•   Home


•   Baustoffe | Bauphysik |
    Gebäudetechnik
•   Bauschäden | Bauerhaltung
    Denkmalpflege
•   Architektur | Innenarchitektur |
    Grünplanung
•   Gebäudeplanung |
    Baukonstruktion
•   Ingenieurbau
•   Abfall | Boden | Wasser
•   Bauwirtschaft | Baubetrieb
•   Bau und Planungsrecht |
    Bauvertragsrecht
•   Stadt und Raumplanung |
    Wohnungswesen

  FAQs   Über uns   Kontakt   Impressum   AGB   Datenschutz

Wir haben unsere Angebot aktualisiert und unser Sortiment auf baufachinformation.de verkleinert.
Unser Ziel: Ihnen möglichst relevante Inhalte anzubieten und die Navigation auf der Seite schnell und einfach zu gestalten.

Behavior of concrete structures subjected to static and dynamic loading after fire exposure

  Link zum kostenlosen Volltext   

[Quelle: https://d-nb.info]

Die Widerstandsfähigkeit von Betonkonstruktionen unter Einwirkung extremer Belastungsbedingungen wie z.B. Explosionen, Stoßwirkungen, Industrieunfällen, Tsunamis, Erdbeben oder deren Kombination stellt heute eines der Hauptthemenfelder in der Forschung dar. Derartige Lastfälle sind durch hohe Belastungsraten gekennzeichnet, die oft in Verbindung mit Brandeinwirkung auftreten. Besonders gefährdet sind Bauwerke, die sich in seismisch aktiven Gebieten mit hohem Urbanisierungsgrad und in der Nähe von Sondermülldeponien befinden, was Brandausbrüche zusätzlich begünstigt. Das Verhalten von Beton ändert sich erheblich, wenn dieser erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird, was zu einer Abnahme der mechanischen Eigenschaften führt. Im Stahlbeton (RC) kommt es im Brandfall zu einem gleichzeitigen wärmeinduziertem Verhalten der beiden Komponenten Stahl und Beton, welches bei der Analyse berücksichtigt werden sollte. Zudem ist bekannt, dass der Widerstand das Rissbild und das Schadensbild im Beton stark von der Belastungsrate beeinflusst werden. Das dynamische Verhalten von Stahlbetonkonstruktionen, die zuvor einem Feuer ausgesetzt waren, ändert sich signifikant im Vergleich zu ursprünglich ungeschädigten Stahlbetonkonstruktionen. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit ist es, das bestehende lastabhängige thermo-mechanische Modell für Beton durch die folgenden Aspekte zu erweitern: (i) die Implementierung der experimentell ermittelten thermischen Abhängigkeit der Betonbruchenergie in das thermomechanische Modell, (ii) die Berechnung der thermisch abhängigen mechanischen Eigenschaften des Betons mit Hilfe der nichtlokalen (durchschnittlichen) Temperatur und (iii) die Durchführung einer parametrischen Studie an Befestigungselementen und RC-Rahmen, um die Wechselwirkung zwischen der thermisch induzierten Schädigung und dem mechanischen Verhalten der Strukturen zu untersuchen. Die experimentellen Untersuchungen in der vorliegenden Arbeit zeigen, dass die Betonbruchenergie bei Temperaturanstieg tendenziell abnimmt, was an kleinen und mittelgroßen Betonbalken gemessen wurde. Diese Erkenntnisse werden in das thermo-mechanische Modell implementiert und es wird gezeigt, dass die Abnahme der Bruchenergie einen relativ geringen Einfluss auf die Werte in Bezug auf die Belastungsrate hat. Die Auswirkung auf die Rissbilder und die Kraftreaktionsverläufe kann jedoch als bedeutender angesehen werden. Der Einfluss der nichtlokalen Temperatur wird anhand der experimentellen Ergebnisse validiert, die an thermisch vorgeschädigten und anschließend stoßbelasteten (dynamisch belasteten) RC-Rahmen durchgeführt wurden. Derzeit gibt es fast keine Modelle, die das Strukturverhalten auf diesem Komplexitätsniveau realistisch vorhersagen können. Mit Hilfe der parametrischen Untersuchungen wird der Einfluss der Vorbelastung von Einzelbolzen und Bolzengruppen auf den Betonkantenbruch nach Brandbeanspruchung gezeigt. Die Kopfbolzen werden zuerst dem Feuer ausgesetzt und nach der Brandbelastung, sowohl im heißen als auch im kalten Zustand (nach Abkühlung), quer in die Richtung der freien Kante des Betonbauteils bis zum Bruch belastet. Der Einfluss der Geometrie (Randabstand, Verankerungstiefe, Bolzen-durchmesser) und Branddauer auf das Tragverhalten von Ankern wurde untersucht. Es wird gezeigt, dass die Vorbelastung einen starken negativen Einfluss auf den Betonkantenbruch nach der Brandbelastung aufweist. Zudem wird eine numerische Parameterstudie durchgeführt, um den Einfluss der Branddauer und der Belastungsrate auf den Widerstand von RC-Rahmen zu untersuchen. Das Verhalten der RC-Strukturen hängt stark davon ab, ob diese im heißen oder im erkalteten Zustand, d. h. nach langsamer Abkühlung auf Umgebungstemperatur, belastet werden. Des Weiteren wird eine umfangreiche numerische Untersuchung zum Einfluss eines Brandes nach einem Erdbeben auf die Resttragfähigkeit von RC-Rahmen mit und ohne duktile Bewehrungsführung durchgeführt. Die numerische Untersuchung umfasst die Validierung des thermo-mechanischen Modells hinsichtlich der Temperaturverteilung, der thermischen Durchbiegung und der Tragfähigkeit in Abhängigkeit der Versuchsdaten und eine anschließende parametrische Analyse mit unterschiedlichen Brandbeanspruchungsgraden von 15 bis 120 min.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Nachhaltiges Bauen mit Beton - Band 1: Graue Emissionen und Lösungsansätze zum Klimaschutz
DBV-Heft, Band 50/1
Fassung Februar 2023.
2023, 89 S., 53 Abb., 8 Tab., Softcover

 

 

---

Lean Construction
DBV-Heft, Band 49
Empfehlungen zu Standards für Planung und Bauausführung
Fassung Januar 2022.
2022, 64 S., 30 Abb., 8 Tab., Softcover

 

 

---

Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen in Parkbauten
DBV-Heft, Band 46
Hintergründe und Erläuterungen zum DBV-Merkblatt (Fassung 2018)
Fassung Januar 2021.
2021, 145 S., 106 Abb., 17 Tab., Softcover

 

 

---

Begrenzung der Rissbildung im Stahlbeton- und Spannbetonbau. Hintergründe und Erläuterungen zum DBV-Merkblatt
DBV-Heft, Band 38
Fassung Dezember 2019.
2020, 124 S., 65 Abb.,, Softcover

 

 

Das DBV-Heft 38 erscheint als Ergänzung zum DBV-Merkblatt ?Begrenzung der Rissbildung im Stahlbeton- und Spannbetonbau?. Während das Merkblatt geeignete planerische Entwurfsgrundsätze definiert und Hinweise zur wirkungsvollen Verteilung der Risse und zur Begrenzung ihrer Breite gibt, stellt dieses ergänzende DBV-Heft 38 vertiefend einige Hintergründe zur Thematik der Rissbeherrschung dar. Es enthält weitere Hinweise, Empfehlungen und Beispiele über die des Merkblatts hinaus ? insbesondere zur Tragwerksplanung.

---

Ausführungsvarianten für dauerhafte Bauteile in Parkbauten - Beispielsammlung
DBV-Heft, Band 42
Fassung Januar 2019.
2019, 106 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover

 

 

---

nach oben

Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

---

Wolfram Jäger, Angelika Mettke, Hassan Youssef, Stephanie Schmidt, Viktoria Arnold, Christian Matthes, Jakob Fischer
Entwicklung und Anwendung von komplett demontablen Wohneinheiten aus ressourcenschonendem Beton - RC-WE-Modul
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3192
2020, 297 S., 291 Abb. u. 36 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Demonstration einer massiven, modularen, transportablen und voll demontablen/recyclinggerechten Wohneinheit für die schnelle Bereitstellung von Wohnraum und ggf. temporären Unterkünften, die am Ende ihrer Nutzungszeit umsetzbar sind. Dabei waren die Anforderungen der Next-Generation-Buildings zu erfüllen und Stoffkreisläufe nach dem Prinzip Cradle to Cradle (kreislaufgerechtes Bauen auf Bauteilebene) zu schließen, d. h. flexibel (schnell, demontierbar, anpassungsfähig etc.), schadstofffrei und ressourcenschonend mit System (modulare Bauweise) zu bauen. Dazu gehören die sortenreine Trennbarkeit und die Wiederverwendbarkeit ganzer Bauteile des Rohbaus sowie deren nachhaltige Herstellung durch die Nutzung von Recyclingmaterial. Einmal hergestellt, befinden sich ganze Module im Nutzungskreislauf ohne eine Zerstörung am Nutzungsende. Daher wird mit der Wiederverwendungsoption ein Beitrag zur Werterhaltung geleistet (Upcycling). Bei dem Projekt standen die Erprobung der erarbeiteten Grundlagen und die Optimierung von wiederholbaren, adaptiven Konstruktionslösungen sämtlicher Gebäudeteile im Mittelpunkt.

---

Daniel Schmeer, Benjamin Schönemann, Olga Arkhipkina, Walter Haase, Harald Garrecht, Oliver Sawodny, Werner Sobek
Entwicklung einer ökologischen und ökonomischen Bauweise durch den Einsatz vorgefertigter multifunktionaler Wandbauteile aus gradiertem Beton
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3194
2020, 130 S., 96 Abb. u. 37 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Bauwesen steht vor der Herausforderung, für mehr Menschen mit weniger Materialaufwand mehr zu bauen. Dies erfordert die Entwicklung neuer Technologien, die auf ein möglichst leichtes Bauen, die Minimierung des Verbrauchs an fossil erzeugter Energie sowie der vollständigen Rezyklierbarkeit der Bauteile abzielen. In diesem Kontext bestand das Ziel des Forschungsvorhabens in der Entwicklung von rein mineralischen, multifunktional gradierten Wandbauteilen, welche in der Lage sind, die Anforderungen an die Tragfähigkeit, die Dauerhaftigkeit, das architektonische Erscheinungsbild sowie den Wärmeschutz zu erfüllen. Eine deutliche Massenersparnis, eine signifikante CO2-Reduktion sowie eine sortenreine Rezyklierbarkeit gegenüber herkömmlichen Massivbauteilen sollten erzielt werden. Das Ziel des Forschungsprojektes konnte durch die Entwicklung von rein mineralischen multifunktional gradierten Wandbauteilen, welche den tragstrukturellen und bauphysikalischen Anforderungen gerecht werden, erreicht werden. Hierzu konnten sowohl die Berechnungsansätze auf der Basis normativer Regelungen formuliert und validiert werden, als auch die zielführenden Verfahren zur Bauteilherstellung identifiziert und weiterentwickelt werden. Zum Abschluss des Projektes konnte mit der Technologie eine Masseneinsparung von rund 60 % gegenüber Massivwänden mit Wärmedämmverbundsystem erzielt werden, bei vergleichbaren Baukosten. In nachfolgenden Projekten gilt es die erzielten Lösungen final zu erforschen und weiterführende Versuche durchzuführen, um die Technologie letztlich praxisreif zu machen.

---

Lars Meyer, Serdar Bilgin, Sebastian Filusch, Thomas Freimann, Ulli Heinlein, Knut Herrmann
Bauwerksabdichtung mit Frischbetonverbundfolie - Grundlagen zur Erstellung eines Regelwerks für eine innovative Bauart
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3183
2020, 249 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Frischbetonverbundsysteme (FBVS) werden in Deutschland i. d. R. als zusätzliche wasserseitige Abdichtungsebene auf wasserundurchlässigen Stahlbetonkonstruktionen (WU-Betonkonstruktion) angeordnet. Diese Form der Bauwerksabdichtung wird in Deutschland vermehrt seit 2012 eingesetzt und ist als neue Bauart bisher keinen Regelwerken zuzuordnen. Zum einen werden die FBVS i. d. R. nicht als eigenständige Abdichtung nach DIN 18533 angesehen, zum anderen werden sie derzeit nicht in der DAfStb-Richtlinie "Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton" behandelt. Der Verwendbarkeitsnachweis wurde bisher über allgemein bauaufsichtliche Prüfzeugnisse (abP) erbracht, der allerdings nicht auf einheitlichen Prüfgrundsätzen beruhte. Wesentliche Merkmale verschiedener Produkte können daher nur schwer miteinander verglichen werden. Neben diesen Unklarheiten zur Vergleichbarkeit von Produkten sind am Markt nach wie vor zahlreiche Planungs- und Anwendungsfragen zur Bauart vorhanden.

---

Matthias Pahn, Dirk Bayer, Sven O. Krumke, Christian Caspari, Tillman Gauer, Dirk Miguel Schluppkotten, Michael Holzhauser, Torsten Weiler
Großdemonstrator - Multifunktionale Betonfertigteile für energetisch nutzbare Gebäudetragstrukturen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3135
2019, 100 S., 64 Abb. u. 28 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung des Großdemonstrators Smallhouse IV. Hierbei wird ein Gebäudeenergiekonzept erarbeitet, welches die Gebäudemasse aktiv zur Wärmespeicherung heranzieht. Ähnlich wie in Solaraktivhäusern soll die gesamte Wärmebereitstellung mittels einem minimalen primärenergetischen Bezug gewährleistet werden. Hierfür soll jedoch die solare Wärme nicht in überdimensionalen Wasserspeichern, sondern in der vorhandenen Gebäudemasse gespeichert werden. Zu diesem Zweck werden thermisch aktivierte Betonfertigteile entwickelt, die neben ihren statischen Aufgaben auch die thermischen Funktionen Wärmedämmung, Wärmespeicherung und Temperierung übernehmen. Diese Bauteile werden als multifunktionale Betonfertigteile bezeichnet.

---

Holger Falter, Volker Schmid, Jonas Schmidt, Tobias Nettekoven
Entwicklung eines modularen Fachwerkträgers aus HPC-Fertigteilen und gezahnten Hochleistungs-Verbindungsdetails. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3088
2019, 220 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Große Betonfertigteile lassen sich entweder gar nicht oder nur mit großem Aufwand transportieren. Daher werden hochbeanspruchte Verbindungen im Stahlbetonbau noch monolithisch vor Ort betoniert. Dies ist mit einem großen Platzbedarf, einer aufwändigen Baustelleneinrichtung und großen Herausforderungen zur Sicherstellung der Qualität, bedingt durch Witterungseinflüsse auf der Baustelle, verbunden. Es wird ein weitspannender, modularer Referenzfachwerkträger aus Hochleistungsbeton entworfen, dessen einzelne Elemente mit Hilfe einer innovativen Verbindungstechnologie einfach hergestellt und effizient gefügt werden können. Der Entwurf des modularen Referenzfachwerkträgers umfasst Studien zur Geometrieoptimierung, zu Segmentverbindungen, zum Montagekonzept und den Bauzuständen, zum Brandschutz und zur Dauerhaftigkeit. Die daraus resultierenden Anforderungen liefern die Grundlage zur Entwicklung der Verbindung.

---

nach oben

Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

Zur Datenbank RSWB^®plus

Mehl, Robert
Wiedergeburt eines Bauwerkes: Treppenskulptur "Striatus" (kostenlos)
BFT International, 2023

---

Ufermann-Wallmeier, Daniel; Harnisch, Jörg; Judith, Eckhard
Verwendung von recycliertem Betonbrechsand als Basis für alkalisch aktivierte Betone (kostenlos)
BFT International, 2023

---

Valigi, Maria Christina; Logozzo, Silvia; Galletti, Luca; Bachini, Lorenzo
Worn concrete mixer components and digital wear maps (kostenlos)
BFT International, 2023

---

Touilbi, Abdelhak; Brühwiler, Eugen
Neuartige Methode zum Ermüdungsnachweis bestehender Straßenbrücken mittels Monitoring. Anwendungsbeispiel einer Straßenbrücke in der Schweiz
Beton- und Stahlbetonbau, 2022

---

Amadi, Ichebadu G.; Beushausen, Hans; Alexander, Mark G.
Alternativen zu natürlichen Gesteinskörnungen für den Betonbau
BWI - BetonWerk International, 2022

---

nach oben

Highlights aus dem Programm 2022