Dr.-Ing. Till Heidrich, Dr.-Ing. Torsten Welsch, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martina Schnellenbach-Held
{"title":"Hochleistungsaerogelbeton – Biegetragverhalten mit Bewehrung aus GFK","authors":"Dr.-Ing. Till Heidrich, Dr.-Ing. Torsten Welsch, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martina Schnellenbach-Held","doi":"10.1002/best.202400056","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400056","url":null,"abstract":"<p>Hochleistungsaerogelbeton (High Performance Aerogel Concrete, HPAC) ist ein neuartiger, auf einer Einbettung von Leichtzuschlägen aus Silica-Aerogelen in HPC-Matrizen basierender Konstruktionsleichtbeton. Für die Herstellung biegebeanspruchter HPAC-Bauteile ist, wie bei Normal- und anderen Konstruktionsleichtbetonen auch, die Anordnung einer inneren Bewehrung auf der Biegezugseite erforderlich. Aus bauphysikalischen Erwägungen und aus Gründen der Dauerhaftigkeit sollte hierfür vorzugweise Bewehrung aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK), bspw. GFK-Bewehrung, zum Einsatz kommen. Um das Biegetragverhalten FVK-bewehrter HPAC-Bauteile zu untersuchen, wurden 16 Vier-Punkt-Biegeversuche an HPAC-Balken unterschiedlicher Festigkeiten und mit unterschiedlichen Bewehrungsgraden durchgeführt. Zum besseren Verständnis der Versagensmechanismen wurden physikalisch nichtlineare Finite-Elemente-Simulationen durchgeführt, die anhand der Versuchsergebnisse validiert wurden. Aus den Resultaten der experimentellen und numerischen Untersuchungen wurde ein Modell zur Biegebemessung FVK-bewehrter HPAC-Bauteile abgeleitet. Nachfolgend werden diese Arbeiten zum Biegetragverhalten von HPAC-Bauteilen mit GFK-Bewehrung vorgestellt.</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"120 4","pages":"285-297"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-11-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143801658","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. Kai Zernsdorf, Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine, Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. em. Manfred Curbach, Prof. Dr.-Ing. Thomas Bösche
{"title":"Simulation von Betonstrukturen mit mineralisch gebundener Carbonfaserbewehrung","authors":"M.Sc. Kai Zernsdorf, Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine, Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. em. Manfred Curbach, Prof. Dr.-Ing. Thomas Bösche","doi":"10.1002/best.202400068","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400068","url":null,"abstract":"<p>Das Verbundverhalten zwischen Bewehrung und Beton sowie die Betonschädigung sind entscheidend für die Gebrauchstauglichkeit von Bauteilen. Die Prognose von Verformungen, Rissabständen und -öffnungen in Strukturen unter Zug- und Biegebeanspruchung stellt aufgrund des Schädigungsverhaltens des Betons sowie seines nichtlinearen Verbundverhaltens eine Herausforderung dar. Die Studie ist auf die experimentelle und numerische Untersuchung von Betonstrukturen ausgerichtet, die mit mineralisch gebundenen Carbonfasern (MCF) bewehrt sind. Ziel der Arbeit ist es, numerische Struktur- und Materialmodelle zu definieren und zu validieren, die eine präzise Vorhersage des Trag-, Verformungs- und Rissbildungsverhaltens MCF-bewehrter Bauteile ermöglichen. Im Folgenden werden die eigens durchgeführten experimentellen Dehnkörperversuche sowie der 4-Punkt-Biegezugversuch dargelegt. Der Beschreibung der experimentellen Untersuchungen folgen die Definition und die Erläuterung der numerischen Modelle, die in dieser Studie zugrunde gelegt werden. Abschließend werden die Modelle danach bewertet, wie gut sie die experimentellen Versuche wiedergegeben. Durch Definition und Validierung numerischer Struktur- und Materialmodelle für MCF-bewehrte Betonstrukturen sollen die Berechnung und die Bemessung ermöglicht werden, um die Anwendung des innovativen Bewehrungsmaterials in weiteren Bauteilen zu fördern.</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"120 4","pages":"271-284"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143801382","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":"Zirkulär Bauen","authors":"Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark","doi":"10.1002/best.202481131","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202481131","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 11","pages":"797"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-11-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/best.202481131","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142588081","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 11/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202481179","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202481179","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 11","pages":"861-862"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-11-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142588121","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":"Beton- und Stahlbetonbau aktuell Beton- und Stahlbetonbau 11/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202481171","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202481171","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 11","pages":"859-861"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-11-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142588120","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":"Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 11/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202481111","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202481111","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 11","pages":""},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-11-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/best.202481111","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142588080","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":"Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 11/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202481101","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202481101","url":null,"abstract":"<p><b>Zum Titelbild</b>: Beim Neubau des 415 Natoma, einer Brookfield Property in San Francisco, gingen die Architekten von IwamotoScott Architecture und House & Robertson bei der Planung und Ausführung des polierten Sichtbetonbodens im Untergeschoss innovative Wege: Um dauerhaft funktionale Oberflächeneigenschaften sowie Schönheit zu gewährleisten, entschied man sich gegen die traditionelle Leistungsbegutachtung nach Glanz und folgte stattdessen dem internationalen Trend, in die Bewertung der nano-modifizierten Betonoberfläche quantifizierbare Oberflächeneigenschaften, wie die durchschnittliche Oberflächenrauheit (Ra) und den Reibungskoeffizienten (COF), mit einzubeziehen. Beitrag siehe S. A4 f. (Foto: IwamotoScott, House & Robertson)</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 11","pages":""},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-11-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/best.202481101","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142588079","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 12/2024","authors":"","doi":"10.1002/best.202481199","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202481199","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 11","pages":""},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-11-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/best.202481199","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142588122","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}
Dipl.-Ing. Tobias Neef, Dr. Tom Goertzen, Prof. Dr. Alice Niemeyer, Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine
{"title":"Materialsparende Betondecke aus 3D-gedruckten Verriegelungsblöcken","authors":"Dipl.-Ing. Tobias Neef, Dr. Tom Goertzen, Prof. Dr. Alice Niemeyer, Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine","doi":"10.1002/best.202400061","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400061","url":null,"abstract":"<p>Ein neues modulares Konstruktionsprinzip hat das Potenzial, die Betonbauweise zu revolutionieren: topologische Verriegelung von Bausteinen. Durch die innovative Anordnung dieser Verriegelungsblöcke wird eine kinematische Beanspruchung einzelner Bausteine durch die gesamte Baugruppe effektiv unterbunden, indem die Blöcke sich gegenseitig immobilisieren. Diese Studie untersucht die Synergie zwischen topologisch ineinandergreifenden Baugruppen (TIA = englisch „topological interlocking assemblies“) und 3D-Betondruck und führt eine umfassende Analyse der Herstellungsverfahren und der strukturellen Leistungsfähigkeit durch. Die ohne Bindemittel ineinandergreifenden Verriegelungsblöcke bieten herausragende Perspektiven für nachhaltiges Bauen. In der Untersuchung wird eine Methode zur Optimierung der Blockgeometrien für den 3D-Druck vorgestellt, um die Integrität der Verriegelung sicherzustellen. Drei spezifische Blockgeometrien werden für den 3D-Betondruck entwickelt und getestet. Verschiedene Methoden werden angewendet, um Verriegelungsblöcke herzustellen. Eine Geometrie wird ausgewählt und sowohl im kleinen als auch im großen Maßstab erprobt. Es folgen experimentelle Prüfungen, einschließlich präziser 3D-Fotogrammetriemessungen, zur Bewertung des strukturellen Verhaltens dieser Plattensysteme. Die Ergebnisse demonstrieren eindrucksvoll die Machbarkeit und das enorme Potenzial der Integration von topologischer Verriegelung und 3D-Betondruck für zukunftsfähige Bauanwendungen.</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 12","pages":"882-893"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-10-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142764463","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}
Prof. Dr.-Ing. Mark Fahlbusch, M.Eng. Benjamin Barbaros
{"title":"Das Museum Reinhard Ernst","authors":"Prof. Dr.-Ing. Mark Fahlbusch, M.Eng. Benjamin Barbaros","doi":"10.1002/best.202400073","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400073","url":null,"abstract":"<p>Das Museum Reinhard Ernst (mre) in Wiesbaden beherbergt mit knapp 1000 Gemälden und Skulpturen abstrakter Kunst die Sammlung des Unternehmers und Stifters Reinhard Ernst. Das Gebäude geht auf den Entwurf und die Planung des kürzlich verstorbenen japanischen Pritzker-Preisträgers Fumihiko Maki zurück. Es ist das zehnte Museum des Architekten und sein einziges in Europa. Mit der Umsetzung des Vorhabens wurde das Frankfurter Architekturbüro schneider+schumacher beauftragt, Bollinger+Grohmann waren für die Tragwerksplanung zuständig. Ein vollverglaster Eingangsbereich und ein nach oben offenes Atrium lassen das Innere des Gebäudes hell und einladend erscheinen. Die hohen Decken und breiten Wände bieten den teils großformatigen Kunstwerken auf rund 2500 m<sup>2</sup> Ausstellungsfläche viel Platz und Raum. Im Juni 2024 nahm das Museum seinen Ausstellungsbetrieb auf. Der Neubau wurde zu großen Teilen in Ortbetonbauweise ausgeführt. Das Tragwerkskonzept zeichnet sich durch einige Besonderheiten aus, die den hohen Ausstellungsräumen mit einer Regelspannweite von über 12 m und den Rücksprüngen des Gebäudes auf der Süd- und Nordwestseite sowie zum Atrium geschuldet sind.</p>","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"120 1","pages":"60-68"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-10-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143117764","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}