- doi.org/10.37544/0005-6650-2018-11
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Zusammenfassung
Das vielfältige Themenspektrum der Fachzeitschrift Bauingenieur reicht von Theorie und Praxis des konstruktiven Ingenieurbaus, über Mechanik und Geotechnik bis hin zu Baubetrieb und Baumanagement. Darüber hinaus berichtet die Zeitschrift über interessante Bauausführungen und außergewöhnliche Bausanierungen im In- und Ausland. Sie bilden den Ausgangspunkt der praxisbezogenen Ausrichtung der Fachzeitschrift Bauingenieur. Die Zeitschrift liefert Entscheidungsträgern und Meinungsbildnern Fachinformationen zu ihren Bauprojekten. Um höchste inhaltliche Ansprüche zu erfüllen, sind alle Hauptaufsätze „peer-reviewed“. Sie sind verfasst von renommierten Experten, die auf ihrem jeweiligen Fachgebiet führend sind. Zukunftsorientierte Entwicklungen runden das Themenspektrum der Zeitschrift ab.
- A 4–A 4 Inhaltsverzeichnis A 4–A 4
- 429–446 Hauptaufsatz 429–446
- 447–453 Technischer Bericht 447–453
- 454–472 Hauptaufsatz 454–472
- 454–462 Prüfverfahren zur Ermittlung des Krümmungseinflusses auf die Zugfestigkeit von Textilbeton/Test method for the determination of curvature-dependent effects on the tensile strength of textile reinforced concrete D. Meßerer, B. Heiden, J. Bielak, K. Holschemacher D. Meßerer, B. Heiden, J. Bielak, K. Holschemacher 454–462
- 463–472 Experimentelle Untersuchungen zur Ableitung der zentrischen Nachrisszugfestigkeit von UHFB aus Biegeversuchen/Experimental investigations on the relation between residual tensile strength and residual flexural tensile strength of UHPFRC T. Leutbecher, J. Rebling T. Leutbecher, J. Rebling 463–472
Titelei/Inhaltsverzeichnis
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Ermüdungsuntersuchungen an Verbundträgern mit Verbunddübelleisten und nachgiebiger Verbundfuge mittels Stabwerkmodellen/Fatigue investigations on composite beams with composite dowels and flexible composite joint using framework models
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- doi.org/10.37544/0005-6650-2018-11-47
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Zusammenfassung
Im Verbundbrückenbau werden neben Kopfbolzendübeln immer häufiger Verbunddübelleisten verwendet, die in Deutschland bauaufsichtlich zugelassen sind. Mit dem aktuellen Ermüdungskonzept sollen Ermüdungsschäden von Stahl und Beton vermieden werden. Hinsichtlich der positiven Ermüdungseigenschaften der Verbunddübelleiste in Klothoidenform birgt die Berücksichtigung von Ermüdungsschäden einzelner Verbunddübel, die zu einer Umverteilung der Dübelkräfte hin zu weniger belasteten Verbunddübeln im Verbundträger führt, große ökonomische Potenziale.
Die Ermüdungsuntersuchung von Verbundträgern mit Finite-Elemente-Programmen gestaltet sich aufgrund der hohen Lastwechselzahlen schwierig, da schon die Rechenkapazität einer einzelnen Belastungssimulation enorm ist. Daher wird in diesem Beitrag ein Stabwerkmodell mit nichtlinearen Federn vorgestellt und validiert, welches die Ergebnisse der FE-Berechnung im Bruchteil einer Sekunde reproduzieren kann. Mit diesem Modell ist es möglich, eine Vielzahl an Lastwechseln zu simulieren, Umlagerungseffekte zu berücksichtigen und die Grundlage zur Herleitung eines ökonomischeren Ermüdungskonzepts zu schaffen.
Abstract
In addition to headed studs, composite dowels, which are approved by the German technical approval, are increasingly being used in composite bridge construction. The current fatigue concept prevents fatigue damage to steel and concrete. With regard to the positive fatigue characteristics of composite dowels in clothoid form, the consideration of fatigue damage of individual composite dowels, which leads to a redistribution of the dowel forces towards less stressed composite dowels in the composite beam, holds great economic potentials.
The fatigue analysis of composite beams with finite element programs is difficult due to the high number of cycles, since the computing capacity of a single load simulation is enormous. Therefore, this article introduces and validates a nonlinear spring framework model that can reproduce the FE calculation results in a fraction of a second. With this model it is possible to simulate a great number of load changes, to take into account rearrangement effects and to create the basis for the derivation of a more economical fatigue concept.
Modelle dienen einem Zweck: Anmerkungen zu standardisierten Formaten für digitale Bauwerksmodelle/Models serve a Purpose: Remarks on Standardized Formats for Digital Building Models
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- doi.org/10.37544/0005-6650-2018-11-56
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Zusammenfassung
Die Nutzung digitaler Modelle in Projekten des Bauwesens ist mit dem Begriff Building Information Modeling (BIM) eng verbunden. Im selben Zusammenhang werden häufig die Industry Foundation Classes (IFC) genannt. Softwarehäuser implementieren gegen diesen Standard und erlauben die Nutzung von Daten über die Grenze eines Softwareproduktes hinaus. In diesem Beitrag wird das den IFC zu Grunde liegende Konzept kritisch hinterfragt. buildingSMART International, die Organisation, die IFC entwickelt, bietet nicht nur IFC. Ein weiteres Angebot ist das buildingSMART Data Dictionary (bSDD). Die Fragestellung dieses Beitrags ist, ob der Zweck des Datentransfers präzisiert werden sollte. Ziel ist ein verlustfreier Datentransfer. Die Vielfalt im Bauwesen muss hierbei ebenso wie die sich ständig ändernden Anforderungen der Anwender unterstützt und berücksichtigt werden. Der Standard selbst sollte keinen Änderungen unterliegen. Hierzu sollte das dem bSDD zu Grunde liegende Konzept ebenso wie sein Datenmodell integraler Bestandteil der Modellierung semantischer Daten werden. Die Trennung von semantischen und geometrischen Daten sollte noch konsequenter erfolgen. Die heute verfügbaren geometrischen Modelle sollten erweitert werden. Die Thesen, die in diesem Beitrag vertreten werden, werden durch prototypische Implementierungen untermauert. Gegenstand der Betrachtungen sind standardisierte digitale Modelle zur Beschreibung von Bauwerken und ihrer Teile.
Abstract
Building Information Modeling (BIM) is the term in the building economy which describes at present time the use of digital models. BIM has a close relation to the standardized Industry Foundation Classes (IFC). Software companies support IFC; and data are available beyond the scope of a specific software product. This paper scrutinizes the concept of IFC. buildingSMART International supports IFC; but they also offer the buildingSMART Data Dictionary (bSDD). This paper discusses the need to precise the definition of the purpose of data transfer. The goal is data transfer without loss of data for the chosen purpose. The diversity of the building economy as well as changing requirements of the users must be considered and supported. The standard itself must be stable with- out the need of changes, adaptions and additions. To achieve these goals, the concept of bSDD and its data model should be an integral part of modeling semantics. Semantics and geometry should be more separated. Geometric data models need extensions. Pilot implementations substantiate the theses presented in this paper. Standardized digital models for buildings and their parts are in the focus of this paper.
Die modellbasierte Materialbestellung in einem Generalunternehmen – Entwicklung eines teilautomatisierten Bestellprozesses für den Rohbau
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- doi.org/10.37544/0005-6650-2018-11-65
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Zusammenfassung
In der Baubranche wird das Building Information Modeling (BIM) als zukunftsweisende Planungsmethode gesehen. Trotz zahlreicher theoretischer und praxisorientierter Ansätze ist der sich stetig weiterentwickelnde BIM-Prozess mit einer Vielzahl an Herausforderungen und Hürden für alle Projektbeteiligten verbunden. Das volle Potenzial der lebenszyklusbezogenen Methode kann aufgrund der häufig in der Praxis isoliert und entkoppelt betrachteten Insellösungen nur bedingt ausgeschöpft werden. Insbesondere der Datenaustausch zwischen den einzelnen Beteiligten und über die verschiedenen Projektphasen hinweg findet oftmals noch über klassische und fehleranfällige Schnittstellen statt. Dies gilt auch für den Prozess der Materialbestellung während der Ausführungsphase. Dabei weisen sowohl die Kommunikation zwischen Bauunternehmen und Lieferanten als auch der Bestellprozess an sich ein hohes Optimierungspotenzial auf, um Informationen zu Mengen, Terminen und Qualität bedarfs- und termingerecht zu transferieren [1].
In enger Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Baubetriebslehre der Universität Stuttgart und der BAM Deutschland AG entstand eine Forschungsarbeit in der untersucht wurde, wie die modellbasierte Materialbestellung in einem Generalunternehmen nach dem Stand der Technik auszusehen hat. Der Fokus lag dabei auf den Rohbaugewerken des klassischen Hochbaus. Das Ziel bestand in der Entwicklung eines modellbasierten Ablaufplans für die teilautomatisierte Materialbestellung. Dazu wurde zunächst der Prozess der klassischen Materialbestellung analysiert. Für die modellbasierte Materialbestellung wurde mit aktuellen Softwarelösungen gearbeitet, um einen bestmöglichen Bestellablauf realisieren zu können. Im Vordergrund steht allerdings nach wie vor die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Projektbeteiligten.
Prüfverfahren zur Ermittlung des Krümmungseinflusses auf die Zugfestigkeit von Textilbeton/Test method for the determination of curvature-dependent effects on the tensile strength of textile reinforced concrete
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- doi.org/10.37544/0005-6650-2018-11-72
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Zusammenfassung
Der Verbundwerkstoff Textilbeton wird neben der Verwendung für Neubauteile überwiegend zur Verstärkung von Stahlbetonbauteilen eingesetzt. Die Verstärkung von flächigen Bauteilen mit Textilbeton war und ist bereits Gegenstand aktueller Forschungen, die unter anderem zu einem bauaufsichtlich zugelassenen System für diesen Anwendungsfall führten. Beim Einsatz von Textilbeton in gekrümmten Bereichen, wie bei der Umschnürung von stabförmigen Druckgliedern oder der nachträglichen Querkraftverstärkung von Balken, besteht jedoch noch erheblicher Forschungsbedarf. Insbesondere die Auswirkungen der durch die Krümmung entstehenden Einflüsse aus Querdruck, Abknicken der Faserstränge durch kleine Umlenkradien und lokal auftretender Spannungsspitzen an Rissufern sind bisher nicht quantifizierbar und können bei der Bemessung nicht ausreichend berücksichtigt werden. Die Verwendung eines Prüfverfahrens zur Ermittlung des Krümmungseinflusses auf Verstärkungsschichten aus Textilbeton ermöglicht eine differenziertere Betrachtung der festigkeitsmindernden Einflüsse. Die Ergebnisse der durchgeführten Validierungsversuche bestätigen die Relevanz des vorgestellten Prüfverfahrens und ermöglichen die Darstellung der krümmungsabhängigen Festigkeitsminderung für das geprüfte Verstärkungssystem. Zudem lässt sich feststellen, dass besonders bei kleinen Umlenkradien eine höhere Festigkeitsminderung vorliegt, die bisher keine Berücksichtigung fand.
Abstract
Textile reinforced concrete (TRC) is commonly used as a composite material for new constructions and the strengthening of reinforced concrete components. The strengthening of plane concrete structures has been widely researched. As a result, a strengthening system regulated by a national technical approval is already available. However, the application of TRC as a strengthening- system in curved areas, for instance the confinement of reinforced concrete columns or shear strengthening of beams, requires deeper investigation. A curved TRC layer is additionally influenced by cracks in the concrete matrix, transverse pressure and possible pre-damage as a result of the textile being bent. Up to now, these effects could not be quantified and therefore have not been considered sufficiently in current prediction models. A new test method enables the determination of the strength reducing effects on TRC-strengthening-systems caused by curvature. Validation experiments confirm the relevance of the test method and allow the determination of the curvature-dependent reduction of the tested TRC- systems tensile strength. Furthermore, the analysis revealed that especially small deflection radii show higher reductions which have not yet been considered.
Experimentelle Untersuchungen zur Ableitung der zentrischen Nachrisszugfestigkeit von UHFB aus Biegeversuchen/Experimental investigations on the relation between residual tensile strength and residual flexural tensile strength of UHPFRC
Autoren
DOI
- doi.org/10.37544/0005-6650-2018-11-81
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Zusammenfassung
Die zentrische Nachrisszugfestigkeit gilt allgemein als die wichtigste Festigkeitskenngröße des zugbeanspruchten Faserbetons. Sie wird in Baustoffprüfungen meist nicht direkt bestimmt, sondern aus einer in Biegeversuchen ermittelten Nachrissbiegezugfestigkeit abgeleitet. Wie für Stahlfaserbeton üblich soll dies auch für faserbewehrten ultrahochfesten Beton (UHFB) durch eine einfache Umrechnung geschehen. Zur Klärung des dabei anzuwendenden Verfahrens wurden in einem vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) geförderten Forschungsvorhaben 3-Punkt- und 4-Punkt-Biegeversuche an Balken sowie direkte Zugversuche an aus Balken herausgeschnittenen Proben durchgeführt. Die erhaltenen Nachrissbiegezugfestigkeiten und zentrischen Nachrisszugfestigkeiten waren erwartungsgemäß wesentlich vom Fasergehalt und der Fasergeometrie abhängig. Die direkten Zugversuche lieferten für verschiedene Bereiche eines Balkenquerschnitts unterschiedlich hohe zentrische Nachrisszugfestigkeiten, was auf eine systematisch heterogene Faserverteilung und -orientierung in einem Balkenquerschnitt schließen lässt.
Auf Basis der Versuchsauswertung wird empfohlen, die zentrische Nachrisszugfestigkeit für UHFB aus der in 3-Punkt-Biegeversuchen an gekerbten Balken ermittelten Nachrissbiegezugfestigkeit bei kleiner Mittendurchbiegung zu bestimmen. Bei ungekerbten Balken erweist sich die Auswertung der Last-Durchbiegungs-Kurve bei höheren Fasergehalten aufgrund der Mehrfachrissbildung als problematisch.
Abstract
The residual tensile strength generally is considered to be the most important strength parameter of fibre reinforced concrete subjected to tension. It is usually not determined directly in materials testing, but derived from the residual flexural tensile strength obtained from bending tests. In this regard, it is intended to use a simple conversion with ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) as it is common for steel fibre reinforced concrete in general. To clarify the method to be used, 3-point- and 4-point bending tests on beams and direct tensile tests on specimens cut out of beams were carried out in a research project funded by the German Committee for Structural Concrete (DAfStb). As expected, the resulting residual flexural tensile strengths and the residual tensile strengths were significantly dependent on the fibre content and the fibre geometry. The direct tensile tests showed different levels of residual tensile strengths for the different areas of a beam’s cross-section, which suggests a systematically heterogeneous fibre distribution and orientation in a beam’s cross-section.
Based on the test evaluation, it is recommended to derive the residual tensile strength for UHPFRC from the residual flexural tensile strength determined in 3-point bending tests on notched beams at small midspan deflection. Evaluating the load-deflection curve of unnotched beams proves to be critical due to multiple cracking with higher fibre content.