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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  [1580 journals]
  • Tragwerksplanung beim Rückbau von Spannbetonbrücken
    • Authors: Gregor Schacht; Lukas Müller, Sven Kromminga, Ludolf Krontal, Steffen Marx
      Abstract: Der Rückbau von Talbrücken in beengten Tälern oder in unmittelbarer Nähe zu unter Verkehr stehenden Überbauten erfordert neue Konzepte für den ingenieurmäßigen Rückbau. Analog zum Neubau müssen die Rückbauzustände ingenieurmäßig untersucht und die Standsicherheit sicher nachgewiesen werden. Für Bauingenieure ergeben sich hier neue Herausforderungen, die innovative Lösungsansätze und kombinierte Nachweise aus rechnerischen und experimentellen Untersuchungen verlangen.Structural engineering in dismantling of concrete bridgesThe deconstruction of viaducts in constricted valleys or in immediate vicinity of superstructures under traffic requires new engineer concept for the dismantling. Analog to new bridges the structural stability has to be proven for all states of deconstruction. This results in new challenges for civil engineers with innovative approaches and combined proofs with numerical and experimental investigations.
      PubDate: 2017-11-21T04:45:34.429325-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700093
  • Statische und dynamische Probebelastungen an Stahlrohrpfählen in 40 m
           Wassertiefe in der Ostsee
    • Authors: Magnus Geduhn; Pedro Moreira Barbosa, Jorgen S. Steenfelt, Anders Hust Augustesen
      Abstract: Iberdrola baut derzeit den 350-MW-Offshore-Windpark Wikinger in der deutschen Ostsee. Der Baugrund wird im Wesentlichen durch Geschiebemergel und Kreide dominiert. Ramboll IMS (vormals IMS Ingenieurgesellschaft mbH) war zusammen mit COWI (DK) als Joint-Venture-Partner verantwortlich für die Planung der tiefgegründeten und Jacket-Strukturen. Ramboll IMS hat auch die Rolle des geotechnischen Sachverständigen im Sinne der BSH-Richtlinien für dieses Projekt übernommen und zudem zusammen mit COWI die Planung, Überwachung und Auswertung der hier vorgestellten Offshore-Pfahlversuche durchgeführt. Die bislang veröffentlichten Pfahlbemessungsmethoden offenbaren signifikante Unsicherheiten für offene Stahlrohrpfähle in Kreide, die bei Anwendung zu bis zu 70 m langen Gründungspfählen führen würden. Um diesen Unsicherheiten zu begegnen, wurden im Auftrag des Projektentwicklers dynamische und vollständig autonome statische Offshore-Pfahlprobebelastungen (Zugversuche) vor Beginn der Ausführungsplanung zur Gründung geplant, beauftragt und realisiert, um speziell die Mantelreibung in Kreide nach verschiedenen Zeitpunkten nach Herstellung der Pfähle zu verifizieren und in die Ausführungsplanung einfließen zu lassen, um die Pfähle deutlich zu verkürzen. Die statischen Zugversuche und begleitenden dynamischen Pfahlprobebelastungen wurden zehn Wochen nach der jeweiligen Pfahlrammung an drei unterschiedlichen Standorten im Projektgebiet an Testpfählen mit 50 % reduziertem Außendurchmesser (D = 1,37 m) in etwa 40 m Wassertiefe durchgeführt. Dieser Beitrag gibt einen technischen Überblick über die verwirklichten Versuche und zeigt Risiken und Vorteile auf, die die Feldversuche rechtfertigen. Die auf Grundlage der verwirklichten Pfahlversuche gebaute mittlere Pfahllänge betrug 30 m. Einige gewonnene Erkenntnisse werden geteilt und Schlussfolgerungen hinsichtlich der Machbarkeit, der Gestaltung und der Planung von Offshore-Pfahlprobebelastungen gezogen, die bislang einzigartig in der Umsetzung sind. Weitergehende Details zu den Versuchsergebnissen werden in einem Folgeaufsatz zusammengeführt und sollen 2018 veröffentlicht werden, da der Projektentwickler sich derzeit noch im direkten Wettbewerb um weitere Windparks in der Ostsee befindet.Large scale offshore static pile tests – practicality and benefitsIberdrola is developing the 350 MW Wikinger offshore wind farm in the German Baltic Sea where ground conditions are dominated by glacial tills and chalk. A review of current pile design methods highlighted significant design uncertainties that could lead to unnecessarily conservative pile dimensions for the jacket wind-turbine support structures. To address these concerns, the project commissioned, in advance of final design, offshore dynamic and fully autonomous static pile load tests, that were completed ten weeks after driving, on 50 % downscaled 1.37 m diameter in water depths of around 40 m. This paper provides an overview of the testing and its practicalities as well as outlining the project risks and opportunities that justified the field testing programme. Lessons learned are shared and conclusions are drawn regarding pile test feasibility, design and planning. Cost-benefit analysis demonstrates the potential value of offshore static testing in future offshore developments that face comparable difficult ground conditions.
      PubDate: 2017-11-09T04:26:13.111138-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700043
  • Bauwerksmessungen versus Rechenkonzepte zur Beurteilung von
           Spannstahlermüdung in Betonbrücken
    • Authors: David Sanio; Jens Löschmann, Peter Mark, Mark Alexander Ahrens
      Abstract: Viele Bestandsbrücken sind hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit neu zu bewerten. Seinerzeit nicht für die heutigen Anforderungen bemessen, nutzen etwa die verfeinerten Rechenansätze der Stufe 2 der Nachrechnungsrichtlinie Traglastreserven aus. Allerdings werden dabei auch rechnerische Defizite festgestellt, die nicht den optischen Zustand des Bauwerks widerspiegeln. In diesen Fällen können Messungen (Monitoring) zusätzliche Tragreserven identifizieren und so die Restnutzungsdauer wesentlich verlängern. Insbesondere die Ermüdung von Spann- und Betonstahl sowie die Gebrauchstauglichkeitsnachweise hängen wesentlich vom realen Tragverhalten ab und können durch ein zielgerichtetes Monitoring genauer bewertet werden. Dieses Vorgehen entspricht der – nur selten angewendeten – Stufe 3 der Nachrechnungsrichtlinie, die Messungen explizit erlaubt.Der Beitrag identifiziert maßgebende Berechnungsgrößen des Ermüdungsnachweises und bewertet deren Einfluss. Die Vielzahl möglicher Messverfahren unterscheidet sich nach Aufwand und möglichem Erkenntnisgewinn. Zur Abwägung von Aufwand und Nutzen dient eine tabellierte Zusammenstellung als Entscheidungshilfe für den bearbeitenden Ingenieur. Sie unterstützt die Auswahl geeigneter Messverfahren und kann als Ausgangspunkt wirtschaftlicher, messwertgestützter Zustandsbewertungen des Tragwerks genutzt werden.Mit der zielgerichteten Messung ist eine erhebliche Genauigkeitssteigerung möglich und damit verbunden eine Verlängerung der Nutzungsdauer. Mit verschiedenen Monitoringverfahren ließ sich etwa die Nutzungsdauer eines Referenzbauwerks um etwa ein 14-faches verlängern. Dies wird an Beispielen gezeigt.Measurements vs. analytical methods to evaluate fatigue of tendons in concrete bridgesMany existing bridges have to be reassessed with respect to their actual bearing capacities and serviceability. They exhibit conceptual aging and thus require elaborate recalculation methods like the ones at stage two of the recalculation guideline. Often, calculative deficits are determined that contradict to the visible state of a building. Then, measurements at vulnerable structural elements become meaningful to identify actual reserves and thus elongate a residual lifetime. This complies with the third stage of the recalculation guideline – although hardly used in practice. Measurements make sense e.g. for fatigue damages of tendons or rebar as well as parameters of the serviceability state that pronouncedly depend on a realistic modelling of the structural behaviour and loadings.The contribution starts from the analytical methods, namely the numerical fatigue evaluation with its sensitive parameters and their particular influence. A variety of possible measurements for geometries, material properties, loadings, strain states or environmental conditions are briefly presented and summarised with their basic properties in a table to support the decision making of practical engineers.Two examples of geometry measures and strain measures at tendons coupled to additional data show the potential of monitoring for lifetime oriented preservations. Calculative lifetimes could be elongated up to a factor of 14.
      PubDate: 2017-11-09T02:40:27.2567-05:00
      DOI: 10.1002/bate.201700092
  • Vorschau 12/2017
    • PubDate: 2017-11-02T03:38:39.59772-05:0
      DOI: 10.1002/bate.201771105
  • Inhalt: Bautechnik 11/2017
    • PubDate: 2017-11-02T03:38:39.545958-05:
      DOI: 10.1002/bate.201771102
  • Titelbild: Bautechnik 11/2017
    • Abstract: Zum Titelbild Holz und Stahlbeton in intelligentem Verbund: H7, das Bürohaus von Andreas Heupel Architekten im alten Stadthafen von Münster, ist ein siebengeschossiger Holz-Hybridbau, der neue Maßstäbe im Hinblick auf Ökologie und Wirtschaftlichkeit setzt. Für die Fassadengestaltung der Längsseite des Gebäudes kam ein Material zum Einsatz, das fast so ursprünglich wie der Werkstoff Holz ist: Keramik. Die grün glasierten keramischen Fassadenplatten mit einer feinen horizontalen Reliefstruktur sind individuelle Sonderanfertigungen aus dem Hause Moeding Keramikfassaden GmbH und entstanden in enger Abstimmung mit den Architekten. (Foto: Anke Müllerklein)
      PubDate: 2017-11-02T03:38:38.659181-05:
      DOI: 10.1002/bate.201771101
  • Zerstörungsfreie Untersuchung von Beton mittels Impuls-Echo-Methode –
           Möglichkeiten und Grenzen
    • Authors: Michael Vogel; Engin Kotan, Harald S. Müller
      Abstract: Im Rahmen von Bauwerksuntersuchungen kommt die Impuls-Echo-Methode verstärkt zum Einsatz. Diese Methode erlaubt das zerstörungsfreie Auffinden von z. B. Fehlstellen sowie die Überprüfung der Bauteildicke bei begrenzter, einseitiger Zugänglichkeit des Bauteils. Die ordnungsgemäße Anwendung der Impuls-Echo-Methode erfordert allerdings ein gesichertes Fach- und Erfahrungswissen. Zur Unterstützung eines solchen Wissens ist es sinnvoll, die Anwendung der Impuls-Echo-Methode bereits unter Laborbedingungen eingehend zu schulen.In diesem Beitrag wird zunächst auf die Ultraschalltechnik eingegangen. Anschließend wird gezeigt, wie anhand speziell angefertigter Betonprüfkörper die Durchführung von Impuls-Echo-Messungen in Verbindung mit der Auswertung der Messdaten bewerkstelligt werden kann. In den besagten Prüfkörpern wurden diverse Kunststoffkörper (als Fehlstellen) unterschiedlicher Form und Größe sowie Hüllrohre eingebaut. Anhand dieser bekannten Einbauelemente können zielsicher die Messroutine am Betonbauteil sowie die Datenanalyse und Interpretation geschult werden.Non-destructive assessment of concrete using the pulse-echo method – possibilities and limitsFor an effective assessment of the condition of concrete structures non-destructive methods are required. The ultrasonic pulse velocity technology offers a suitable non-destructive on-site testing method. The on-site applications of the pulse-echo method and the interpretation of the measured data require essential practical engineering expertise. To support and improve the practical experience it is necessary to apply the pulse-echo method under well-defined laboratory conditions. Such conditions allow verifying the complex measurement results. Consequently, the user can practice the correct handling and analysis of the pulse-echo method. This paper shows the planning and production of special concrete specimens. In these concrete elements different defects and cladding tubes, which vary in geometry and in dimension, were integrated. Furthermore, using these specimens the effective application of the pulse-echo method as well as the analysis and reliable interpretation of the achieved data can be realised. Recommendations concerning the target-oriented application of the pulse-echo method will be given.
      PubDate: 2017-10-27T02:56:25.160307-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700075
  • Analyse des Ressourceneinsatzes und der Umweltwirkung von detailliert
           modellierten Außenwandaufbauten
    • Authors: Schwede Dirk; Elke Störl
      Abstract: Fünf Außenwandkonstruktionen unterschiedlicher Bauweisen mit gleichem U-Wert (konform zur EnEV 2014) werden hinsichtlich des Ressourcenbedarfs (Primärenergie) und der Umweltwirkung (Treibhausgaspotential) analysiert. Die Bauteilaufbauten wurden detailliert modelliert, so dass die Analyse neben den funktionsbestimmenden Bauteilschichten auch den Einfluss der Befestigungsmittel und der Sekundärkonstruktionselemente abbildet. Bauteilaufbauten werden getrennt nach Material- und Funktionsgruppen ökologisch bewertet.Zum einen wird gezeigt, dass einzelne Materialgruppen und besonders auch Elemente der Sekundärkonstruktion, Befestigungsmittel und Kleinteile in der Konstruktion zwar in der Massenbilanz marginale Bedeutung haben, aber doch überdurchschnittlich zum Ressourceneinsatz und zur Umweltwirkung beitragen. Auf der anderen Seite wird gezeigt, dass zusätzliche Dämmschichtdicken (über das heute übliche Maß hinaus) in der Gesamtbilanz des Gebäudes nur einen geringen Anteil am Ressourceneinsatz und der Umweltwirkung hätten. So wird argumentiert, dass die Analyse des Ressourceneinsatzes und der Umweltwirkungen und die entsprechende Optimierung von Bauelementen parallel zur bauphysikalischen und konstruktiven Durchbildung durchgeführt werden sollte. Die Gesamtbilanzierung des Gebäudes im Lebenszyklus hingegen liefert bei erheblichem Aufwand für die Planer nur einen geringen Nutzen für die Optimierung von nachhaltigen Gebäuden.Detailed analysis of the resource demand and the environmental impact of outside wall structuresFive external wall structures of different structure types with the same U-Value (compliant with the EnEV 2014) are analysed in terms of their resource demand (primary energy) and their environmental impact (global warming potential). The building elements are modelled in detail, so that besides the functional element layers, also the fastening elements and the secondary structural elements are included.On the one hand it is shown, that single material groups and especially elements of the secondary structure, fastening elements and small parts in the structure contribute, although of minor relevance in the mass balance, over-average to the resource demand and the environmental impact of the single building element. On the other hand, it is shown, that additional insulation thickness (beyond the thickness required today) only contributes a small amount to the total balance of the building. It is argued that the analysis of the resource demand and the environmental impact and the following optimization of building elements shall be performed in parallel to the building physical detailing and the constructive development of the building elements. The total balancing in the life-cycle of the building however, requires significant additional efforts, but has a small impact in the designers' optimization towards sustainable buildings.
      PubDate: 2017-10-12T04:17:02.125678-05:
      DOI: 10.1002/bate.201600077
  • Einfluss realer Materialeigenschaften auf numerische Modellvorhersagen:
           Fallstudie Betonmast
    • Authors: Luise Göbel; Felix Mucha, Igor Kavrakov, Lars Abrahamczyk, Matthias Kraus
      Abstract: Die Modellbildung zu der Berechnung von Tragwerken ist eine wichtige Aufgabe im Konstruktiven Ingenieurbau. Die Prognosen eines Modells hängen stets von getroffenen Annahmen und Vereinfachungen ab, weshalb die Abschätzung der notwendigen Detailliertheit bei der Modellentwicklung häufig im Mittelpunkt steht. Der vorliegende Beitrag widmet sich der Fragestellung, wie stark sich die Approximation des Strukturverhaltens durch ein numerisches Modell verbessern lässt, wenn die theoretischen Eingangsparameter der Normen und Richtlinien durch Parameter hoher Genauigkeit ersetzt werden.Als Anwendungsbeispiel dient ein 10 m langer vorgespannter Betonmast. Im Zuge der Herstellung des Mastes mittels des Schleuderverfahrens kann es zu Unregelmäßigkeiten in den Querschnittsabmessungen und Materialeigenschaften kommen. In dieser Studie wird der Einfluss realer Geometrie- und Materialparameter, die in umfassenden Laborversuchen ermittelt wurden, auf die Antwort eines numerischen Modells untersucht. Darüber hinaus werden die damit gewonnenen Modellvorhersagen experimentell ermittelten Antwortgrößen bezüglich des Mastschwingungsverhaltens gegenübergestellt, sodass die Sensitivität der Modellantwort auf die Variation verschiedener Eingangsparameter herausgestellt wird. Des Weiteren kann die Frage beantwortet werden, welche Anforderungen an die Modelleingangsparameter gestellt werden sollten, um hinreichend genaue Vorhersagen über das Strukturverhalten des Mastes zu erzielen.Influence of real material properties on the response of a numerical model: Case study concrete poleThe modeling process during the design of structures is a fundamental task of the engineering practice. The model predictions are dependent on the underlying assumptions and simplifications. The influence of the abstraction level on the prediction quality of the numerical model should be known. This study focuses on the question if a model with more accurate input parameters can predict the behavior of a structure better than a model with less accurate parameters.In this study, a 10 m-long spun-cast pre-stressed concrete pole is investigated intensively. Due to the production process, irregularities concerning the cross section and the material properties inside the concrete pole and along its length can occur. With several laboratory experiments, the local geometry and material properties of the pole are determined. The randomness of the properties is taken into account in the model and its influence on the model response is investigated. The model predictions are compared to experimentally determined values describing the dynamic behavior of the pole. This approach enables studies on the sensitivities of the input parameters on the model response. Furthermore, the required accuracy of the model input parameters for sufficient model predictions is discussed.
      PubDate: 2017-10-12T02:25:19.894581-05:
      DOI: 10.1002/bate.201600091
  • Querdruckverhalten von Brettschichtholz aus Nadelholz
    • Authors: Lukas Windeck; Hans Joachim Blaß
      Abstract: Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Querdruckverhalten von Brettschichtholz aus Nadelholz. Die Ergebnisse einer 101 Versuche umfassenden Testreihe, in der sowohl die Auflagerlänge als auch die Auflagersituation variiert wurden, werden mit den Tragfähigkeitswerten verglichen, die sich nach dem aktuell gültigen Nachweis nach EN 1995-1-1:2010 sowie dem Bemessungsansatz nach van der Put ergeben. Die Verformungen über die Trägerhöhe werden analysiert und mithilfe des Elastizitätsmoduls Rückschlüsse auf die Spannungsverteilung sowie die mitwirkenden Faserlängen im Auflagerbereich gezogen. Es wird festgestellt, dass der im Querdrucknachweis enthaltene Faktor kc,90 entgegen der bisherigen Nachweisführung von der Art der Lastausbreitung abhängig ist. Auf dieser Basis wird ein Bemessungsansatz entwickelt und diskutiert, der eine Berechnung der Querdrucktragfähigkeit in Abhängigkeit von der zulässigen Verformung ermöglicht.Behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grainThis paper discusses the behaviour of glulam beams loaded perpendicular to the grain. A series of 101 tests was performed where the support length and the load situation were varied. The results are compared to the load carrying capacities calculated with the currently valid model of EN 1995-1-1:2010. The deformations across the beam height are analysed. Based on the modulus of elasticity, conclusions on load distribution and the contribution of continuous wood fibres on the effective contact area are drawn. The factor kc,90 is dependent on the load distribution. On this basis, a model to calculate the load carrying capacity perpendicular to the grain in dependence of an accepted deformation is discussed.
      PubDate: 2017-10-12T01:40:20.332673-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700048
  • Wiederanbindung des historischen Hafens Bad Karlshafen an die Weser
    • Authors: Björn Helfers
      Abstract: Bad Karlshafen an der Nordspitze Hessens ist der geplante Traum. Der Gründer Landgraf Carl ließ das sumpfige Gebiet an der Mündung der Diemel in die Weser 1699 trockenlegen, um dort eine Barockstadt vom Reißbrett rund um ein Hafenbecken anzulegen. Das Hafenbecken inmitten der neuen Stadt wiederum sollte – ganz im Denken der Epoche – den Besatzungen der einfahrenden Schiffe ein prachtvoller Hinweis auf den Herrscher sein. Indem er solches mit den modernsten Techniken der Zeit erschaffen ließ, zeigte der Landgraf, dass es ihm sogar gelang, die Natur zu beherrschen und das Landschaftsbild regelrecht zu inszenieren. Die historische Schleuse zur Weser hin versieht ihren Dienst schon lange nicht mehr und die Brücke über die einstige Hafeneinfahrt wurde zum befestigten Straßendamm, der das Becken für Schiffe von der Zufahrt zur Weser abriegelt. Dies soll durch die Wiederanbindung des Hafens Bad Karlshafen an die Weser wieder korrigiert und der Hafen damit wieder zur Weser hin geöffnet werden.Im Februar 2016 sprach sich eine knappe Mehrheit der Bad Karlshafener Bürger (51:49) in einem Bürgerentscheid für die Öffnung des Hafens zur Weser aus. Im Herbst 2016 wurde daraufhin mit den Planungen zur Hafenöffnung begonnen.Reconnecting the historical harbor Bad Karlshafen to the river Weser – expedient lock planningBad Karlshafen is a beautiful planned town at the northern tip of Hesse. In 1699 the founder, Earl Carl, ordered to drain the swampy area at the Diemel Estuary where it joined the Weser for creating a baroque town around the basin. The new town in the basin was designed to impress the crews of incoming ships with its marvelous architecture. For that the Earl used state-of-the-art technology at the time which demonstrated his mastery over the landscape and nature. At present the historic lock doesn't operate and the bridge over the former harbor entrance is now a road embankment. This will now be changed and the historical harbor will be reconnected to the harbor.In February 2016, a narrow majority of the citizens (51:49) voted in favor of the construction project and therefore the port opening to the Weser. In autumn 2016 the engineering association began to plan.
      PubDate: 2017-10-06T08:46:40.83011-05:0
      DOI: 10.1002/bate.201700073
  • Der Einbau der neuen Hilfsbrücke ZH 31 an der Eisenbahnüberführung
           Stauffenbergallee in Dresden
    • Authors: Jens Tusche
      Abstract: Im Zuge der Eisenbahnstrecke Görlitz–Dresden befindet sich die Eisenbahnüberführung über die Stauffenbergallee in Dresden. Diese Brücke wurde bedingt durch ihren schlechten Zustand durch Hilfsbrücken ersetzt. Dabei handelt es sich um einen der ersten Einsätze der neu entwickelten Zwillingsträgerhilfsbrücke ZH 31, die Stützweiten von 28,80–31,20 m ermöglicht und damit das Zwillingsträgerhilfsbrückensortiment der Deutschen Bahn von Stützweiten von bisher bis 26,40 auf 31,20 m ergänzt.Installation of new ZH 31 auxiliary bridge at the Stauffenbergallee railway crossing in DresdenAlong the Görlitz–Dresden railway line there is a railway bridge that leads over Stauffenbergallee in Dresden. Due to its poor condition, this bridge has been replaced by auxiliary bridges. This is one of the first uses of this newly developed ZH 31 twin-beam auxiliary bridge. It enables spans between 28.80 and 31.20 m, an increase of 2.4 m compared with the twin-beam auxiliary bridges previously available to Deutsche Bahn.
      PubDate: 2017-10-06T05:47:00.967125-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700054
  • Numerische Modellbildung für Anschlüsse im Holzbau
    • Authors: Mike Oppel; Markus Jahreis, Karl Rautenstrauch
      Abstract: Die Komplexität von Ingenieurbauwerken im Holzbau nimmt ständig zu, sodass die zutreffende Abschätzung des Strukturverhaltens und der materialgerechte Entwurf Herausforderungen darstellen können. Insbesondere für die numerische Analyse der lokal begrenzten Einleitung großer Beanspruchungen im Bereich von Anschlüssen lässt sich die Finite-Elemente-Methode (FEM) vorteilhaft nutzen. Zuverlässige Ergebnisse resp. Aussagen zum Strukturverhalten und zu den Versagenskriterien erfordern eine sachgerechte Bewertung der Modellqualität, um im Spannungsfeld zwischen Modellgröße und Rechenaufwand eine bedarfsgerechte Simulation zu erstellen. Am Beispiel des Anschlusses stabförmiger Holzbauteile mittels Gewindestäben, die mit einem großvolumigen Polymerverguss im Holz verankert sind, werden nachfolgend die Mindestanforderungen an eine problemorientiert gestaltete, numerische Simulation dargestellt. Ergebnisse, Zusammenhänge und die zu erzielenden Genauigkeiten zwischen Experiment und Numerik werden anschaulich gegenübergestellt.Numeric models for joints in timber engineeringModern engineered structures become more difficile and the approaches for load bearing system and design with them. Finite Elements Method (FEM) can help to solve the task. The quality of the model, the trustworthiness of the results especially at details, the exactness of the load bearing behavior and mode of collapse need to be improved frequently. The aim is, to find an efficient but realistic model with low computing effort.
      PubDate: 2017-10-02T03:10:20.203812-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700079
  • Das Dehnungs- und Tragverhalten von Brettschichtholz beim Lasteintrag
           durch Vollgewindeschrauben
    • Authors: Martin Trautz
      Abstract: Vollgewindeschrauben werden im Ingenieurholzbau heute vermehrt als Verstärkungs- und Verbindungselemente eingesetzt. Dabei kommen auch besonders lange Schrauben (I > 300mm) zum Einsatz, die wie Rippenstähle im Stahlbetonbau als Bewehrung wirken. Infolge der Anisotropie des Holzes ist der Lasteintrag bzw. Lastaustrag der Schrauben stark abhängig vom Winkel, den sie mit der Faserrichtung des Holzes einschließen, und dabei sehr unterschiedlich. Entsprechende Dehnungsverteilungen konnten mit den bisherigen Mitteln, mit Dehnmessstreifen, wenn überhaupt, dann nur lokal nachgewiesen werden. Erst mit dem Einsatz photogrammetrischer Methoden wie der Digital Image Correlation (DIC) ist es möglich, das Dehnungs- und Deformationsverhalten von Brettschichtholz unter Belastung mittels Schrauben zusammenhängend über die Oberfläche eines beanspruchten Tragelementes sichtbar zu machen. Diese Veröffentlichung zeigt erste Ergebnisse von Deformationsuntersuchungen auf Basis von DIC. Sie bestätigten einige bisher antizipierte, aber nicht belegbare Tragverhaltensphänomene, wie etwa die Abhängigkeit des Lasteintrags in die Holzmatrix vom Winkel zwischen Schraube und Faserverlauf. Es zeigte sich aber auch, dass die Inhomogenität des natürlich gewachsenen Werkstoffes Holz zu Unregelmäßigkeiten führt, die entsprechende ‘Unschärfen’ bezüglich der Modellierung des Material – und des Verbundverhaltens mit sich bringt. Dennoch wurden allgemeine Bemessungsansätze für Schrauben formuliert, die auf die individuelle lokale Beschaffenheit der Holzmatrix – bestimmbar mittels DIC – abgestimmt werden können.Deformation- and load-bearing behaviour of glue-laminated-timber under load entry by fully-threaded-screwsFor some time past fully-threaded-screws are not anymore used for fixing but also as reinforcement and exclusive connecting elements of structural timber parts. In this context particularly long screws (l>300mm) compared to conventional applications are deployed. They work similar to steel reinforcement in concrete carrying tensile and compression forces and bind structural elements together. Timber and screws together may be described as a composite material like concrete, however with an anisotropic matrix with different strength and stiffness in the different dimensions of the material-matrix. Depending on the position of a screw and their inclination to grain different load-bearing effects arise which were hard to verify until now. Investigations of bond behaviour of fully-threaded-screws brought in timber carried out by the Chair of Structures and Structural Design and the Institute of Material Sciences (ibac) of Aachen University with the help of Digital Image Correlation (DIC) allowed the visualization of strain and deformation distribution on the surfaces of structural timber elements. In difference to strain-measuring-gauges which give just spotty information the DIC-method gives a coherent view on the strain and deformation distribution of individual timber specimens and that way a visualization of the actual and local loadbearing behaviour of screw-reinforced-timber.
      PubDate: 2017-10-02T02:40:22.443455-05:
      DOI: 10.1002/bate.201700068
  • Dissipative Stahlblechverbindungen für aussteifende Wandscheiben aus
    • 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
  • Mehrvergütungsansprüche für Allgemeine Geschäftskosten nach dem
           Äquivalenzprinzip für Mehr- und Mindermengen sowie für Behinderung bei
    • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • BAUTECHNIK aktuell 11/2017
    • Pages: 821 - 824
      Abstract: PersönlichesNachruf Prof. DuddeckVeranstaltungenDigitales Planen und BauenAuslobungProgrammwettbewerb zur BauakademieFirmen und VerbändeDBV-Neuerscheinungen zum „Chemischen Angriff auf Beton“ZuschriftZuschrift
      PubDate: 2017-11-02T03:38:39.017215-05:
      DOI: 10.1002/bate.201771103
  • Kongresse – Symposien – Seminare – Messen
    • Pages: 825 - 826
      PubDate: 2017-11-02T03:38:36.735232-05:
      DOI: 10.1002/bate.201771104
School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
Edinburgh, EH14 4AS, UK
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