ce/papers最新文献

Einsatz faseroptischer Sensorik zur Überwachung von Formänderungen tragender Stampflehmwände

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3297

Iveta Šarmanová, Ingo Candussi, Andreas Trummer, Andrea Agreiter, Werner Lienhart

{"title":"Einsatz faseroptischer Sensorik zur Überwachung von Formänderungen tragender Stampflehmwände","authors":"Iveta Šarmanová, Ingo Candussi, Andreas Trummer, Andrea Agreiter, Werner Lienhart","doi":"10.1002/cepa.3297","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/cepa.3297","url":null,"abstract":"<div>\u0000 <p>Die Analyse des Formänderungsverhaltens tragender Stampflehmwände unter statischer Belastung und Feuchtigkeitsschwankungen gewinnt an Bedeutung. In diesem Zusammenhang wurde die Anwendung faseroptischer Sensorik (FOS) als zerstörungsfreie Messtechnologie zur Überwachung der Deformationsprozesse von Stampflehm untersucht. Während sich FOS in verschiedenen Bereichen des Bauwesens und der Ingenieurgeodäsie bereits bewährt hat, wurde ihr Einsatz für Stampflehm bislang nicht systematisch erforscht.</p>\u0000 <p>Dieser Beitrag präsentiert zwei experimentelle Prüfreihen an Stampflehmprüfkörpern unterschiedlicher Größe, wobei zwei verschiedene Sensorintegrationsmethoden getestet wurden: das direkte Einstampfen der Sensorkabel während des Herstellungsprozesses und die nachträgliche Einklebung auf die Bauteiloberfläche. Ziel war die Evaluierung der Messgenauigkeit, Zuverlässigkeit und praktischen Anwendbarkeit dieser hochsensiblen Technologie im Stampflehm.</p>\u0000 <p>Das Deformationsverhalten der Stampflehmprüfkörper wurde unter Zug- und Druckbelastung bis zum Versagen mittels FOS aufgezeichnet. Die erfassten Messdaten wurden mit etablierten Referenzmessmethoden, wie Setzdehnungsaufnehmern, verglichen, um die Messgenauigkeit der faseroptischen Sensorik sowohl für positive als auch für negative Verformungen zu validieren.</p>\u0000 <p>Die experimentellen Ergebnisse bieten eine Grundlage zur Diskussion über das Potenzial der faseroptischen Sensorik als Monitoring-Instrument für Formänderungen in Stampflehmbauten.</p>\u0000 </div>","PeriodicalId":100223,"journal":{"name":"ce/papers","volume":"8 1","pages":"134-145"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2025-03-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cepa.3297","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143554644","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Vergleichende Untersuchungen zur Mauerwerksdruckfestigkeit von Lehmdickbett - und Lehmdünnbettmörteln mittels digitaler Bildkorrelation

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3295

Claudia Zauke, Anne Tretau, Martin Ganß, Marco Krüger, Vincent Heurtel, Christoph Liebrich

引用次数: 0

Strengthening Earthen Building Materials with Cellulose Fibres

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3289

Larissa Daube

{"title":"Strengthening Earthen Building Materials with Cellulose Fibres","authors":"Larissa Daube","doi":"10.1002/cepa.3289","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/cepa.3289","url":null,"abstract":"<div>\u0000 \u0000 <p>This study investigates the potential of cellulose fibres (CF) to improve the structural properties of rammed earth. The cellulose fibres, derived from recycled newspapers and typically offered as blown-in insulation, are mixed into the rammed earth mixture. The results indicate that even modest additions of CF (20 vol.%) significantly increase compressive strength by an average of 14%, highlighting CF's potential as an eco-friendly additive for enhancing earthen materials. The use of 50 vol.% CF reduces the material's density by 12%, while reaching the threshold for load-bearing applications. At the same time, the measurement of the shrinkage dimension shows that the greater addition of water leads to shrinkage deformations of over 2%. However, this improvement in density enhances transportability and reduces the ecological footprint of construction logistics. Nevertheless, these mixtures also exhibit increased ductility. While the reduced density benefits transportation, it does not yet provide sufficient thermal insulation. Larger CF proportions (up to 70 vol.-%) resulted in lighter mixtures but failed to meet the threshold for load-bearing applications.</p>\u0000 <p>These findings indicate that CF has significant potential as an additive to enhance the performance of clay-based building materials. By utilizing recycled waste materials, CF offers a sustainable, recyclable solution that aligns with eco-friendly construction practices. This research paves the way for innovative approaches in sustainable development, promoting greener alternatives in the construction industry.</p>\u0000 </div>","PeriodicalId":100223,"journal":{"name":"ce/papers","volume":"8 1","pages":"34-44"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2025-03-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cepa.3289","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143555003","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Untersuchungen von stranggepressten Hochlochlehmsteinen als Alternative für Innenwandkonstruktionen

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3296

Elisa Berker, Jutta Albus, Florian Soßna, Jeanette Orlowsky

引用次数: 0

Aktivierung der Tragfähigkeit von Lehmbaustoffen in Holz-Lehm-Verbunddecken

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3288

M.Sc. Hannah Herrmann, Dr.-Ing. Ingmar Kurtz, Prof. Dipl. Ing. M.Arch. Felix Waechter BDA, B.Sc. Johannes Fröhlich, Prof. Dr.-Ing. Karsten Tichelmann

引用次数: 0

Timber-Earth – Structural Behaviour of a Composite Material for Horizontal Building Elements

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3290

M. Eng. Tamara Haußer, Prof. Dr.-Ing. Riccardo La Magna

{"title":"Timber-Earth – Structural Behaviour of a Composite Material for Horizontal Building Elements","authors":"M. Eng. Tamara Haußer, Prof. Dr.-Ing. Riccardo La Magna","doi":"10.1002/cepa.3290","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/cepa.3290","url":null,"abstract":"<div>\u0000 <p>Timber-earth hybrid systems for horizontally spanning structural elements offer a sustainable, circular-oriented solution with additional benefits related to sound insulation, fire resistance, and thermal mass. By leveraging the ecological advantages of earthen construction - such as low embodied emissions and material reusability - these systems present a viable alternative to conventional methods and contribute to a reduced environmental impact in the construction sector.</p>\u0000 <p>This paper focuses on integrating earth as a load-bearing component to ensure effective load distribution between timber and earth. A key challenge in bending-stressed timber-earth systems is achieving efficient shear force transfer for reliable structural performance. To address this, a series of push-out tests were carried out, drawing on established approaches from timber-concrete composite research. The scalability of the resulting shear connection properties was then examined through tests on full-scale (1:1) components employing various shear connector types. For an initial numerical and computational assessment, commonly used design methods from timber-concrete composite systems - such as the γ-method and the truss model method - were employed.</p>\u0000 </div>","PeriodicalId":100223,"journal":{"name":"ce/papers","volume":"8 1","pages":"45-56"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2025-03-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cepa.3290","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143555006","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

FACHWERK NEU GEDACHT – Entwurf eines Wandelements aus Holz und Lehm für die industrielle Vorfertigung

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3292

Joël Henninger, Ludwig Acker

{"title":"FACHWERK NEU GEDACHT – Entwurf eines Wandelements aus Holz und Lehm für die industrielle Vorfertigung","authors":"Joël Henninger, Ludwig Acker","doi":"10.1002/cepa.3292","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/cepa.3292","url":null,"abstract":"<div>\u0000 <p>Ziel dieser Arbeit ist, den Herstellungsprozess von Wandelementen aus Lehm und einem minimierten konstruktiv notwendigen Holzanteil zu untersuchen und die Verbindung dieser beiden Materialien zu bewerten.</p>\u0000 <p>Dies ist insofern von hoher Relevanz, als dass Holz als Baustoff der Zukunft gehandelt wird, jedoch häufig nicht ressourceneffizient zum Einsatz kommt (Massivholzbauweise). Gerade bei Fassaden und Innenwänden lässt sich der Holzanteil auf ein Wesentliches, statisch notwendiges Maß reduzieren. Hier kommt der Baustoff Lehm zum Einsatz, der den übrigen Raumabschluss liefert und in Mitteleuropa reichlich zur Verfügung steht. Im Zuge der Arbeit wurden nach ausführlicher Recherche zum Thema Fachwerk und Stampflehm Prototypen hergestellt und diese in Bezug auf Gefachgröße, Holz-Lehm-Verbindung, Zusammensetzung der Lehmmischung und deren Auswirkungen auf das Schwindverhalten und die Stabilität der Ausfachung mit Lehm betrachtet. Eine Testreihe, bei der die Lehmausfachungen im Flächenschwerpunkt belastet wurden, wies auf die vorteilhaften Eigenschaften von Lehmmischungen mit Faserzuschlägen in Form von Stroh und auf die besseren Eigenschaften einer Doppelnut im Vergleich zu einer Trapezleiste bei der Verbindung von Holz und Lehm hin. Beim Schwindverhalten konnten geringfügige Vorteile bei den Gefachen mit Trapezleisten und reinen Stampflehmmischungen beobachtet werden. Mit diesen Ergebnissen ist die Funktionstüchtigkeit des Wandelements unter Beweis gestellt. Es können weitere Versuchsreihen geplant und die beobachteten Tendenzen differenzierter und spezifischer ermittelt werden.</p>\u0000 </div>","PeriodicalId":100223,"journal":{"name":"ce/papers","volume":"8 1","pages":"69-80"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2025-03-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cepa.3292","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143554980","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

FerrumLutum: Entwicklung eines hybriden Deckensystems aus Lehm und Stahl durch Neuinterpretation historischer Gewölbedecken

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3293

Hilke Manot M. Sc. Architektur, Prof. Dr.-Ing. Julian Lienhard

{"title":"FerrumLutum: Entwicklung eines hybriden Deckensystems aus Lehm und Stahl durch Neuinterpretation historischer Gewölbedecken","authors":"Hilke Manot M. Sc. Architektur, Prof. Dr.-Ing. Julian Lienhard","doi":"10.1002/cepa.3293","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/cepa.3293","url":null,"abstract":"<div>\u0000 <p>Ziel der Forschung ist die Förderung der Kreislaufwirtschaft durch Wiederverwendung von Bauteilen aus dem anthropogenen Lager bei gleichzeitiger Einbindung zirkulärer, natürlicher Baustoffe aus dem lokalen Kontext. Hier zeigen sich zwei Baustoffe als besonders vielversprechend: Lehm als regional in großen Mengen verfügbare Ressource und Stahl als langlebiges und widerstandsfähiges Material aus der urbanen Mine. Untersucht wird das Zusammenwirken beider Baustoffe in hybrider Bauweise für den mehrgeschossigen Wohnungsbau mit dem Fokus auf Entwicklung eines Kappendeckensystems. Dabei werden Stahlprofile für die zugbeanspruchten Träger eingesetzt [1], während Stampflehm in den druckbeanspruchten Decken Anwendung findet [2] (Abb.1). Die Idee dieser Symbiose beruht auf dem intelligenten Ausnutzen der gegensätzlichen Materialeigenschaften. Auf diese Weise sollen im Vergleich zu konventionellen Bauweisen deutliche Einsparungen in der Ökobilanzierung erzielt und beide Baustoffe für den Geschossbau skalierbar gemacht werden [3]. Als konzeptionelle Grundlage fungiert ein exemplarisches Modellgebäude, um den Einsatz beider Baustoffe hinsichtlich ihrer konstruktiven und bauphysikalischen Eigenschaften in einem plausiblen Anwendungsfall zu demonstrieren, wobei materialbedingte Herausforderungen zum Brand- und Wasserschutz thematisiert werden.</p>\u0000 </div>","PeriodicalId":100223,"journal":{"name":"ce/papers","volume":"8 1","pages":"81-92"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2025-03-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cepa.3293","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143554981","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Structural Design of Earth Masonry in Accordance with Eurocode 6 – Considering Moisture Content and E/fk Ratio

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3287

Philipp Wiehle, Johanna Baier, Marc Thiele

{"title":"Structural Design of Earth Masonry in Accordance with Eurocode 6 – Considering Moisture Content and E/fk Ratio","authors":"Philipp Wiehle, Johanna Baier, Marc Thiele","doi":"10.1002/cepa.3287","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/cepa.3287","url":null,"abstract":"<div>\u0000 <p>The load-bearing behaviour of earth masonry is similar to conventional masonry, with two key differences: compressive strength and Young's modulus are dependent on moisture content, and the ratio between Young's modulus and characteristic compressive strength (<i>E</i>/<i>f</i>k) is significantly lower. The current design concept according to the Lehmbau Regeln does not explicitly address these factors, relying instead on a general safety margin, leading to an underestimation of the load-bearing capacity of modern earth masonry.</p>\u0000 <p>Compression tests on small-scale masonry specimens and storey-high walls revealed that compressive strength and Young's modulus decrease inversely proportional to the increase in relative humidity. Additionally, it was found that conventional masonry design guidelines overestimate the buckling resistance of earth masonry due to its low <i>E</i>/<i>f</i>k ratio of ∼440. However, this ratio remains independent of moisture content, simplifying structural design, as the load-bearing capacity is only influenced by wall slenderness.</p>\u0000 <p>The study's findings form the foundation for the newly published German design standard DIN 18940, which explicitly considers moisture content through service classes with moisture factors and addresses the low <i>E</i>/<i>f</i>k ratio with a bilinear adaptation of the reduction factor considering the slenderness. Along with the introduction of the semi-probabilistic design concept and rigid-plastic determination of cross-sectional load-bearing capacity, modern earth masonry can now be applied in buildings up to four storeys.</p>\u0000 </div>","PeriodicalId":100223,"journal":{"name":"ce/papers","volume":"8 1","pages":"9-21"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2025-03-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cepa.3287","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143555001","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Testing Ground: A Democratized, Low-Tech Method for In-Situ Rammed Earth Compression Testing.

ce/papers Pub Date : 2025-03-05 DOI: 10.1002/cepa.3299

Neal Lucas Hitch, Kristina Fisher, Martin Hitch, Dan Bergsagel

{"title":"Testing Ground: A Democratized, Low-Tech Method for In-Situ Rammed Earth Compression Testing.","authors":"Neal Lucas Hitch, Kristina Fisher, Martin Hitch, Dan Bergsagel","doi":"10.1002/cepa.3299","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/cepa.3299","url":null,"abstract":"<div>\u0000 <p>This paper introduces a novel method for the in-situ compression testing of cylindrical rammed earth samples, offering a low-cost, time-efficient, lower-bound alternative to laboratory-based testing. Utilizing widely accessible and inexpensive materials, the method aims to remove technical and financial barriers to rammed earth testing, providing key material mechanical property data and thereby broadening access to rammed earth as a viable, sustainable construction method for diverse clients and climates in a modern building ecosystem.</p>\u0000 <p>As a proof of concept, this paper details the practical implementation of this method in constructing a series of sculptural public rammed earth walls in the humid continental climate of Bondurant, Iowa, United States, thus demonstrating the method's feasibility and versatility while showcasing its potential to democratize access to reliable lower-bound rammed earth compression testing. The result is an open-source process for testing rammed earth specimens, contributing to a growing digital commons of information and methods aimed at making earthen construction more feasible within modern construction ecosystems.</p>\u0000 </div>","PeriodicalId":100223,"journal":{"name":"ce/papers","volume":"8 1","pages":"158-167"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2025-03-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cepa.3299","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143554645","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

引用次数: 0