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Journal Cover Bautechnik
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   Hybrid Journal Hybrid journal (It can contain Open Access articles)
   ISSN (Print) 0932-8351 - ISSN (Online) 1437-0999
   Published by John Wiley and Sons Homepage  [1577 journals]
  • Dissipative Stahlblechverbindungen für aussteifende Wandscheiben aus
           Brettsperrholz
    • Authors: Tobias Schmidt; Hans Joachim Blaß
      Abstract: Verglichen mit anderen Holzbausystemen sind Brettsperrholzelemente aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften besonders geeignet, um Einwirkungen in Scheibenebene abzutragen und damit Gebäude auszusteifen. Die Duktilität und Energiedissipation einer Tragstruktur aus Brettsperrholz ergibt sich primär aus den mechanischen Eigenschaften der Verbindungsmittel. Üblicherweise kommen stiftförmige metallische Verbindungsmittel wie Nägel, Schrauben und Klammern zum Einsatz. Die Dissipationsfähigkeit dieser Verbindungen bei zyklischer Beanspruchung nimmt bereits bei geringer Zyklenanzahl signifikant ab. Für Erdbebeneinwirkungen sind jedoch Verbindungen wünschenswert, die ähnlich wie reine Stahlverbindungen über nahezu konstante Hystereseeigenschaften verfügen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden neuartige Stahlblechverbindungen entwickelt, wissenschaftlich untersucht und Gleichungen zur Bemessung sowie konstruktive Regeln hergeleitet. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der experimentellen, numerischen und analytischen Untersuchungen vorgestellt.Dissipative steel plate connections for CLT diaphragmsDue to their high shear strength and stiffness, cross laminated timber (CLT) members are especially suited for in-plane loads. The ductility and energy dissipation capacity of a CLT structure is mainly determined by the number and properties of the mechanical connections. Presently, the required energy dissipation capacity for earthquake loading is often achieved by metallic dowel-type fasteners loaded beyond their yield load. The load-slip curves for connections with laterally loaded dowel-type fasteners show pinched hysteresis loops under cyclic loads. Additionally, the achieved load at a certain displacement decreases under repeated loading – impairment of strength. For seismic loads, however, connections with stable load-slip behaviour and high energy dissipation under repeated loading are needed. In this contribution experimental, numerical and analytical investigations of newly developed dissipative steel plate-to-timber connections are presented.
      PubDate: 2017-09-21T02:10:23.944139-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700062
       
  • Fachwerkträger aus Buchenfurnierschichtholz
    • Authors: Nico Meyer; Hans Joachim Blaß
      Abstract: In diesem Beitrag wird die Verwendungsmöglichkeit axial beanspruchter Verbindungsmittel in Fachwerkträgern aus Buchenfurnierschichtholz mithilfe experimenteller Untersuchungen genauer betrachtet. Die zur Bemessung benötigten Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte und die notwendigen konstruktiven Randbedingungen (Mindestabstände, Einbindelänge) werden ermittelt, diskutiert und mit dem derzeitigen Stand der Technik verglichen. Zur Verifizierung der ermittelten Parameter sowie des Tragverhaltens der untersuchten Verbindungsmittel in Gesamttragsystemen werden im Anschluss Versuche an Fachwerkträgern (Spannweite 10 m, statische Höhe 1,25 m) mit unterschiedlichen Knotenpunktausbildungen vorgestellt. Besonderes Augenmerk wird, neben der Tragfähigkeit, auf die Steifigkeit der geprüften Träger gelegt und somit die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Verbindungsmittel herausgearbeitet.Trusses made of beech-LVLThe suitability of axially loaded fasteners in trusses made of beech-LVL is studied by experimental investigations. The strength and stiffness properties and the structural boundary conditions (minimum distances, penetration length) are determined, discussed and compared with the state of the art. To verify the parameters as well as the load-bearing behavior of the investigated fasteners, results of full-scale tests with trusses (span 10 m, static height 1.25 m) with different node configurations are presented. In addition to the load-bearing capacity, the stiffness of the tested trusses is under special attention to clarify the performance of the presented connections.
      PubDate: 2017-09-18T01:06:08.849515-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700071
       
  • Untersuchungen zum Bestandsschutz von Holztreppen aus
           brandschutztechnischer Sicht am Berliner Baurecht
    • Authors: Wilhelm Meyn
      Abstract: Beim „Bauen im Bestand“ müssen Planer von Baumaßnahmen häufig die Entscheidung treffen, nach welchem Rechtsstand das zu bewertende Gebäude oder Bauteil zu beurteilen ist. Nicht immer muss die Bausubstanz nach den heute geltenden Vorschriften eingestuft werden. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der bauliche Bestand unverändert erhalten bleiben. Beispielhaft wird der „Bestandsschutz“ von Holztreppen in diesem Artikel am Berliner Baurecht untersucht. Hierzu werden die Baupolizei- bzw. Bauordnungen im historischen Wandel sowie die Änderungen der geografischen Gültigkeitsbereiche dieser Ordnungen durch die Stadtentwicklung Berlins beschrieben. In praxisbezogenen Beispielen wird die materielle Legalität bzw. Illegalität von Holztreppen aufgrund des zur Zeit der Errichtung gültigen Baurechts überprüft. Die prinzipielle Vorgehensweise, die hier beschrieben wird, kann auch auf andere Bundesländer und andere Bauteile übertragen werden.Research on the conservation of the status quo of wooden stairs from the fire protection perspective in the Berlin building lawWithin the refurbishment of existing buildings, planners often need to decide which legal basis is valid for the relevant building or structural component under consideration. Not necessarily these buildings do always require a classification according to the current building law. The principle procedure described in this article can also be applied to the laws in other German federal states, as well as to different building components. With a focus on wooden stairs this article discusses the aspect of the conservation of the status quo in context of the current Berlin building law.For this purpose, the development in the historic Berlin construction planning and building regulations, as well as the changes in the geographical scope of these regulations, are described in detail. The legality or illegality of wooden stairs are investigated on basis of the building law valid at the time of erection for real cases.
      PubDate: 2017-09-15T01:15:49.630956-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700078
       
  • Vorgespannte Holztürme für Windkraftanlagen
    • Authors: Martin Gräfe; Christopher Bert, Stefan Winter
      Abstract: Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der TU München wurde eine optimierte Bauweise für Windkrafttürme aus Brettsperrholz entwickelt. Der Turmschaft besteht dabei aus Brettsperrholzplatten in straßentransportfähigen Abmessungen, welche in einer Taktstation am Boden zu vieleckigen Turmabschnitten zusammengefügt und anschließend als vorgefertigte ringförmige Elemente vertikal zu einem Turm verbunden werden. Die horizontalen Verbindungen werden über formschlüssige Kontaktstöße realisiert. Biegezugspannungen in Turmlängsrichtung, vor allem infolge von Windeinwirkungen, werden durch dauerhaft wirksame vertikale Vorspannkräfte überdrückt.Anhand eines Beispielturms mit 100 m Nabenhöhe wurden alle Bauzustände, die Tragfähigkeit und das Langzeitverhalten rechnerisch untersucht. Die Spannkraftverluste sind beherrschbar und liegen nicht wesentlich höher als bei vergleichbaren vertikal vorgespannten Türmen in Spannbetonbauweise.Prestressed CLT wind-turbine towersWithin a research project at the Technical University of Munich, an optimized construction was developed for wind turbine towers made of cross-laminated timber. The tower shaft consists of panels of cross-laminated timber in transportable dimensions, which are joined in a station at the bottom of the tower to form polygonal tower sections, which are subsequently connected afterwards as prefabricated elements to form the tower. The horizontal joints are realized by form-fitting contact. Stresses in bending tension in the longitudinal direction of the tower, mainly due to the effects of winds, are superposed by permanently effective vertical prestressing forces.By means of an example a tower with a hub height of 100 m, all building conditions, the load bearing capacity and long-term behavior were investigated and calculated. Prestress losses are predictable and not significantly higher compared to vertically prestressed towers of reinforced concrete.
      PubDate: 2017-09-15T00:55:37.483272-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700080
       
  • Instrumentierte Bauwerksüberwachung im Kontext historischer Bauten
    • Authors: Frank Lehmann; Michael Schreiner, Hans-Wolf Reinhardt
      Abstract: Die instrumentierte Bauwerksüberwachung erweitert die Möglichkeiten eines Ingenieurs hinsichtlich der Beurteilung von Tragwerken. Dabei ist dieses Werkzeug als Ergänzung zu anderen Prüfungen zu sehen, nicht als Alternative, da der Fokus der Messungen auf kurz- und langfristigen Veränderungen am Bauwerk liegt und nicht auf der Erfassung des Ist-Zustands. Besonders bei historischen Bauten bieten sich entsprechende Überwachungen an, da zweifelsohne eine langfristige Erhaltung angestrebt ist. Die Autoren beschreiben in dem Artikel zuerst allgemein die Einbettung der Bauwerksüberwachung in die Bauwerksprüfung, gefolgt von einigen Überlegungen zu Monitoring an historischen Bauten. Zur Illustration wird dieses am Beispiel der instrumentierten Dauerüberwachung des Sommerrefektoriums im Kloster Bebenhausen gezeigt.Instrumented monitoring in the context of historic structuresInstrumented monitoring broadens the possibilities of an engineer regarding the assessment of structures. This instrument is rather to be seen as addition to other evaluation methods than as replacement, because the measurement focus rests on short- and long-term changes of the structure and not on the identification of the present situation. Such monitoring realisations are especially suited for historic structures, where a lasting building preservation is aspired without doubt. We first present in this article the general context of building monitoring within the toolbox of building inspection, followed by some thoughts on monitoring of historic structures. This is for illustration done on the example of an instrumented monitoring of the summer refectory at the Bebenhausen Abbey.
      PubDate: 2017-09-12T07:41:10.701529-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700049
       
  • Planungsgrundsätze von Ingenieurbauten
    • Authors: Yvonne-Christine Gunreben
      Abstract: Mit der Neuordnung des Regelwerks im Jahr 2003 des Brücken- und Ingenieurbaus war es das erklärte Ziel, die Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau (ARS) im Entwurfsbereich des Brücken-, Tunnel- und Ingenieurbaus des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) in ein kompaktes Regelwerk zu überführen – die Richtlinien für den Entwurf, die konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauten (kurz: RE-ING).Die RE-ING gelten für Planung, Entwurf, konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauwerken in der Baulast des Bundes.Sie bündeln zum einen die Entwurfs- und Konstruktionsanforderungen für Ingenieurbauwerke der Bundesfernstraßen, die bisher in verschiedenen Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau veröffentlicht wurden, und bilden zum anderen ein umfassendes Werk für die Planung, den Entwurf, die konstruktive Durchbildung sowie die Ausstattung von Ingenieurbauwerken. Hierzu zählen auch Verstärkungsmaßnahmen an bestehenden Bauwerken.In einem ersten Schritt wurden Verwaltungsanweisungen, Gestaltung sowie umfassende konstruktive Grundsätze, die Durchbildung sowie Ausstattungsmerkmale inklusive der Verfahrensweise bei der Planung von integralen Brücken eingeführt.Planning principles for engineering structures – introduction of the RE-INGWhen the set of regulations on bridge construction and civil engineering was reorganized in 2003, it was the stated aim to merge the Road Construction General Circulars (ARS) published by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure (BMVI) on the design of bridges, tunnels as well as engineering structures into a compact set of regulations, i. e. the RE-ING (Guidelines for the design, constructive design and equipment of engineering structures).The RE-ING apply to the planning, design, constructive design and equipment of engineering structures for which the Federal Government is responsible.On the one hand, they pool the design and structural design requirements for engineering structures along federal trunk roads that have been published in the different Road Construction General Circulars so far; on the other hand, they form a comprehensive work for the planning, design, constructive detailing as well as the equipment of engineering structures. Among these are also measures to reinforce existing structures.As a first step, administrative instructions, layout and comprehensive construction principles, detailing as well as equipment characteristics, including procedures for planning integral bridges, were introduced.
      PubDate: 2017-09-11T10:31:13.200691-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700076
       
  • BetoScan 2.0 – Werkzeug für die proaktive
           Lebenszyklusbetrachtung
    • Authors: Ralf Moryson; Hans-Georg Herrmann
      Abstract: Zunehmendes Verkehrsaufkommen, höhere Gesamtgewichte und klimatische Veränderungen haben in den letzten Jahrzehnten den Alterungsprozess der Infrastruktur verstärkt. Der daraus resultierende Anstieg der Erhaltungskosten erfordert einen optimierten Einsatz der Erhaltungsmittel der Betreiber. Basis des Erhaltungsmanagements ist ein umfassendes Wissen über den Zustand der Bauwerke. Die aktuellen Richtlinien (z. B. DIN 1076, RI-EBW-PRÜF) definieren Prüfintervalle, die üblicherweise mehrere Jahre umfassen; wobei viele Methoden der Zustandserfassung auf einer handnahen Prüfung beruhen. Ergebnisse der Zustandsbewertung werden in Kennzahlen zusammengefasst, die einen objektiven Vergleich gestatten. Die daraus ableitbare Priorisierung unterstützt die reaktive Substanzerhaltung bei der Optimierung der Ressourcen. Schädigungsprozesse können damit aber über große Zeiträume ihr destruktives Potenzial zur Entfaltung bringen. Besonders bei großen Bauwerken zieht dies einen höheren Aufwand für Prüfung und Instandhaltung nach sich. Automatisierte, multimodale Zustandserfassungssysteme, wie der hier vorgestellte BetoScan, unterstützen daher gleichermaßen Bauwerksprüfer wie Betreiber. Durch einen schnelleren Prüfprozess, höhere Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sowie eine größere Informationsbasis unterstützt BetoScan eine optimale Diagnose und fördert damit Konzepte einer proaktiven Substanzerhaltung mit dem Ziel, Schädigungsprozesse frühzeitig zu erkennen und zu beseitigen.BetoScan 2.0 – tool for proactive lifecycle assessmentInfrastructure structures are subject to particular stress loads and a continuous aging process. Increasing traffic volumes, higher overall weights and climatic changes have intensified these stress levels over the last decades. The resulting increase of the maintenance costs requires an optimized use of resources by public authorities. The basis of each maintenance management is comprehensive information on the condition of the structures, which is recorded, evaluated and documented according to recognized standards (e. g. DIN 1076, RI-EBW-PRÜF). The current guidelines define multi-year test intervals with many methods of condition monitoring based on hand-held inspection. However, damage processes can have an effect over a long period of time with an increased expenditure of personnel and technical effort for testing and maintenance. These results are usually summarized in key figures, which stand for a specific structure and allow an objective comparison. New automated multimodal condition monitoring systems, e. g. BetoScan-System, equally support building inspectors, such as operators. They enable flexible damage diagnostics through a faster test process, higher reproducibility of the results and a greater amount of information. Thus, BetoScan can support concepts of proactive substance conservation with the goal of early detection and elimination of damage processes.
      PubDate: 2017-09-08T08:45:25.24071-05:0
      DOI: 10.1002/bate.201700069
       
  • Zerstörungsfreie Bewertung der strukturellen Substanz der
           Asphaltbefestigung mit Geofonen
    • Authors: Dawei Wang; Pengfei Liu, Frédéric Otto, Markus Oeser, Henning Balck
      Abstract: Die aktuell in Deutschland genutzten Verfahren zur Beurteilung der Substanz basieren vorwiegend auf der Analyse des Zustands der Oberfläche. Die Zielsetzung des vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur beauftragten Forschungsprojekts „In-Motion” aus dem nationalen Innovationsprogramm Straße bestand darin, mithilfe verschiedener zerstörungsfreier Verfahren die strukturelle Substanz von Asphaltbefestigungen zu erfassen und zu bewerten. Dieser Ansatz wurde auf der Modellstraße der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) validiert; auf dem Versuchsfeld der Modellstraße wurden zyklische Belastungen mit dem sog. Mobile Load Simulator (MLS10) zur Simulation von Strukturschädigungen in der Fahrbahn aufgebracht.Durch eine systematische Analyse von Deflektionsmessungen bei bewegter Belastung wurden Rückschlüsse auf das Tragverhalten der Asphaltbefestigungen gezogen. Dabei wurden aus den gemessenen Deflektionen physikalisch begründete Struktur- und Materialparameter rechnerisch abgeleitet. Die Rückrechnung erfolgte mithilfe der Methode der finiten Elemente, wobei insbesondere auf eine realitätsnahe Abbildung des jeweiligen Belastungszustands durch bewegte Lasten geachtet wurde. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurde ein eigenständiges Modul erarbeitet, welches als Grundlage für eine konzeptionelle Erweiterung bestehender Pavement-Managementsysteme hin zu einer realistischeren Berücksichtigung der Substanzwerte von flexiblen Befestigungen dienen kann.Non-destructive evaluation of the structural state of asphalt pavements with geophonesCurrently in Germany, methods used to assess the state of pavement bearing capacity rely solely on observations made at the surface. However, the bearing capacity of the pavements is influenced by the pavement structure and material properties, which means the current assessment is not comprehensive. The objective of this research project „In-Motion”, which is from the national road innovation program commissioned by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure, is to determine and evaluate the structural state of asphalt pavements by means of different kinds of non-invasive and non-destructive methods. The approach was validated on the full scale pavement test facilities at the German Federal Highway Research Institute (BAST); on the test section, cyclic loads were applied by the Mobile Load Simulator (MLS10) to simulate structural damage processes of asphalt pavements.A systematic analysis of deflection measurements conducted with a moving load was used to draw conclusions about the bearing capacity of the asphalt pavement. The measured deflections were used to derive mechanically accurate structural material parameters. The back-calculation was carried out with the aid of the finite element method, whereby a realistic depiction of the respective load condition by moving loads was considered. The obtained results were used to develop an independent module which may serve as a conceptual enhancement for existing Pavement-Management-Systems due to a more realistic inclusion of in-situ characteristics of flexible pavements.
      PubDate: 2017-09-07T04:25:25.464224-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700047
       
  • Mehrvergütungsansprüche für Allgemeine Geschäftskosten nach dem
           Äquivalenzprinzip für Mehr- und Mindermengen sowie für Behinderung bei
           VOB-Verträgen
    • Authors: Ivan Čadež
      Abstract: Die Lösungsansätze für Mehrvergütungsansprüche (MVA) für Allgemeinen Geschäftskosten (AGK) unter Berücksichtigung des Äquivalenzprinzips für geänderte und zusätzliche Leistungen nach § 2 Abs. 5 und 6 VOB/B und in Ansätzen auch für Behinderungen nach § 6 Abs. 6 VOB/B wurden in vorangegangenen Beiträgen bereits dargestellt [1–4]. In diesem Beitrag werden daher die MVA der AGK aus Mehr- und Mindermengen nach § 2 Abs. 3 VOB/B unter Beachtung des Äquivalenzprinzips erläutert [5] und es wird eine dezidierte Betrachtung der MVA für AGK aus Behinderungen nach § 6 Abs. 6 VOB/B bzw. § 642 BGB gegeben.Im Ergebnis wird ein modularer und methodischer Lösungsansatz für MVA für AGK vorgestellt, mit dessen Hilfe AGK eindeutig, einheitlich, baubetriebswirtschaftlich richtige und VOB-konform bei Bausolländerungen berechnet werden können.Die Berücksichtigung des Äquivalenzprinzips bedeutet im Wesentlichen, dass das bei Vertragsabschluss bestehende Gleichgewicht zwischen Leistung und Vergütung auch bei Bausolländerungen aus baubetriebswirtschaftlicher Sicht weiterhin bestehen bleibt. Dieser Ansatz ist sinnvoll, da dem weiter aufrechterhaltenen Äquivalenzprinzip bei Bausolländerungen alle Fachleute und Beteiligte auf Auftraggeber- und Auftragnehmerseite zustimmen.Claim requests for general costs according to the equivalence principle for the change of quantities and for delays of VOB/B contractsFollowing the equivalence principle the claim requests for general costs according to § 2 Abs. 5 und 6 VOB/B and also for delays according to § 6 Abs. 6 VOB/B were already described in former papers [1–4]. In the actual paper the claim request for general costs for the change of quantities according to § 2 Abs. 3 VOB/B will be explained [5] as well as a more detailed explanation of the consequences regarding the general costs due to delays according to § 6 Abs. 6 VOB/B respectively § 642 BGB.As result a new modular method for the claim requests for general costs will be presented, which can be described as explicit, uniform, comprehensible from the economical construction point of view and also consistent with the actual VOB/B requirements.The consideration of the equivalence principle implies that the balance between the contractual performance and compensation when the construction contract is concluded remains valid also after contractual changes. This assumption is of extraordinary importance as all construction experts and parties involved accept this principle.
      PubDate: 2017-09-07T03:15:43.769721-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700032
       
  • Vorschau 10/2017
    • PubDate: 2017-09-01T02:24:06.013668-05:
      DOI: 10.1002/bate.201770907
       
  • Titelbild: Bautechnik 9/2017
    • Abstract: Zum Titelbild Herstellung der östlichen Tunnelportale für Ein- und AusfahrtDer Autobahnzubringer „Hafentunnel Bremerhaven” ist eines der wichtigsten Infrastrukturprojekte der Stadt Bremerhaven und führt vom Überseehafen sowie den hafennahen Gewerbegebieten zur BAB 27. Die knapp zwei Kilometer lange Unterführung verläuft zweistreifig durch ein Trinkwasserschutzgebiet und wird in offener Bauweise realisiert. HOCHTIEF stellt den Tunnel unter laufendem Betrieb in einer Arbeitsgemeinschaft her. Mit Fertigstellung des Tunnels profitieren die Bürger von einer deutlich geringeren Lärm- sowie Emissionsbelastung. (Foto: HOCHTIEF)
      PubDate: 2017-09-01T02:24:05.148306-05:
      DOI: 10.1002/bate.201770901
       
  • Inhalt: Bautechnik 9/2017
    • PubDate: 2017-09-01T02:24:04.682896-05:
      DOI: 10.1002/bate.201770902
       
  • Anschlüsse für den Holzbau mit Polymerverguss
    • Authors: Markus Jahreis; Mike Oppel, Karl Rautenstrauch
      Abstract: Mit dem zunehmenden Einsatz von Holz für Ingenieurbauwerke steigen die Ansprüche an eine montagefreundliche und materialgerechte Ausbildung effektiver Anschlüsse mit hoher Tragfähigkeit auch unter mehrachsig interagierenden Beanspruchungen. Dieser Beitrag stellt baustellengerechte Varianten für Zug-, Druck-, sowie Biegeanschlüsse im Holzbau auf der Basis polymergebundener Vergussmassen vor. Hierbei werden typisierte frei geformte Einbauteile, z.B. aus Stahl mit metrischem Gewinde als Muffen- oder Gewindeanschluss, bereits vom Hersteller mittels „Vergusskleben” in nahezu beliebig geformten, auch größer dimensionierten Ausnehmungen im Holzbauteil verankert. Damit ermöglichen derartige Vergusslösungen dem Holzbau nicht nur einen optimalen Kraftschluss, sondern auch das effiziente direkte Zusammenspiel mit typisierten Anschlüssen anderer Bauweisen, wie sie z. B. im Stahl- oder Stahlbetonbau üblich sind. In diesem Kontext können daher die als Stütze oder Biegeträger optimierten Holzbauteile effektiver als bisher eingesetzt werden. Darüber hinaus eignet sich der Polymerverguss hervorragend für die Ein- sowie Durchleitung lokaler hoher Druckbeanspruchungen quer zur Holzfaserrichtung. Der vorliegende Artikel zeigt zudem, dass mittels geeigneter numerischer 3D-FE-Modelle der vorhandene komplexe Beanspruchungszustand dieser Vergussanschlüsse zuverlässig beurteilt werden kann.Joints in timber engineering with cast-in connectorsThe increasing usage of timber in structures has led to higher requirements for load-bearing capacities and usability for constructions – including high performance joints. This paper presents solutions for connecting details in timber constructions to carry tension, compression, and bending loads, which are appropriate for the anisotropic material timber. A polymer compound grout allows cast-in connectors made of standardized or customized steel members. The polymer grout enables a rigid connection between the connector and the timber. Such joints are convenient for assembling structural elements of timber or with constructions made of steel or concrete – fast and simple. The polymer grout can also be used to distribute a high compression load through a timber element perpendicular to the grain, as it appears in multiple storey buildings at crossing points. Further information about the special numerical models (3D FEM) are provided to determine the polymer grout and the very special material timber.
      PubDate: 2017-08-28T08:55:19.822152-05:
      DOI: 10.1002/bate.201600064
       
  • Computertomografie – den Fasern auf der Spur
    • Authors: Frank Schuler; Wolfgang Breit, Jürgen Schnell, Katja Schladitz
      Abstract: Die bildanalytische Auswertung von 3-D-Computertomografieaufnahmen ermöglicht es, die Orientierung, Verteilung und Menge von Fasern in einem zu untersuchenden Betonkörper zu bestimmen.Der folgende Bericht befasst sich mit der praktischen Anwendung dieses neuartigen Verfahrens zur Lösung typischer Fragestellungen des Bauingenieurwesens.Die Analyse von aus Tunneltübbings entnommenen Bohrkernen zur Untersuchung des Einflusses der Herstellart auf die Orientierung und räumliche Verteilung der Fasern zeigt beispielhaft die Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens. Der Fokus der durchgeführten Arbeiten lag hierbei auf der Festlegung des anzusetzenden Faktors zur Berücksichtigung der Faserorientierung nach DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton”.Computer tomography – tracking the fibresAn analytical method based on the image analysis of 3D-computer tomography makes it possible to determine orientation, distribution and quantity of fibers within the concrete specimen, which has to be examined. The following review focus on the practical application of this new method to answer typical questions within construction engineering.The analysis of drill cores extracted from tunnel segments to examine the influence of production method on the orientation of fibers and their spatial distribution is only one example for the applicability of this method. In this case, the focus of the accomplished work was on the determination of the factor to consider the fiber orientation according to the DAfStb-guideline ”Stahlfaserbeton“ (steelfibre reinforced concrete).
      PubDate: 2017-08-17T08:26:41.068015-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700050
       
  • Zustandserfassung von Stahlbauwerken mit Hilfe akustischer und
           elektromagnetischer Verfahren der ZfP
    • Authors: Christian Boller; Christian Fox, Peter Starke, Haoran Wu, Markus Doktor, Wolfgang Kurz
      Abstract: In dem Beitrag wird dargestellt, wie man mit Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) Baustähle hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften wie auch ihres Schädigungsgrades im anrissfreien Stadium charakterisieren kann. Bei den angewandten ZfP-Verfahren handelt es sich um den Ultraschall und die Elektromagnetik. Mit der Elektromagnetik lassen sich Baustähle hinsichtlich ihrer Festigkeitsklassen unterscheiden während mit Ultraschall mechanische Spannungen ermittelt werden können, die wiederum als Basis für die Rückrechnung von Schnittgrößen herangezogen werden können. Das vorgestellte Verfahren SteBLife ermöglicht mit nur einer einzigen Werkstoffprobe die Ermittlung einer kompletten Werkstoffwöhlerlinie und unter Anwendung der ZfP-Verfahren sogar den kompletten nicht-linearen Schadensakkumulationsprozess. Statistische Verfahren runden den Prozess der Evaluierung ab. Die vorgestellten Verfahren bilden die Basis für einen Paradigmensprung im Management alternder Stahlinfrastruktur.Health Monitoring of Steel Structures Based on Acoustic and Electromagnetic Methods of NDTThis article describes on how to determine mechanical properties of structural steels as well as their damage condition in a pre-cracked stage using non-destructive testing (NDT) techniques. The NDT techniques considered include ultrasonics and electromagnetism. Electromagnetism allows structural steels to be differentiated regarding their yield strength while ultrasonics allows stresses to be determined which can then be taken as a basis to get acting forces determined. The SteBLife procedure being presented allows a complete S-N curve to be determined with a single specimen only and when considering NDT techniques even the complete non-linear damage accumulation process can be described. Statistical procedures do complement the evaluation process. The procedures presented do build a basis for a paradigm change in the management of ageing steel infrastructure.
      PubDate: 2017-08-16T07:08:05.671568-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700067
       
  • REFUND: Untersuchung von Bestandsgründungen für eine
           Entscheidung zur Wiedernutzung
    • Authors: Ernst Niederleithinger ; Rolf Katzenbach, Oswald Klingmüller, Stephan Hillmann, Michael Willmes
      Abstract: Vor einer geplanten Weiter- oder Wiedernutzung von Bestandsgründungen stellt sich die Frage nach deren Lage, Geometrie und Zustand im Untergrund. Hierfür gibt es verschiedene Prüfverfahren. Die Abläufe bei Planung und Prüfung sind jedoch bisher nicht standardisiert und die Möglichkeiten bzw. Grenzen der Prüfverfahren den Planern wenig bekannt. Im Forschungsprojekt REFUND (2014–2016) wurden unter Berücksichtigung der aktuellen Normen und des Stands der Technik Ablaufdiagramme für die Planung der Wiedernutzung sowie die Untersuchung des Bestands entwickelt. Dies geschah getrennt für Einzel- und Streifenfundamente, Platten und Pfähle. An zwei Praxisbeispielen wurden die Abläufe getestet und optimiert. Die Ergebnisse wurden in einem Handbuch zusammengefasst. Es soll Planer und andere Verantwortliche bei der wirtschaftlich und technisch optimierten Durchführung von Wiedernutzungsprojekten unterstützen.REFUND: Investigation of existing foundations and decision making before re-useBefore re-using existing foundations they have to be investigated for position, geometry and condition in the subsurface. The procedures and protocols haven't been standardized yet. Capabilities and limitations of appropriate testing methods are not known to all stakeholders. In the frame of the research project REFUND (2014–2016) we have developed decision trees for the planning and the investigation process, separately for single and strip foundations, slabs and piles. The protocols were tested in line with two actual projects. The results have been compiled in a handbook, which will support planners and other participants in a technical and economical optimized way to perform re-use of foundations.
      PubDate: 2017-08-15T03:50:31.261804-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700038
       
  • Erfahrungen mit wasserabführenden Schalungsbahnen an der zweiten
           Schleuse Trier
    • Authors: Hilmar Müller ; Raymund Mertes , Christian Kanther
      Abstract: Beim Bau der zweiten Schleuse Trier wurden die Kammerwandoberflächen in Teilbereichen mit konventioneller, saugender Schalhaut, in anderen Bereichen unter Verwendung einer wasserabführenden Schalungsbahn hergestellt. Die Bauausführung mit der wasserabführenden Schalungsbahn wies gegenüber der saugenden Schalung deutliche Vorteile auf. Die Eigenschaften der Betonrandzone, wie Festigkeit und Dichtigkeit, konnten deutlich verbessert werden. Mit den verbesserten Oberflächeneigenschaften werden eine höhere Dauerhaftigkeit sowie Erleichterungen bei der Unterhaltung erwartet.Die Ausführung mit der zusätzlich aufzubringenden Schalungsbahn bedeutete einen zusätzlichen Aufwand, der aber durch kürzere Nachbehandlungszeiten und deutlich geringere Nacharbeiten weitgehend wieder kompensiert wurde.Experiences with permeability formwork liner at the second lock of TrierDuring construction of the second lock of Trier in some areas the lock chamber walls were covered with conventional, absorptive formwork, in other areas with permeability formwork liner. Concrete surfaces with permeability formwork liner showed significant advantages compared to surfaces with absorptive formwork. The properties of the concrete edge zone like strength and density could be considerably improved. It is expected that the improved surface properties will lead to higher durability as well as to facilitated maintenance work. The construction with additional permeability formwork liner meant additional work; however, it was compensated by shorter time of curing and significantly less post-processing.
      PubDate: 2017-08-15T02:40:35.193643-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700063
       
  • Geokunststoffbewehrte Brückenwiderlager
    • Authors: Lars Vollmert; Jörg Klompmaker, Waldemar Pauls
      Abstract: Geokunststoffbewehrte Erdbauwerke (KBE) haben durch entsprechende Langzeiterfahrung mit den verwendeten Bauprodukten und den ausgeführten Konstruktionen einen hohen Reifegrad erreicht. Über die reine Nutzung als Steilböschung und Stützkonstruktion hinausgehend, werden sie im europäischen Umfeld zunehmend als Brückenwiderlager eingesetzt. Der geokunststoffbewehrte Erdkörper stellt dann das Widerlager selbst dar, auf dem ein Betonfundament als Träger der Brückenlager aufgesetzt wird. Die Konstruktionsweise stellt damit eine Mischung aus geotechnischen Verfahren und konstruktivem Ingenieurbau dar.Infolge der Komplexität der aufgehenden geotechnischen Konstruktion im Zusammenspiel mit den hohen, lokal konzentrierten Flächenlasten ergeben sich besondere Anforderungen an die Bemessung, die Prognose von Verformungen und die Robustheit der Konstruktion. Vor diesem Hintergrund gewinnen Ergebnisse aus großmaßstäblichen Versuchen, insbesondere zum Verformungsverhalten der Gesamtkonstruktion unter Berücksichtigung des Bauverfahrens, sowie Erfahrungen und Beispiele aus der Praxis besondere Bedeutung.Geosynthetic reinforced bridge abutments – development of construction methods in EuropeGeosynthetic-reinforced soil structures are highly sophisticated due to long-term experience with the construction process, products used and the serviceability of constructions. Beyond the use as steep slope and retaining structure, they are increasingly used as bridge abutments in Europe. The geosynthetic-reinforced soil structure serves as abutment itself on which a concrete foundation is placed as carrier of the bridge abutment. The construction method shows a mixture of geotechnical procedures and structural engineering.As a result of the complexity of the geotechnical construction in conjunction with the high, locally concentrated loads, special demands on design, deformation forecast and robustness of the construction arise. Against this background, results from large-scale tests, in particular on the deformation behaviour of the overall construction, taking into account the construction method as well as experiences and examples from practice, gain special importance.
      PubDate: 2017-08-10T05:50:37.899728-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700060
       
  • Geotechnische Aspekte beim Bau der Großforschungsanlage FAIR
    • Authors: Wolfgang Kissel; Engin Toker, Oliver Reul
      Abstract: In Darmstadt entsteht derzeit mit dem neuen Teilchenbeschleuniger FAIR eine der weltweit größten Forschungsanlagen. Herzstück von FAIR ist ein großer, unterirdischer Ringbeschleuniger von 1,1 km Länge, an den sich 24 Gebäude und Tunnelabschnitte anschließen, die Raum bieten für 3,5 km Strahlführung, für Experimentier- und Speicherringe sowie für riesige Teilchendetektoren. Wegen der Anforderungen des Strahlenschutzes sind die Wände und Decken der Bauwerke, deren Gründungssohle sich z. T. bis 21 m unter der Geländeoberfläche befindet, bis zu 8 m dick.Um die In-situ-Verformungseigenschaften des Baugrunds, i. W. kompressible Ablagerungen des Pliozän und Miozän, besser einschätzen zu können, wurde eine Probeschüttung aufgebracht sowie Pfahlprobebelastungen und Ankerzugversuche durchgeführt. Auf Grundlage dieser Untersuchungen sowie von 3D-Finite-Elemente-Berechnungen wurden als Gründungen für die setzungsempfindlichen Bauwerke Kombinierte Pfahl-Plattengründungen gewählt, mit denen die Setzungen und die Winkelverdrehungen auf ein verträgliches Maß reduziert werden. In der ersten Bauphase wurden bereits ca. 1 350 Gründungspfähle mit einer Gesamtbohrlänge (inkl. Leerbohrungen) von rd. 60 000 m und max. Bohrlängen von bis zu 62 m hergestellt.Im Rahmen dieses Beitrags werden die Ergebnisse der Probebelastungen präsentiert sowie geotechnische Aspekte bei der Planung der tiefen Baugruben und der Gründung im Hinblick auf die außergewöhnlichen Projektrandbedingungen diskutiert.Geotechnical aspects in the construction of the major research facility FAIRWith the new particle accelerator FAIR one of the world's largest research facilities is currently designed and build in Darmstadt. The centerpiece of FAIR is a large underground ring accelerator with a length of 1.1 km, connected to 24 buildings and tunnel sections that provide space for 3.5 km of beam guidance, for experimental and storage rings, as well as for giant particle detectors. Because of the requirements of radiation protection, the walls and ceilings of the buildings, some of them with foundation levels 21 m below ground level, are up to 8 m thick.In order to evaluate the in-situ stiffness of the soil layers (mainly compressible soils of the Pliocene and Miocene) a test embankment was applied and pile load tests as well as anchor pull-out tests have been carried out. Based on these investigations and 3D finite element analyses, it was decided to found the structures extremely sensitive to deformations on piled rafts, which allow for a reduction of settlements, differential settlements and rotations to a tolerable level. In a first construction phase, approximately 1,350 foundation piles with a total drilling length of approximately 60,000 m (including empty bores) and maximum drill lengths of up to 62 m have already been installed.Within the scope of this paper, the results of the load tests are presented as well as geotechnical aspects in the design of the deep excavations and the foundation with regard to the exceptional project boundary conditions.
      PubDate: 2017-08-09T05:25:38.25834-05:0
      DOI: 10.1002/bate.201700070
       
  • Der Sachverständige für Geotechnik
    • Authors: Werner Richwien
      Abstract: Seit Einführung der aktuellen geotechnischen Normung gibt es den „Sachverständigen für Geotechnik“. Baugrunderkundung und Gründungsberatung werden seither nicht mehr als Ingenieurleistungen für Bodenmechanik oder Felsmechanik, Erd- und Grundbau oder Fels- und Tunnelbau bezeichnet, sondern als Leistungen der „Geotechnik“. Diese Änderung der Bezeichnung löste eine äußerst kontrovers geführte Debatte aus. Es ging darum, ob der Sachverständige für Geotechnik notwendigerweise ein Bauingenieur mit dem Schwerpunkt in Ausbildung und Erfahrungen in den Disziplinen Grundbau und Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau sein muss, oder ob auch Geowissenschaftler, also insbesondere Geologen und Ingenieurgeologen, Baugrunderkundungen und Gründungsberatungen anbieten dürfen.So wichtig diese Frage ist, hat die Debatte um die fachliche Qualifikation des Sachverständigen für Geotechnik eine ganz andere grundsätzliche Schwäche der neuen Regelungen aus dem Blick geraten lassen. Nach EC 7 ist nämlich vor Einschaltung des Sachverständigen für Geotechnik über die Einordnung in eine der geotechnischen Kategorien und damit darüber, ob überhaupt ein Sachverständiger für Geotechnik benötigt wird, zu entscheiden. Das macht dann der Objektplaner!In der Konsequenz wurden dann 2009 die verbindlichen Planungsleistungen der Bodenmechanik und des Erd- und Grundbaus der alten HOAI zu unverbindlichen Beratungsleistungen der Geotechnik herabgestuft.Im Ergebnis muss man heute feststellen, dass hinsichtlich der Einschaltung eines Sachverständigen für Geotechnik und seiner fachlichen Qualifikation eine sehr große Verunsicherung herrscht. Es kommt immer wieder vor, dass ein Sachverständiger für Geotechnik überhaupt nicht oder erst eingeschaltet wird, wenn etwas schiefgegangen ist. Und oft genug werden auch Büros und Personen mit der Aufgabe des Sachverständigen für Geotechnik betraut, die weder die erforderliche Sachkunde noch Erfahrung für die wichtigen Planungsleistungen der Gründungsberatung mitbringen.Ich erlaube mir mit meinem Beitrag auf diese Fehlentwicklung hinzuweisen. Dazu werde ich zunächst in Erinnerung rufen, was Geotechnik ist und welche Aufgaben im Zusammenhang mit einer soliden Gründungsberatung zu erledigen sind. Daraus folgen zwangsläufig die Anforderungen an Ausbildung, Sachkunde und Erfahrung des Sachverständigen für Geotechnik. Und wie es sich für Ingenieure ziemt, rege ich abschließend Maßnahmen an, die nach meiner Meinung dringend geboten sind, um der Fehlentwicklung der letzten Jahre entgegenzuwirken.
      PubDate: 2017-08-08T09:35:22.923749-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700059
       
  • Grundbruchversagen bei geogitterbewehrten Stützkonstruktionen
    • Authors: Jan Derksen; Martin Ziegler, Oliver Detert, Hartmut Hangen
      Abstract: Die Bemessung von Stützbauwerken beinhaltet nach EC 7 und DIN 1054 den Nachweis der Grundbruchsicherheit in Anlehnung an DIN 4017. Der für starre Fundamente entwickelte Ansatz zur Ermittlung des Grundbruchwiderstands wurde auf geogitterbewehrte Stützkonstruktionen übertragen. Vorgaben für die Nachweisführung finden sich in der EBGEO und anderen internationalen Regelwerken. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften flexibler und starrer Konstruktionen wird das tatsächliche Grundbruchversagen von geogitterbewehrten Stützkonstruktionen in physikalischen Modellversuchen am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen der RWTH Aachen untersucht.Die Untersuchungen werden an geogitterbewehrten Modellwänden durchgeführt und einem Referenzversuch mit starrer Stützkonstruktion gegenübergestellt. Eine gleichförmige Belastung wird auf die Modellkonstruktion übertragen, die bis zum Versagen gesteigert wird. Während des Versuchsablaufs wird die Bodenverformung mittels Digital Image Correlation (DIC) aufgenommen und die Bruchkinematik durch Auswertung der Scherfugen qualitativ analysiert.Die physikalischen Modellversuche zeigen eine Abhängigkeit des maßgebenden Versagensmechanismus von der Konstruktionsweise der Stützmauer. Während unterhalb der flexiblen geogitterbewehrten Modellkonstruktion ein Grundbruchversagen auftritt, versagt ein entsprechendes starres System durch eine Gleitbewegung, die im Vergleich zum Grundbruch einen deutlich geringeren Widerstand aufweist.Bearing capacity failure of geogrid reinforced retaining wallsRetaining structures are one of the commonly used applications of geogrid reinforced soil. Most design codes such as EBGEO and other international regulations assume a quasi-monolithic reinforced block securing adequate bearing capacity for retaining walls. Due to flexible behavior of the geogrid reinforcement the assumption of a rigid foundation base is questionable. Consequently, laboratory model tests have been developed at the Geotechnical Institute of RWTH Aachen University to investigate the bearing capacity behavior of both rigid and flexible retaining structures.Laboratory model tests are carried out to illustrate the failure kinematics of reinforced and cantilever retaining structures qualitatively. A path-controlled punching force is increased on top of the structure until failure of the subsoil is observed. The deformation of the specimens is evaluated with digital image correlation (DIC) method in order to analyze the failure mechanism qualitatively.The test results indicate different failure modes for rigid and flexible walls. Bearing capacity failure occurred in cases of flexible geogrid reinforced walls, whereas a comparable rigid wall failed by sliding. The load resistance of bearing capacity was considerably higher compared to sliding. Moreover, a considerable increase in bearing capacity is observed with enlarged reinforcement length resulting in an improved bearing resistance.
      PubDate: 2017-08-08T07:00:32.818142-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700056
       
  • Innovative Bohrverfahren und ihr Einfluss auf die Beschaffenheit und
           Geometrie von Bohrlöchern
    • Authors: Michael Schwenn; Stefan Lamplmair, Oliver Zeman, Konrad Bergmeister
      Abstract: Nachträglich installierte Befestigungen sind aus der Baupraxis nicht mehr wegzudenken und seit Jahrzehnten erfolgreich im Einsatz. Technologische Innovationen und vermehrt geänderte Rahmenbedingungen beim Einbau nachträglicher Befestigungen führen zu einem ansteigenden Einsatz alternativer Bohrmethoden. Im Gegensatz zum klassischen Hammerbohrer (Mauerbohrer) zählen hierzu unter anderem Bohrer mit integrierter Bohrlochreinigung (Saugbohrer bzw. Hohlbohrer) und Diamantbohrsysteme, welche in Ausführung mit und ohne Wasserkühlung eingesetzt werden. An Hammerbohrer werden im Bereich der nachträglichen Befestigungen durch die entsprechende Bewertung bzw. Zulassung bestimmte Anforderungen gestellt, was die einzuhaltenden Toleranzen des Schneidendurchmessers betrifft. In diesem Beitrag wird die Fragestellung behandelt, inwiefern die Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit von Bohrlöchern, welche mit alternativen Bohrmethoden hergestellt wurden, durch den Einsatz eben dieser beeinflusst wird. In einem ersten Schritt werden auf Grundlage einer Oberflächenanalyse die verschiedenen Bohrmethoden klassifiziert. Darauf aufbauend erfolgt auf der Grundlage eines dreidimensionalen Modells des Bohrloches ein direkter Vergleich zwischen hammer- und diamantgebohrten Bohrlöchern. Dabei zeigt sich, dass das gemessene Bohreckmaß bei einem Diamantbohrer eine andere Geometrie im Bohrloch verursacht als dies bei Hammerbohrern der Fall ist. Diese geometrischen Verhältnisse können sich auf die Tragfähigkeit von Befestigungen auswirken.Innovative drilling methods and the influence on condition and geometry of drill holes.Innovative drilling methods in structural concrete are getting more and more important. Regarding the installation of anchors, current standard assessment procedures permit hammer drilled bore holes for fasteners only. Recently, technical innovations and altered conditions have led to new challenges as well as an increased demand for alternative drilling methods, i.e. diamond drilling and hollow drill bits.
      PubDate: 2017-07-21T01:55:59.282944-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700014
       
  • Zerstörungsfreie Ultraschallprüfung dicker und hochbewehrter
           Betonbauteile
    • Authors: Herbert Wiggenhauser; Ernst Niederleithinger, Boris Milmann
      Abstract: Ein Ultraschallsystem mit großer Apertur, genannt LAUS-Large Aperture UltraSound, wird vorgestellt und die technischen Eigenschaften erläutert. Es besteht aus 12 Prüfköpfen, die unabhängig auf Betonoberflächen mit Unterdruck befestigt werden und die jeweils als Sender oder Empfänger genutzt werden. Alle möglichen Kombinationen ergeben 132 Einzelmessungen, die zur Rekonstruktion des durchschallten Volumens genutzt werden. Das System wurde an zwei Bauwerken erfolgreich erprobt. Die Dicke einer sehr stark bewehrten Fundamentplatte eines Fallturms wurde bestimmt. Die Messungen erfolgten in einem Raster auf einer Fläche von 2,0 * 1,8 m2 und die Rückseite konnte eindeutig abgebildet werden. Weitere Anzeigen aus dem Inneren der Platte zeigen das Potential des Systems. An einem Brückenbauwerk wurden indirekt Verdichtungsmängel lokalisiert. Dazu wurden mit dem LAUS System die im Brückenträger verlaufenden Spannkanäle durch fast 2 m Beton abgebildet.Nondestructive Testing of Thick and Highly Reinforced Concrete Structures with UltrasoundAn ultrasound system with a large aperture, called LAUS – Large Aperture UltraSound, is presented and the technical characteristics are explained. It consists of 12 sensor units which can be attached independently on concrete surfaces with vacuum and which are used as transmitters or receivers respectively. All possible combinations result in 132 individual measurements which are used to reconstruct the insonificated volume. The system has been successfully tested on two structures. The thickness of a very heavily reinforced foundation slab of a drop tower was determined. The measurements were carried out in a grid on a surface of 2.0 * 1.8 m2 and the back side could be clearly imaged. Further indications from inside the foundation show the potential of the system. Voids in concrete were indirectly located in a bridge structure. For this purpose, the LAUS system was used to image the tendon ducts running in the bridge beam through almost 2 m of concrete.
      PubDate: 2017-07-21T01:15:40.803783-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700040
       
  • Über ein elastoplastisches Stoffgesetz für zyklisch
           beanspruchten Sand
    • Authors: Christian Carow; Frank Rackwitz, Stavros Savidis
      Abstract: Die numerische Simulation aktueller Problemstellungen in der Geotechnik erfordert Stoffgesetze, die das Spannungs-Dehnungs-Verhalten von Sand realitätsnah beschreiben. In Bezug auf monotone Lasten sind mit bestehenden Modellierungsansätzen bereits sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Das Materialverhalten bei zyklischer Beanspruchung ist jedoch außerordentlich komplex. Selbst die derzeit leistungsfähigsten Stoffgesetze können nur einzelne Aspekte abbilden. Daher ist weitere Forschungsarbeit dringend erforderlich.Vor diesem Hintergrund stellt der Beitrag ein Stoffgesetz für Sand vor, das auf der Grenzflächenplastizität sowie dem Konzept kritischer Zustände basiert. Es kann das Verhalten des Bodens für komplexe zyklische Belastungspfade über eine breite Spanne von Dichte- und Spannungszuständen mit einem einzigen Parametersatz abbilden. Die Funktionsweise des Stoffgesetzes wird im Beitrag konzeptionell dargestellt. Die Ergebnisse der numerischen Simulation zyklischer undränierter Triaxialversuche werden den Ergebnissen entsprechender Laborversuche gegenübergestellt. Der Vergleich liefert eine gute Übereinstimmung. Die Eignung des Stoffgesetzes für den Einsatz in komplexen numerischen Simulationen wird anhand eines Berechnungsbeispiels gezeigt. Hierfür wurde ein Staudamm gewählt, der durch einen Erdbebenzeitverlauf an der Basis angeregt wird. Abschließend werden im Beitrag Ansätze zur Weiterentwicklung des Stoffgesetzes aufgezeigt.Modeling the behavior of cyclically loaded sands by means of a bounding surface plasticitiy model Thanks to contemporary information processing technology it is possible to numerically solve complicated geotechnical boundary value problems that involve cyclic loading. In order to obtain reliable and realistic simulation results one has to utilize an efficient and powerful constitutive model for the soil. Vast amounts of such models have been developed during the past five decades. Nevertheless, a sufficiently comprehensive solution is still missing, especially with regard to sands.This article aims at presenting a model for sands which currently seems to be one of the most promising. The model is based on the principles of bounding surfaces plasticity and critical state soil mechanics. With a single set of material constants, the model is able to reproduce the stress strain behavior of sands over a broad range of stresses and densities for monotonic as well as for cyclic load paths. The article depicts the modeling approach in detail. The capabilities of the model are illustrated by simulating cyclic laboratory tests and the response of a reservoir dam to earthquake loading. After that the models shortcomings are analyzed and further developments are being discussed.
      PubDate: 2017-07-21T00:05:27.02234-05:0
      DOI: 10.1002/bate.201700042
       
  • Strukturdämpfung von Hybrid-Türmen für Windenergieanlagen
    • Authors: Moritz Rodenhausen; Dragan Obradovic
      Abstract: Windenergieanlagen werden in Deutschland mit immer größeren Türmen installiert. Die Anforderungen an die strukturelle Auslegung werden ebenfalls immer größer – insbesondere weil wirtschaftliche Aspekte im Fokus stehen. Da Windenergieanlagen zunehmend mit variabler Drehzahl betrieben werden, besteht bei der Auslegung der Türme ein großes Interesse, Lasterhöhungen durch Resonanzen zu vermeiden. Dieser Artikel erörtert den Einfluss der strukturellen Dämpfung auf die mechanischen Lasten von Hybrid-Türmen. Ein Vorschlag für eine vereinfachte Methode zur Berechnung der strukturellen Dämpfung von Hybrid-Türmen wird gemacht, welche durch verschiedene Messmethoden validiert wurde.The hub heights of wind turbines in Germany have significantly increased over the years. The requirements for these towers are also increasing – especially due to the high focus on costs. Since turbines are increasingly installed with variable rotor speeds, there is a high incentive to avoid potential resonance issues. This article investigates the influence of the structural damping on the mechanical loads on high hybrid-towers. A new method to estimate the structural damping is proposed, which has been validated by means of a full-scale measurement campaign.
      PubDate: 2017-07-20T09:45:25.457591-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700006
       
  • Vergleichende Untersuchungen zum räumlichen Erdwiderstand mit der
           Kinematischen-Elemente-Methode
    • Authors: Christoph Schmüdderich; Diethard König, Tom Schanz, Peter Gußmann
      Abstract: Die Bestimmung des Erdwiderstands gehört zu den grundlegenden Aufgaben in der Geotechnik und ist allgemein als ein Traglastproblem zu behandeln. Mithilfe der Kinematischen-Elemente-Methode (KEM), welche eine geeignete Methode darstellt, um Tragfähigkeiten und Standsicherheiten im Grenzzustand zu berechnen, wird im vorliegenden Beitrag das Problem des räumlichen Erdwiderstands untersucht und eine umfangreiche Parameterstudie durchgeführt. Aus den Ergebnissen werden für variable Reibungswinkel, Wandreibungswinkel sowie Seitenverhältnisse die räumlichen Erdwiderstandsbeiwerte für den Anteil aus Bodeneigengewicht abgeleitet und in Form von Tabellen und Diagrammen präsentiert. Es zeigt sich, dass auch im räumlichen Fall durch Verfeinerung existierender KEM-Mechanismen Bruchzustände genauer abgebildet und geringere Erdwiderstandsbeiwerte bestimmt werden können. Der Vergleich mit kinematischen Ansätzen aus der Literatur sowie der deutschen Norm ergibt, dass mit der KEM gute Abschätzungen des räumlichen Erdwiderstands möglich sind.Comparative investigations on spatial passive earth pressure by the kinematic element methodThe determination of earth pressures belongs to the fundamental tasks in geotechnical engineering and is generally treated as a load capacity problem. Using the Kinematic Element Method (KEM), which is an appropriate method for the prediction of limit states, the spatial passive earth pressure is examined. From the results the earth pressure coefficients are determined for variable friction angles, wall friction angles as well as wall geometries. These coefficients are presented in tables and diagrams. Comparing the KEM results to other kinematic approaches as well as the German standard, it turns out that good estimation of the spatial passive earth pressure is possible already with simple mechanisms. Further refinement may additionally improve the quality of the results.
      PubDate: 2017-07-20T09:15:28.69969-05:0
      DOI: 10.1002/bate.201600081
       
  • Werbung für unseren Beruf – brauchen wir das'
    • Authors: Kerstin Lesny
      Pages: 603 - 603
      PubDate: 2017-09-01T02:24:06.33821-05:0
      DOI: 10.1002/bate.201770903
       
  • Erdbebensichere Gebäude
    • Pages: 648 - 648
      PubDate: 2017-09-01T02:24:06.625112-05:
      DOI: 10.1002/bate.201770904
       
  • Die Überarbeitung des Eurocode 7 „Geotechnik“ hat begonnen –
           Vorarbeiten, Mandat und erste Diskussionen
    • Authors: Bernd Schuppener; Thomas Richter, Martin Ziegler, Elias Tafur, Norbert Vogt
      Pages: 649 - 655
      Abstract: Der Aufsatz berichtet über europäische und deutsche Vorarbeiten für die Neufassung des Eurocode 7 „Geotechnik“ (EN 1997). Eine besondere Rolle nahm dabei die Initiative PraxisRegelnBau (PRB) mit der Projektgruppe Geotechnik (PG6) ein, die gleichzeitig auch Arbeitskreis der beiden Arbeitsausschüsse des DIN ist, die für die beiden Teile der EN 1997 als Spiegelausschüsse zuständig sind. Schwerpunkte ihrer Arbeit waren die Straffung des Normentexts zur Verbesserung der Nutzerfreundlichkeit und die Vorbereitung der Diskussion über die Aufnahme von geotechnischen Berechnungsmodellen in informative Anhänge der zukünftigen EN 1997. Die EN 1997 „Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik“ wird aus drei Teilen bestehen: Teil 1 „Allgemeine Regeln“ (EN 1997-1), Teil 2 „Baugrunduntersuchungen“ (EN 1997-2) und Teil 3 „Geotechnische Bauwerke“ (EN 1997-3). In halbjährlichen Sitzungen des SC7 wurden Konzepte für inhaltliche Änderungen der EN 1997 diskutiert und im April 2017 wurde der erste Entwurf für den ersten Teil „Allgemeine Regeln“ vorgelegt. Eine wesentliche Neuerung betrifft die EN 1997-2 „Baugrunduntersuchungen“, bei der in Zukunft nicht mehr die Versuche, sondern die Bodenkennwerte für die Bemessung im Vordergrund stehen werden. Für erhebliche Diskussion sorgte zuletzt der Vorschlag, die schon in der bestehenden EN 1990 im informativen Anhang B enthaltenen Klassifizierungen in den Kerntext der EN 1997-1 zu übernehmen und durch eine Reihe weiterer geotechnischer Klassifizierungen zu ergänzen. Diese Klassifizierungen sollten mit Zu- und Abschlägen bei den Teilsicherheitsbeiwerten gekoppelt werden. Dies wurde in der letzten Sitzung des SC7 von vielen abgelehnt. Man einigte sich dann darauf, das System der Klassifizierungen in einen informativen Anhang zu übernehmen.The revision of Eurocode 7 „Geotechnical design“ begins – preparatory works, mandate and first discussionsThe article describes European and German preparatory work for the new Eurocode 7 (EN 1997). A leading role had the German initiative PraxisRegelnBau (PRB) and its Project Group Geotechnics (PG6), which simultaneously acted as a working group of the German mirror committees of DIN responsible for the two parts of EN 1997. Streamlining the text of both parts to enhance their ease of use and the preparation of proposals for geotechnical calculation models for informative annexes in EN 1997 had highest priority. The new EN 1997 „Geotechnical design“ will consist of three parts: Part 1 „General rules“ (EN 1997-1), Part 2 „Ground investigation” (EN 1997-2) and Part 3 „Geotechnical constructions “ (EN 1997-3). In meetings of SC7 in 2015 and 2016 concepts for changes and amendments of the future EN 1997 were discussed and in April 2017 a first draft of part 1 „General rules“ was presented. An important change is planned for Part 2 „Ground investigation”, the contents of which will be focused on geotechnical parameter for design instead of field and laboratory tests. A heated discussion came up by the proposal in the draft on EN 1997-1 to adopt the classification system of the informative Annex B of EN 1990 and further geotechnical classifications in the core text of EN 1997-1. These classifications should partly be coupled with a reduction and/or an increase in the partial factors of safety. Many delegates did not approve of this and a compromise was found by moving the classification system into an informative annex.
      PubDate: 2017-09-01T02:24:05.66539-05:0
      DOI: 10.1002/bate.201700064
       
  • Beispiel einer erschütterungsarmen Tiefgründung mit
           Fertigrammpfählen aus Stahlbeton
    • Authors: Lars Vavrina; Dirk Windeln
      Pages: 661 - 666
      Abstract: Sofern bei der Ausführung von Fertigrammpfählen aus Stahlbeton Hydraulikhämmer verwendet werden, ist der Einbau der Pfähle gemäß DIN 18304 „Ramm-, Rüttel- und Pressarbeiten“ [1] als erschütterungsarm zu bezeichnen. Verfahrensbedingt sind Erschütterungen bei der Ausführung von Rammpfählen nie gänzlich auszuschließen, da durch die dynamische Einwirkung der Boden in Bewegung versetzt und verdrängt wird. Die impulsartige Verdrängung führt zu Erschütterungen, die sich im Boden bis zu benachbarten Bauwerksfundamenten fortpflanzen und übertragen können. Um eine Beeinträchtigung benachbarter Bauwerke zu vermeiden oder zu minimieren, erscheint es sinnvoll bereits in der Planung einer Gründungsmaßnahme die Erschütterungseinwirkungen zu prognostizieren. Zur Prognose von Erschütterungen infolge Schlagrammung bietet die Literatur rechnerische Ansätze, mit denen Boden- oder Fundamentschwinggeschwindigkeiten ermittelt werden können. Für die Bewertung gibt es Beurteilungskriterien nach DIN 4150 für Schwinggeschwindigkeiten bei denen Schäden ausgeschlossen werden können.Das in diesem Beitrag vorgestellte Beispiel eines Bauvorhabens in der Stadt Essen in Nordrhein-Westfalen veranschaulicht, dass die vor Ort aufgenommenen Messwerte im Vergleich mit den Beurteilungskriterien nach DIN 4150 [2, 3] auf der sicheren Seite liegen und die Schwinggeschwindigkeiten bei sachgerechter Ausführung in der Regel unkritisch für Bauwerke sind.Example of a low vibration deep foundation with precast driven pilesIn accordance with DIN 18304 “ Ramm-, Rüttel- und Pressarbeiten “ [1], the installation of driven precast piles is to be described as low vibration when hydraulic hammers are used. Due to the installation process, vibrations could never be completely excluded. The impulsive displacement of soil leads to vibrations which can be probably transmitted in soil to neighbouring structures. In order to avoid or minimize the influence on neighbouring structures, it is necessary to predict the effects of vibration. For the prediction of vibrations caused by pile driving, the literature offers mathematical approaches, which can be used to determine ground or foundation vibrations. For evaluation, there are assessment criteria according to DIN 4150 for vibration rates at which damage can be excluded.An example of a construction project in Essen, North Rhine-Westphalia, presented in this paper, shows that the measured values are on the safe side in comparison with the assessment criteria according to DIN 4150 [2, 3]. Vibrational velocities are normally not critical in the case of a proper design.
      PubDate: 2017-09-01T02:24:07.452179-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700077
       
  • BAUTECHNIK aktuell 9/2017
    • Pages: 667 - 671
      Abstract: PersönlichesNachruf Prof. Peter SchießlNachruf Dipl.-Ing. Kurt HarrerFirmen und VerbändeTestturm in Rottweil im LeichtbauKatja Maihold ist erste Niederlassungsleiterin bei KellerEinführung der RE-ING
      PubDate: 2017-09-01T02:24:06.079254-05:
      DOI: 10.1002/bate.201770905
       
  • Kongresse – Symposien – Seminare – Messen
    • Pages: 672 - 674
      PubDate: 2017-09-01T02:24:06.449116-05:
      DOI: 10.1002/bate.201770906
       
 
 
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