M.Sc. Yannik Schwarz, Dr.-Ing. David Sanio, Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark
{"title":"Berechnungsmodell zur thermischen Vorspannung nachträglich ergänzter Bewehrung","authors":"M.Sc. Yannik Schwarz, Dr.-Ing. David Sanio, Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark","doi":"10.1002/best.202400050","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400050","url":null,"abstract":"<p>Zentrale technische Einschränkung vieler Verstärkungsmaßnahmen ist, dass diese nicht für das Konstruktionseigengewicht wirksam sind. Zur Lösung wird für statisch bestimmte Tragwerke die gezielte Temperierung von in Schlitzen ergänzten Bewehrungsstäben vorgeschlagen. Ziel ist es, die Stäbe, die in ein Vergussmaterial eingebettet sind, thermisch vorzudehnen und somit an die Dehnung der Initialbewehrung anzugleichen. Die Verbundwirkung mit dem erhärteten Vergussmaterial verhindert nach dem Stoppen der Wärmezufuhr und dem damit verbundenen Abkühlen die Rückverformung der Stäbe. Dadurch entsteht eine Vorspannkraft, die dem Biegemoment aus dem Eigengewicht entgegenwirkt und die Zugzone des Bestandsquerschnitts entlastet. Im Beitrag wird ein analytisches Berechnungsmodell für das Verstärkungsverfahren vorgestellt und hergeleitet. Dieses wird anhand numerischer Berechnungen und in einer ersten experimentellen Umsetzung verifiziert. Die wesentlichen Einflussgrößen auf die Wirksamkeit der Verstärkung werden im Rahmen von Parameterstudien untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die thermische Vorspannung von nachträglich ergänzten Bewehrungsstäben effektiv möglich ist und mit dem Berechnungsmodell die daraus resultierende Wirkung, je nach untersuchten Randbedingungen, mit einer Genauigkeit von 80 bis 97 % erfasst werden kann. Die Genauigkeit steigt mit zunehmender Querschnittshöhe, einer geringeren Ausgangstemperatur des Querschnitts sowie einer geringeren Wärmeleitfähigkeit des Betons im Initialquerschnitt.</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 12","pages":"894-907"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142764489","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
M.Sc. Jannik Hoppe, M.Sc. Yannik Schwarz, Dr.-Ing. Jan Stindt, Dr.-Ing. Patrick Forman, Dr.-Ing. David Sanio, Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark
{"title":"Prozessbegleitende Ableitung mechanischer Eigenschaften hochfester Betone bei Schnellfertigung","authors":"M.Sc. Jannik Hoppe, M.Sc. Yannik Schwarz, Dr.-Ing. Jan Stindt, Dr.-Ing. Patrick Forman, Dr.-Ing. David Sanio, Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark","doi":"10.1002/best.202400042","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400042","url":null,"abstract":"<p>Die Vorfertigung von Stahlbetonbauteilen bietet erhebliche Vorteile gegenüber einer konventionellen Ortbetonbauweise. Beispielsweise erlaubt die Integration einer rapiden Wärmebehandlung die Reduktion der Fertigungszeit hin zu einer Schnellfertigung in nur wenigen Stunden. Behandlungsdauern und -temperaturen nehmen dabei Einfluss auf die Entwicklung der mechanischen Eigenschaften. Die Kontrolle Letzterer gewährleistet die Qualität der Bauteile. Für Betonbauteile werden dazu in der Regel zerstörende Prüfungen in Begleitversuchen eingesetzt. Im Beitrag wird eine Methode entwickelt, mit der sich Druckfestigkeit, E-Modul und Verbundfestigkeit anhand einer im Prozess integrierbaren Prüfung ableiten lassen. Untersucht wird dazu die Eignung der Rückprallhammerprüfung, wobei die Randbedingungen der Wärmebehandlung berücksichtigt werden. In experimentellen Untersuchungen werden die aufgeführten Zielgrößen für den hochfesten Nanodur-Beton bei Herstellung mit variierender Wärmebehandlungsdauer bestimmt. Den experimentellen werden rechnerisch, anhand normativ beschriebener Zusammenhänge, abgeleitete Größen gegenübergestellt. So wird ein Modell gebildet, mit dem sich die Druckfestigkeit und auf Basis dieser der Elastizitätsmodul und die Verbundfestigkeit ableiten lassen. Die Methode wird anhand der gegenübergestellten Werte diskutiert und die Anwendung an einem simplen Beispiel gezeigt sowie Empfehlungen für den Einsatz zur Kontrolle mechanischer Eigenschaften in der Schnellfertigung gegeben.</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 11","pages":"798-809"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142588233","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Dipl.-Ing. Johannes Glaßner, Dipl.-Ing. Goran Vojvodic, Prof. i.R. Dr.-Ing. habil. Nguyen Viet Tue
{"title":"Stumpfstöße von Stahlbetonstützen mit hochfestem Betonstahl und großen Bewehrungsgraden","authors":"Dipl.-Ing. Johannes Glaßner, Dipl.-Ing. Goran Vojvodic, Prof. i.R. Dr.-Ing. habil. Nguyen Viet Tue","doi":"10.1002/best.202400032","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400032","url":null,"abstract":"<p>Im Hochhausbau stellen Stahlbetonstützen mit hohem Bewehrungsgrad und hochfesten Betonstählen aufgrund von wesentlichen Vorteilen in Herstellung und Kosten eine gute Alternative zu Stahl- und Verbundstützen dar. Ein bedeutendes Konstruktionselement dieses Stützentyps ist der Stumpfstoß aus Stahlplatte und Mörtelfuge, da gewöhnliche Übergreifungen der Bewehrungsstäbe oder Muffenstöße wegen hoher einhergehender Spaltzugkräfte nicht geeignet sind. Zur Untersuchung des Einflusses des Stumpfstoßes auf die Traglast der hochfesten Stahlbetonstützen wurde eine Versuchsserie mit 16 Prüfkörpern durchgeführt. Es zeigt sich, dass durch den Kontaktstoß der Bemessungswert der Streckgrenze des hochfesten Betonstahls überwunden werden kann, sofern der verwendete Beton eine ausreichende Verformungsfähigkeit aufweist. Bei einer Ausführung mit hoher Genauigkeit des Bewehrungskorbs sind kaum Lastumlagerungen zwischen Längsbewehrung und Beton im unmittelbaren Bereich des Stumpfstoßes zu erwarten. Insgesamt konnten entgegen vorangegangener Forschungsergebnisse keine negativen Auswirkungen aufgrund von Stumpfstößen festgestellt werden. Die bei hohen Bewehrungsgraden beobachteten frühzeitig auftretenden lokalen Abplatzungen der Betondeckung konnten auf die Verformung der angrenzenden Stahlplatten gegenüber der Prüfmaschine zurückgeführt werden.</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 9","pages":"687-695"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142165658","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 8/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202480801","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202480801","url":null,"abstract":"<p><b>Zum Titelbild</b>: In der Frankfurter City entsteht auf dem ehemaligen Deutsche-Bank-Gelände ein beeindruckendes neues Gebäudeensemble aus vier Hochhäusern zwischen 105 und 233 m. Das neue Quartier wird Arbeiten und Wohnen verbinden und zusätzlich werden Gastronomie, Hotels, kleine Geschäfte und eine Food Hall Einzug in das bis dahin abgeriegelte Areal finden. Mit seinen 215.000 m<sup>2</sup> Geschossfläche ist FOUR eines der größten Bauprojekte in Europa. Die Büroflächen der obersten Etagen in Turm 1 werden die höchsten Deutschlands sein. Die innerstädtische Lage stellt das Projekt vor besondere Herausforderungen. Beispielsweise wurde die Baugrube in Deckelbauweise hergestellt. Die unterschiedlichen Anforderungen an die Nutzung der Türme führte zu unterschiedlichen Bauweisen der Regelgeschosse: Während der Rohbau der Wohntürme in Ortbeton hergestellt wurde, stellte sich für die Bürotürme die Fertigteilbauweise als wirtschaftlichste Bauweise heraus. Für den Bauherren spielte das Thema Nachhaltigkeit von Beginn an eine entscheidende Rolle. So ist FOUR FRANKFURT nun auch das erste Bauprojekt, bei dem das Nutzungsprofil „Vertical Cities“ der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) angewandt wird. Der Rohbau ist inzwischen weitgehend abgeschlossen, die Fertigstellung ist für 2025 geplant. Der Beitrag auf S. 605–614 stellt das Projekt vor.</p><p>(Foto: Bollinger+Grohmann)</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 8","pages":""},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/best.202480801","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141967831","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Veranstaltungen: Beton- und Stahlbetonbau 8/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202480879","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202480879","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 8","pages":"619-620"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141967835","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Schuldenbremse und marode Brücken: Warum wir jetzt in Forschung und Ausbildung investieren müssen","authors":"Prof. Dr.-Ing. Martin Claßen","doi":"10.1002/best.202480831","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202480831","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 8","pages":"545-546"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/best.202480831","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141967833","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Vorschau: Beton- und Stahlbetonbau 9/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202480899","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202480899","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 8","pages":""},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/best.202480899","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141967085","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 8/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202480811","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202480811","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 8","pages":""},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/best.202480811","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141967832","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"OA","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Beton- und Stahlbetonbau aktuell Beton- und Stahlbetonbau 8/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202480871","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202480871","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 8","pages":"615-618"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141967834","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
M.Sc. Thilo Schmidt, M.Sc. Lion Feldick, Prof. Dr.-Ing. Andreas Dridiger, Prof. Dr.-Ing. Andrej Albert
{"title":"Stahlbetonbalken unter reiner Querkraftbeanspruchung","authors":"M.Sc. Thilo Schmidt, M.Sc. Lion Feldick, Prof. Dr.-Ing. Andreas Dridiger, Prof. Dr.-Ing. Andrej Albert","doi":"10.1002/best.202400033","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400033","url":null,"abstract":"<p>Die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonbauteilen wird üblicherweise experimentell untersucht, indem die Versuchskörper durch vertikale Lasten beansprucht werden. Infolge dieser Beanspruchung entstehen in den Versuchskörpern Schnittgrößen in Form von Biegemomenten und Querkräften. Diese Schnittgrößen lassen sich unter solch einer Belastungssituation jedoch nicht unabhängig voneinander steuern. Dieser Beitrag stellt einen Versuchsaufbau vor, der es ermöglichen soll, ein konstantes Biegemoment und eine konstante Querkraft beliebiger Größe in einem Stahlbetonbalken zu erzeugen. Die Belastungssituation zur Erzeugung einer konstanten Querkraft in einem Balken mit Rechteckquerschnitt wurde in drei Bauteilversuchen umgesetzt. Zusätzlich wurde ein FEM-Modell für Vergleichsberechnungen entwickelt. In den Bauteilversuchen zeigten alle Probekörper ein schlagartiges Versagen ohne erkennbare Vorankündigung. Bezüglich des Kraft-Verformungs-Verhaltens und der berechneten Tragfähigkeiten zeigten sich gute Übereinstimmungen zwischen den Bauteilversuchen und den begleitenden FEM-Simulationen. Zur Erzeugung eines Zustands reiner Querkraftbeanspruchung in Stahlbetonbalken wird der vorgestellte Versuchsaufbau als grundsätzlich geeignet angesehen.</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 9","pages":"696-707"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-08-06","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142165505","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}