschnürten Betons und führt zu einer Veränderung des Verformungsverhaltens. Der Beitrag gibt zunächst einen Überblick zum Stand der Technik hinsichtlich Planung und Bemessung von CFK-Umschnürungen gemäß der DAfStb-Richtlinie “Verstärken von Betonbauteilen mit geklebter Bewehrung” [1]. Daran anschließend werden Forschungsergebnisse aus der internationalen Literatur mit den Ergebnissen eines an der HTWK Leipzig durchgeführten Versuchsprogramms verglichen und ein Bemessungsvorschlag für CFK-umschnürte Stützen mit Kreisquerschnitt vorgestellt.

Contribution concerning load bearing behaviour of CFRP confined RC columns with circular cross section
Beside CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) strips, which are successfully utilized as an additional glued reinforcement in tension zones of existing reinforced concrete (RC) members, CFRP sheets gain more and more attention in terms of strengthening and retrofitting. Those sheets are capable to increase the bearing capacity of RC slaps and beams significantly. Furthermore, CFRP sheets can improve the capacity of RC columns, too. In doing so, the connection of concrete surface and CFRP sheet is enabled by an epoxy resin (CFRP confinement). Thereby, concrete's lateral expansion is efficiently restricted in cases of imposed axial compressive deformation; therefore, the elastic CFRP resisting response generates an ever increasing lateral compressive stress state on concrete, leading to structural upgrade of the member core to provide a remarkable higher concrete strength and sufficient deformability. Regarding CFRP confinement design in Germany, this paper presents a brief overview concerning the state-of-the-art, and it introduces a design procedure utilized in German DAfStb-Guideline “Strengthening of concrete structures with adhesive bonded reinforcement”. Furthermore, some recent research efforts and findings to improve the current model will be offered, too.

Die Frage der sicheren und sinnvollen Verankerung von textiler Bewehrung im Beton beschäftigt nicht nur Anwender des innovativen Verbundwerkstoffs Carbonbeton. Auch in der Forschung sind für die Thematik des Verbunds und der Verankerung wesentliche Fragen nicht abschließend geklärt. Bisher existiert kein Bemessungsmodell für die Verankerung oder Übergreifung, welches bei der derzeit verfügbaren Bandbreite textiler Bewehrungen mit weicher bis steifer Tränkung gleichermaßen gültig ist. Die unterschiedlichen Versagensmechanismen des Verbunds, die aus den Charakteristika der Materialien resultieren, werden selten klar unterschieden. Dieser Artikel verdeutlicht die Auswirkungen des Formschlusses auf das Verankerungsverhalten am Beispiel einer textilen Bewehrung mit steifer Tränkung und ordnet Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen in die bisherige Forschung ein. Hierzu wird ein Prüfaufbau für einen Auszugversuch vorgestellt, welcher auch zur Abschätzung des Verankerungsverhaltens in Praxisprojekten und zur Qualitätskontrolle in der Produktion genutzt werden kann.

Anchorage behavior of textile reinforcement in thin concrete components
The safe and reasonable anchorage of textile reinforcement in concrete is relevant for both researchers and users of the innovative composite material carbon reinforced concrete. In research, major questions of bond and anchorage remain unsolved. To date, there is no design model for anchorage or overlap which incorporates the currently available range of textile reinforcement with soft to stiff impregnation materials. The different failure mechanisms of bond, which result from the material characteristics, are rarely distinguished. This article illustrates the results of form closure on the bond behavior of textile reinforcement with stiff impregnation. Results of new experimental investigations are discussed considering previous research. A modified test setup for single fiber strand pull-out is presented, which allows for investigation of the anchorage behavior for projects in research and practice as well as for quality control during production.

Während das Materialverhalten von Carbonbeton bei statischer Belastung bereits seit geraumer Zeit untersucht wird, ist jenes unter nicht vorwiegend ruhender Belastung noch nicht ausreichend erforscht. Zur weiteren Untersuchung des Ermüdungsverhaltens müssen zunächst geeignete Versuchsaufbauten zur Verfügung stehen. Zur Ermittlung des Verbundverhaltens unter zyklischer Beanspruchung werden hierfür zwei Versuchsaufbauten - ein Endverankerungs- und ein zweiseitiger Auszugversuch, welche bereits statisch erforscht wurden - vergleichend betrachtet und auf ihre Eignung für zyklische Untersuchungen geprüft. Hierfür wurden statische Referenzversuche und zyklische Versuche bei verschiedenen Lastniveaus durchgeführt. Diese Versuche wurden hinsichtlich verschiedener Vergleichskategorien wie z. B. Versagensmechanismen, Entwicklung von Verformungen und Steifigkeit sowie die Bruchlastspielzahl ausgewertet und die Streuung der erzielten Ergebnisse betrachtet. Nach Abschluss der Diskussion der Versuchsergebnisse kristallisiert sich der zweiseitige Auszugversuch als geeigneter heraus.

Bond tests on carbon reinforced concrete under cyclic loading - Comparison of different test setups
The material behavior of carbon reinforced concrete under static loading has been investigated for considerable time. That under cyclic loading however has still to be examined. For that suitable test setups have to be available. For the determination of the bond behavior of carbon reinforced concrete under cyclic loading two test setups - the end anchorage and the double sided pullout test, which have already been investigated in static tests - were proved and compared. Therefor static reference tests and cyclic tests under different loads were carried out. The results were analyzed in different categories for comparison, such as failure mechanisms, development of deformations and stiffness, and number of cycles to failure. Furthermore, the scattering of the test results was considered. After the discussion of the test results the double sided pullout test will be named more suitable.

Durch eine gezielte thermische Nachbehandlung können die Biegezug- und Druckfestigkeiten von Ultrahochleistungsbetonen (Ultra-High Performance Concrete, UHPC) deutlich erhöht werden. In den meisten Veröffentlichungen wird eine Vorlagerzeit von 1-2 Tagen, eine Haltetemperatur von 60-90 °C sowie eine Haltezeit von 24-48 Stunden empfohlen [1, 2]. Eigene Voruntersuchungen zur thermischen Behandlung von feinkörnigem UHPC (RPC) am Institut für Massivbau der Universität Duisburg-Essen zeigten, dass durch andere Variationen bessere Ergebnisse erzielt werden konnten. Daher wurden detailliertere Untersuchungen zur Vorlagerzeit sowie zur Haltetemperatur an zwei unterschiedlichen UHPC-Mischungen durchgeführt. Weiterhin wurde der Einfluss eines Schutzes der Proben vor dem Austrocknen während der thermischen Behandlung erforscht. Die Ergebnisse und die Auswertung dieser Untersuchungen werden in dieser Veröffentlichung dokumentiert. Es zeigte sich, dass die Behandlungstemperatur den größten Einfluss auf die Druckfestigkeit hat. Zur Steigerung der Biegezugfestigkeit war der Schutz der Proben entscheidend. Weiterhin ist festzuhalten, dass sich für die verschiedenen Mischungszusammensetzungen unterschiedliche Regimes für die thermische Behandlung als am effizientesten herausstellten.

Influence of Thermal Treatment on the Strength of Fine-Grained Ultra-High Performance Concrete (UHPC/RPC)
By means of targeted specific thermal post-treatment, the bending tensile strength and compressive strength of Ultra-High Performance Concrete (UHPC) can significantly be increased. In most publications, a pre-storage time of 1-2 days, a holding temperature of 60-90 °C and a dwell time of 24-48 hours are recommended [1, 2]. Own preliminary investigations on the thermal treatment of fine-grained UHPC (RPC) at the Institute for Structural Concrete of the University Duisburg-Essen showed that improved results could be achieved by other variations. Therefore, more detailed investigations were carried out on the pre-storage time and the holding temperature of two different UHPC mixtures. Furthermore, the influence of protection of the samples against dehydration during the thermal treatment was investigated. The results of these studies are documented and evaluated in this publication. It was found that the treatment temperature has the greatest influence on the compressive strength. The protection of the samples was crucial for the flexural strength. It should also be noted that different thermal treatment regimes led to the best results for the various mixing compositions.

Die deutsche “Architektur-Ikone des 20. Jahrhunderts” GOTTFRIED BÖHM hat in den 1960er Jahren die Wallfahrtskirche “Maria, Königin des Friedens” entworfen. Die Form der Kirche gleicht einem großen Faltwerk. Aufgrund der komplizierten und monolithischen Gestalt waren genaue statische Berechnungen unmöglich. Im Laufe der Jahre sind wasserführende Risse aufgetreten. Eine Verpressung mit Mörtel ist wegen der auftretenden Rissbewegungen nicht sinnvoll. Aus diesem Grund wurde ein Instandsetzungskonzept mit carbonbewehrtem Spritzmörtel entwickelt. Der gute Verbund der Textilien zum Mörtel sorgt für eine feine Rissverteilung. Somit wird der breite Riss in viele feine aufgeteilt. Die neue Rissbreite ist danach so fein, dass ein Selbstheilungsprozess stattfinden kann. Dieses Konzept wurde erfolgreich für den ersten Instandsetzungsabschnitt der Sakramentskapelle des Mariendomdaches eingesetzt.

The restoration of the roof of the Mariendom in Neviges with carbonreinforced shotcrete
The German Architect-Icon of the 20th century GOTTFRIED BÖHM designed in the sixties the pilgrimage church “Maria, queen of peace”. The form of the church is a folded plate. Because of the complicated and monolithic shape no exact structural analysis were possible. Consequently concrete cracks appeared, which are water-bearing and cannot be inject with mortar, because of a steady movement. So, a new restoration concept with carbon reinforced shotcrete was founded. The good bond-behavior between the textile reinforcement and the shotcrete leads to a fine distribution of the cracks. That means that one big crack can be spread into many small cracks. The width is so small, that a self-healing process can take place. This concept was used for the first restoration part of the Sakramentskapelle of the roof of the Mariendom.

Im Großforschungsprojekt C3 - Carbon Concrete Composite werden zukunftsweisende Bewehrungssysteme aus Carbon für den Betonbau entwickelt. Dabei werden mattenartige und stabförmige Bewehrungen betrachtet. Bisher enthalten diese Carbonbewehrungen, neben den Carbonfilamenten, vorwiegend eine Kunststoffmatrix, die die Tausenden Carbonfilamente zu einem Querschnitt zusammenfasst. Wissenschaftler der HTW Dresden und der TU Dresden verfolgen aktuell einen Ansatz, diese Kunststoffmatrix durch eine mineralische Matrix zu ersetzen, um damit die Eigenschaften der Carbonbewehrung weiter zu verbessern und um das Anwendungsfeld zu vergrößern. In diesem Beitrag werden das Grundprinzip der neuartigen Bewehrung für den Betonbau sowie zugehörige Tastversuche präsentiert. Dies soll ein Anstoß für die weitere Forschung auf diesem Gebiet sein.

Reinforcement made of carbon fiber reinforced concrete
In the research project C3 - Carbon Concrete Composite new reinforcement systems made of carbon for concrete construction are developed. In that case, mesh-like and bar-shaped reinforcements are examined. Until now, these carbon reinforcements predominantly contain a plastic matrix that combines thousands of carbon filaments into one cross section. Scientists of the HTW Dresden and the TU Dresden are currently pursuing an approach to replace this plastic matrix with a mineral matrix to further improve the properties of the carbon reinforcement. In this paper, the basic principle of this new type of reinforcement for concrete construction as well as associated tests are presented. This should give an impulse for further research in this field.

Zuschrift:
Zuschrift zu: Vergleich von normativen Modellen zur Berechnung der Rissbreite

Nachrichten: Junge Bautalente für den Wettbewerb “Auf IT gebaut” 2019 gesucht!
Nachbehandlung von Beton - für eine bessere Qualität
Prüfen mit System: Chance für Ingenieure und Architekten in einer Wachstumsbranche

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