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Materialsparende Betondecke aus 3D-gedruckten Verriegelungsblöcken 由3d打印锁块制成的节省材料的混凝土天花板

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-22 DOI: 10.1002/best.202400061

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":"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.","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}

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Das Museum Reinhard Ernst 莱因哈德·恩斯特博物馆

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-21 DOI: 10.1002/best.202400073

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":"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 m2 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.","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}

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Auswirkungen von Verkehrserschütterungen auf jungen Beton: Teil 2 交通干扰对年轻混凝土的影响：第二部分

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-21 DOI: 10.1002/best.202400066

Dipl.-Ing. Dr. Christian Gasser, Dipl.-Ing. Dr. Alois Vorwagner, Dr. Tanja Manninger, M.Sc. Stefanie Klackl, Mag. (FH) Dipl.-Ing. Dr. Stefan Krispel, Dipl.-Ing. Christian Stadler, Dipl.-Ing. Dr. Michael Kleiser

{"title":"Auswirkungen von Verkehrserschütterungen auf jungen Beton: Teil 2","authors":"Dipl.-Ing. Dr. Christian Gasser, Dipl.-Ing. Dr. Alois Vorwagner, Dr. Tanja Manninger, M.Sc. Stefanie Klackl, Mag. (FH) Dipl.-Ing. Dr. Stefan Krispel, Dipl.-Ing. Christian Stadler, Dipl.-Ing. Dr. Michael Kleiser","doi":"10.1002/best.202400066","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400066","url":null,"abstract":"Im Forschungsprojekt COUNT (COncreting UNder Traffic) wurden die Auswirkungen von Verkehrserschütterungen auf jungen Beton umfangreich untersucht. Diese Fragestellung hat in letzter Zeit an Relevanz gewonnen, denn bei Erneuerungs- oder Erweiterungsarbeiten an Brücken werden oft Verkehrssperren verhängt, da man fürchtet, dass die vom Verkehr verursachten Erschütterungen den jungen Beton schädigen könnten. COUNT zielte darauf ab, kritische Erschütterungswerte und zugrundeliegende Schädigungsmechanismen anhand von drei Versuchsserien zu ermitteln. Im bereits veröffentlichten 1. Teil des Aufsatzes wurde über die ersten beiden Serien berichtet, bei welchen unbewehrter Beton bzw. der Beton-Stahl-Verbund untersucht wurde. Der vorliegende 2. Teil des Aufsatzes handelt vorwiegend von der dritten Serie, bei welcher Versuche in großem realitätsnahem Maßstab durchgeführt wurden. Es wurden Platten aus Beton hergestellt, die in direktem Kontakt zu einer schwingenden vorgefertigten Betonplatte standen. Mögliche Schäden wurden später anhand von Rissmessungen, Biegeversuchen und Permeabilitätstests untersucht. Am Ende werden Empfehlungen für die Praxis gegeben, wobei auch Erkenntnisse fremder Forschungsarbeiten berücksichtigt werden.","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"120 2","pages":"124-136"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-10-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143388984","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}

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Nichtlineare Analyse des Tragverhaltens von gefalteten Carbonbetonmodulen 碳纳米管的非线性分析

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-15 DOI: 10.1002/best.202400063

Dr.-Ing. Homam Spartali, M.Sc. Carlos Gomes, Dr.-Ing. Simon Klarmann, Prof. Dr.-Ing. habil. Sven Klinkel, Prof. Dr. habil. Rostislav Chudoba

{"title":"Nichtlineare Analyse des Tragverhaltens von gefalteten Carbonbetonmodulen","authors":"Dr.-Ing. Homam Spartali, M.Sc. Carlos Gomes, Dr.-Ing. Simon Klarmann, Prof. Dr.-Ing. habil. Sven Klinkel, Prof. Dr. habil. Rostislav Chudoba","doi":"10.1002/best.202400063","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400063","url":null,"abstract":"Steigende Anforderungen an die Nachhaltigkeit von Bauwerken erfordern den Übergang von massiven zu dünnwandigen, hocheffizienten Bauteilen. Basierend auf der Faltbarkeit textiler Bewehrungen bieten dünnwandige Origami-Faltschalen aus Carbonbeton eine effizient herstellbare Alternative zu traditionellen Stahlbetonstrukturen. Trotz intensiver Forschung existieren bislang keine etablierten Bemessungs- und Analysemethoden, die eine hinreichend genaue Vorhersage des Tragverhaltens gefalteter Schalen erlauben und somit eine zielgerichtete Entwicklung hinsichtlich Tragfähigkeit, Spannungsumlagerungen und Versagensmechanismen unterstützen können. Vor diesem Hintergrund werden zwei FEM-Modellierungsansätze zur Analyse von Faltschalenmodulen vorgestellt. In diesen Ansätzen wird die Carbonbewehrung sowohl in verschmierter als auch in aufgelöster Form modelliert. Das Materialverhalten des Betons wird mithilfe eines Schädigungsplastizitätsmodells abgebildet. Der Modellierungsansatz wird anhand von getesteten Prototypen validiert. Der Ansatz bildet eine allgemeine Grundlage für den Entwurf und die Analyse gefalteter Origami-Schalen.","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 12","pages":"917-924"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-10-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142764136","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}

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Errichtung modularisierter Schalendächer mit vorgespannten Trockenfugen 建造带预应力干接缝的模块化壳体屋顶

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-14 DOI: 10.1002/best.202400052

M.Sc. Felix Hofmann, M.Sc. Marius Hägle, Prof. Dr.-Ing. Alexander Stark

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Anwendungsbereiche von Berechnungsmodellen zur Torsionstragfähigkeit von Segmentfugen 分段接缝扭力计算模型的应用

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-14 DOI: 10.1002/best.202400041

Dr.-Ing. Lutz Loh, Prof. Dr.-Ing. Andreas Garg

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Einfluss rapider Wärmebehandlung auf das kurzzeitige Kriechen von hochfestem Beton 快速热处理对高强度混凝土短期徐变的影响

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-14 DOI: 10.1002/best.202400053

M.Sc. Jannis Rose, Dr.-Ing. Patrick Forman, Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark

{"title":"Einfluss rapider Wärmebehandlung auf das kurzzeitige Kriechen von hochfestem Beton","authors":"M.Sc. Jannis Rose, Dr.-Ing. Patrick Forman, Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark","doi":"10.1002/best.202400053","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/best.202400053","url":null,"abstract":"Der Zusammenbau modularer Tragwerke erfordert eine hohe geometrische Präzision in seinen Betonfertigteilen. Neben Fertigungstoleranzen müssen dabei auch transiente, materialbedingte Abweichungen infolge von Schwinden und Kriechen beachtet werden. Für die Schwindverformungen wurde bereits in [1] gezeigt, dass eine rapide Wärmebehandlung bei Hochleistungsbetonen das Schwinden maßgeblich reduziert. In diesem Beitrag soll der Einfluss der Wärmebehandlung auf die Kriechverformung untersucht werden. Fokus liegt auf dem kurzzeitigen Kriechen innerhalb der ersten 28 d nach Betonage, um frühe Bauzustände experimentell abzubilden. Untersucht werden Wärmebehandlungsdauern von 2, 4 und 24 h bei 80 °C und 60 % RH direkt nach der Betonage sowie Proben ohne Wärmebehandlung als Referenz. Belastungsbeginn ist 48 Stunden nach Betonage, um minimale Zeiten zwischen Herstellung und Montage zu erfassen. Die Experimente erfolgen an zylindrischen Probekörpern (D/H=100/200 mm) und Belastungsgraden von 20 und 40 % der frühen Betonfestigkeit. Es zeigt sich, dass durch die Wärmebehandlung die Kriechdehnungen effektiv reduziert werden, und zwar affin zur Dauer um bis zu 66 % (24 h) bzw. 21 % (2 h). Trotz der hohen Anfangsfestigkeit des Betons zeigt sich auch nichtlineares Kriechen. Die Untersuchungsergebnisse werden für verschiedene Wärmebehandlungsdauern und Belastungsgrößen verallgemeinert und zu funktionalen Zusammenhängen polynomialer Antwortflächen aufgearbeitet.","PeriodicalId":55386,"journal":{"name":"Beton- und Stahlbetonbau","volume":"119 11","pages":"810-820"},"PeriodicalIF":1.0,"publicationDate":"2024-10-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"142588188","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}

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 10/2024 内容：混凝土和钢筋混凝土建筑 10/2024

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-10 DOI: 10.1002/best.202481011

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Dauerhafte und nachhaltige Brückenkappen aus nichtmetallischer Bewehrung und Recyclingbeton 由非金属加固和回收混凝土制成的耐用和可持续的桥盖

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-10 DOI: 10.1002/best.202400035

Prof. Dr.-Ing. Stephan Görtz, M.Sc. Kay Lengert, M.Eng. Daniel Glomb, Prof. Dr.-Ing. Andrea Kustermann, Prof. Dr.-Ing. Christoph Dauberschmidt, Dipl.-Ing. Stefan Burgard

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell Beton- und Stahlbetonbau 10/2024 混凝土和钢筋混凝土建筑当前混凝土和钢筋混凝土建筑 10/2024

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Beton- und Stahlbetonbau Pub Date : 2024-10-10 DOI: 10.1002/best.202481071

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