Statik im Bauwesen, .3. Statisch unbestimmte ebene Systeme

Raimond Dallmann
Baustatik, 1, Berechnung statisch bestimmter Tragwerke
Lehrbücher des Bauingenieurwesens
6., aktualis. Aufl.
2020, 210 S., zweifarbig. 230 mm, Hardcover
Hanser Fachbuchverlag

 

 

Die Baustatik bildet die Grundlage für alle konstruktiven Lehrgebiete des Ingenieurbaus. Der vorliegende Band 1 vermittelt auf anschauliche Weise die Methoden zur Berechnung statisch bestimmter Tragwerke. Inhaltlicher Schwerpunkt ist die Ermittlung von Schnittgrößen, weiterhin werden mechanische Grundlagen, das Prinzip der virtuellen Verschiebungen, die Ermittlung von Einflusslinien für Schnittgrößen sowie räumliche Systeme behandelt. Die theoretischen Zusammenhänge werden durch zahlreiche Berechnungsbeispiele ausführlich erläutert. Eine Vielzahl von Aufgaben mit Lösungen ermöglichen die eigenständige Übung des Lehrstoffes. Das Buch wendet sich an Studienanfänger des Bauwesens und ist durch die Eignung zum Selbststudium eine wichtige Ergänzung zur Lehrveranstaltung sowie eine wertvolle Hilfe zur Prüfungsvorbereitung. Für die sechste Auflage wurde das Lehrbuch aktualisiert und korrigiert.

Helmut Nikolay
Einführung in die Statische Berechnung von Bauwerken
WIT
3., Aufl.
2019, 530 S., 240 mm, Softcover
Reguvis Fachmedien

 

 

Dieses Buch bietet eine ganzheitliche, inhaltlich zusammenhängende Einführung in das Thema Statische Berechnung von Bauwerken. Die Frage ?Wie berechnet man ein einfaches Bauwerk?? soll anhand einfacher, alltäglich vorkommender Beispiele veranschaulicht und didaktisch reduziert beantwortet werden. Der Überblick über die Inhalte, den Aufbau und die Zusammenhänge der Statischen Berechnung soll als erster Einstieg in das komplexe Thema dienen. Die Themen sind an den Inhalten der Statischen Berechnung angelehnt, die Reihenfolge der Kapitel in diesem Buch erfolgt analog dem ? nachfolgend geschilderten ? Ablauf der Statischen Berechnung mit der konventionellen Methode, wobei nicht als Gesamttragwerk, sondern die einzelnen tragenden Bauteile sukzessive berechnet werden. Nach dem Erarbeiten und Zeichnen der Positionspläne wird jedes tragende Bauteil des zu berechnenden Bauwerks einzeln untersucht. Nach der Vorstellung des zu berechnenden Bauteils und dessen Idealisierung als statisches System, werden die das Bauteil belastenden Einwirkungen und anschließend die zugehörigen Schnittgrößen, also Kräfte und Momente, ermittelt. Anschließend erfolgt die Bemessung: ein Baustoff wird gewählt, das Bauteil wird dimensioniert und die entsprechenden Nachweise werden mit den zuvor ermittelten Schnittgrößen an diesem tragenden Bauteil durchgeführt. Letztlich wird gezeigt, wie die Ergebnisse der Statischen Berechnung für die Baustelle in Zeichnungen ?übersetzt? werden und die Massen für die Kostenermittlung ermittelt werden. Berechnungen und zugehörige Zeichnungen sowie die Massenermittlungen werden exemplarisch an sehr einfachen Beispielen aufzeigt. Besonderen Wert wird bei den Beispielen und Übungen auf die leicht verständliche Darlegung komplizierter Sachverhalte, auf die Beachtung methodisch-didaktischer Grundsätze und auf die Anschaulichkeit sowie Praxis- und Projektbezogenheit gelegt.

Andreas Öchsner
Leichtbaukonzepte anhand einfacher Strukturelemente
Springer-Lehrbuch
Neuer didaktischer Ansatz mit zahlreichen Übungsaufgaben
2019, xiv, 224 S., 144 SW-Abb., 71 Farbabb. 240 mm, Softcover
Springer, Berlin

 

 

In der Ingenieurpraxis werden in der Regel recht komplexe Systeme, auch unter der Verwendung kommerzieller Programmpakete, optimiert. Zur Einführung der unterschiedlichen Leichtbaukonzepte im Rahmen eines Hochschulingenieurstudiums kann jedoch auch zuerst auf einfache Strukturelemente, die im Rahmen der technischen Mechanik vorgestellt werden, zurückgegriffen werden. Die einfachsten Elemente sind hierbei Stäbe und Balken, die neben Federn den eindimensionalen Strukturelementen zugerechnet werden. Anhand dieser Elemente können recht anschaulich Fragestellungen zur Werkstoffauswahl und der geometrischen Gestaltung und Optimierung von lasttragenden Strukturen diskutiert werden. Somit bietet das Lehrbuch eine einfache und umfassende "Anleitung" zur Anwendung der unterschiedlichen Leichtbaukonzepte, wobei der Schwerpunkt auf dem Stoff- und Formleichtbau beziehungsweise der Kombination dieser beiden Konzepte liegt.

Werner Kirsch
Statik im Bauwesen
Beuth Praxis
Band 1: Statisch bestimmte Systeme
23., Aufl.
2019, 232 S., 210 mm, Softcover
Beuth

 

 

Der erste Band der Reihe "Statik im Bauwesen" behandelt unter Berücksichtigung des aktuellen Stands der Normung als Schwerpunkt die Bereiche Kräftelehre, Lastermittlung und die Berechnung der Stützkräfte und Schnittgrößen für elementare Stabarten. Dabei wurde verstärkt auf das Arbeiten mit Teilsicherheitsbeiwerten eingegangen. Die Kapitel werden durch ausgewählte Berechnungsbeispiele ergänzt. Das leicht verständliche Grundlagenwerk wurde vorzugsweise für die Ausbildung in Anlehnung an die jeweiligen Lehrpläne erstellt, ist aber gleichzeitig auch ein bewährtes Nachschlagewerk für in der Praxis tätige Ingenieure.

Peter Schmidt
Lastannahmen - Einwirkungen auf Tragwerke
Grundlagen und Anwendung nach EC 1
2019, XVIII, 864 S., 351 SW-Abb., 155 Farbabb. 240 mm, Hardcover
Vieweg+Teubner

 

 

Das Buch behandelt die neuen Lastnormen der DIN 1055, wobei in den einzelnen Kapiteln bereits auf Unterschiede zum künftig geltenden Eurocode 1 hingewiesen wird. Ein Schwerpunkt des Buches bildet die Ermittlung von Windlasten sowie Schnee- und Eislasten. Hier gibt es gegenüber der Vorgängernorm gravierende Änderungen, die ausführlich dargestellt werden. Außerdem werden die anzusetzenden Einwirkungen auf Brücken sowie Einwirkungen in deutschen Erdbebengebieten behandelt. Viele kommentierte Beispielaufgaben erläutern die Rechenwege bei der Ermittlung der Einwirkungen.

Wolfram Jäger, Hassan Youssef, Fabian Meyer
Faseranker und -nadeln (FaAnNa) - Einsatz von Ankern und Nadeln aus Faserwerkstoffen bei der Sanierung historischer Bauwerke
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3187
2020, 174 S., 163 Abb. u. 19 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Verankerung und Vernadelung von Mauerwerk mit Stabstahl wird heute bei der Sanierung historischer Bauwerke häufig angewendet. Der Nachteil dabei ist, dass ein Korrosionsschutz bei schwarzem Stahl bzw. Edelstahl zum Einsatz kommen müssen. Verpressmörtel auf Zementbasis führen bei sulfathaltigem Mauerwerk zu Verträglichkeitsproblemen. Der Einsatz von Edelstahl ist mit hohen Kosten verbunden. Faserverstärkte Kunststoffe stellen hier eine Alternative dar. Mit dem Forschungsvorhaben sollten wesentliche Grundlagen für den Einsatz von Faserverbundbewehrung zur Verankerung und Vernadelung von historischem Mauerwerk erforscht und für die Praxis die entsprechenden Daten und Bemessungsalgorithmen bereitgestellt werden. Die Untersuchung wurde bei den wesentlichen Materialien, dem Faserverbundwerkstoff, dem Mauerwerk und dem Injektionsgut begonnen. Aus den Erkenntnissen zum Verhalten von unterschiedlichem historischem Mauerwerk ist das Anforderungsprofil an das Anker- und Nadelmaterial auf der Basis einer umfangreichen Werkstoffanalyse festgelegt worden. Im Anschluss an die theoretischen Untersuchungen sind experimentelle Untersuchungen angeschlossen worden. Die technologische Erprobung erfolgte an zwei konkreten Objekten in der Praxis, dem Schloss Steinort in Polen und der Sicherung des westlichen Iwans in der Weltkulturerbestätte Tahkt-e Soleyman im Iran.

Jaroslav Novak, Martin Heßler, Wolfgang Jehl, Norbert Sack
Fenstermontage in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk
Erarbeitung eines Leitfadens zur Befestigung von energieeffizienten Fenstern in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3087
2019, 166 S., 128 Abb. u. 88 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Um die Anforderungen an den gestiegenen Wärmeschutz von Wänden zu erfüllen, wurde die Wärmeleitfähigkeit von Ziegelmauerwerk in den letzten Jahren deutlich reduziert. Mit der entsprechenden Verbesserung der wärmetechnischen Eigenschaften ging jedoch gleichzeitig eine Reduzierung der mechanischen Festigkeiten einher. Zur Reduzierung des Wärmdurchgangskoeffizienten U von Fenstern und anderen transparenten Bauelementen wird der Einsatz von 3-fach Glas in Zukunft Standard werden. Der Trend des Transparenten Bauens führt zu Bauelementen und somit auch zu größeren Glasflächen. Die Anforderungen an den Komfort (z. B. Schallschutz) sowie an die Sicherheit (z. B. Einbruchhemmung) werden auch in Zukunft steigen. Hierdurch wird vermehrt Isolierglas mit Verbundscheiben eingesetzt werden. Durch diese Entwicklungen ergeben sich heute und auch in Zukunft deutlich höhere Gewichte von transparenten Bauelementen. Ziel des Forschungsvorhabens war die Erarbeitung von praxisnahen Handlungsempfehlungen zur Fensterbefestigung in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk. Im Rahmen des Projektes sollten gesamtheitliche praxistaugliche Lösungen erarbeitet werden. Zur Erreichung der Ziele waren umfangreiche experimentelle Untersuchungen vorgesehen. Im Rahmen der Untersuchungen sollten die Belastungsgrenzen für Befestigungslösungen in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk herausgearbeitet werden sowie baupraktische Lösungsvorschläge erarbeitet werden, die auch spezielle Einbausituationen (z. B. untere Befestigung bei Hochlochziegeln) berücksichtigen. Die Erkenntnisse sollten sowohl durch Untersuchungen an Kleinproben, als auch durch komplette Bauteilversuche erarbeitet werden.

C.-A. Graubner, Tilo Proske, Jochen Zeier
Entwicklung einer thermischen Entkoppelung von Stahlbetonwänden im Wand-Deckenknoten
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3134
2019, 152 S., 87 Abb. u. 48 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Gegenwärtig werden Wände im Übergangsbereich von unbeheizten zu beheizten Räumen nicht oder nur in Teilbereichen gedämmt. Dadurch entstehen erhebliche Wärmebrücken. Durch einen innovativen Wand-Decken-Anschluss könnte eine Verbesserung der wärmedämmenden Eigenschaften des Gebäudes erreicht werden. Derzeit gibt es für Wand-Decken-Anschlüsse im Stahlbetonbau kein geeignetes integrales System mit Dämmwirkung und lastabtragender Funktion. Daher sollten im Forschungsvorhaben die wissenschaftlichen Grundlagen für Anschlüsse zur thermischen Entkoppelung zwischen Stahlbetonwänden und Decken erarbeitet werden. Hinsichtlich der Methodik gliedert sich das Vorhaben in drei Teilbereiche: den theoretischen Teil, den experimentellen Teil sowie den analytischen Teil. Grundlage zur Anwendbarkeit des Wandanschlusses bildet die Erfüllung der bauphysikalischen Einflüsse. Wesentlich ist hierbei die Vorgabe aus dem Brandschutz, dass kraftübertragende Bereiche nur aus nichtbrennbaren Materialien bestehen dürfen. Mithilfe einer numerischen Berechnung zur Bestimmung des Wärmeflusses am Wand-Decken-Knoten konnte die einzuhaltende Wärmeleitfähigkeit für den Wandanschluss bestimmt werden.

Jörg Lange, Alexander Engel
Tragfähigkeit von direkt befestigten Sandwichelementen unter zyklischer Beanspruchung. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3365
2019, 214 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Abminderung der Tragfähigkeit von direkten Befestigungen unter zyklischer Beanspruchung anhand eines umfangreichen Versuchsprogramms zu bestimmen und ggf. gegenüber der bisherigen Zulassungspraxis zu verbessern. Zu diesem Zweck wurden Durchknöpfversuche gemäß prEN 14509-2 an kleinformatigen Sandwichelementen verschiedener Hersteller, Kernmaterialien, Elementhöhen und Deckblechdicken sowie Schrauben verschiedener Hersteller am Mittel- und Endauflager durchgeführt und ausgewertet. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse des Forschungsvorhabens, dass die zyklische Tragfähigkeit direkt befestigter Sandwichelemente von einer Vielzahl an Faktoren abhängt, die nicht ausreichend durch Versuche an Bügelproben abgebildet werden können. Die ermittelten zyklischen Abminderungsfaktoren unterscheiden sich hinsichtlich des verwendeten Kernmaterials und der Lage im Bauteil. Die Angabe eines pauschalen Abminderungsfaktors ist aufgrund der vielzähligen Einflüsse nicht zweckmäßig und unwirtschaftlich. Eine Differenzierung des Faktors wird empfohlen.

Oliver Fischer, Roland Niedermeier, Sebastian Schmidt
Erarbeitung von materialspezifischen Widerstandskennwerten für die Verbundfugenbemessung von Stahlfaserspritzbetonergänzungen im Hinblick auf das nationale Anwendungsdokument zu DIN EN 14487 und DIN EN 14488. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3364
2019, 104 S., 45 Abb. u. 32 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen der Forschungsarbeit wird die Tragfähigkeit der Verbundfuge von unbewehrten Stahlfaserspritzbetonergänzungen experimentell sowie numerisch untersucht. Die Bewertung der Schubfestigkeit der unbewehrten Verbundfuge erfolgt durch kleinformatige Probekörper ohne Fugennormalspannung und mit Fugennormalspannung. Dabei wird der Einfluss der Oberflächenvorbehandlung, des Betonuntergrundes und des Fasergehaltes bei verschiedenen Rautiefen unter Verwendung von verschiedenen, praxisüblichen Spritzbetonmischungen untersucht. Des Weiteren werden die zwangsspannungsinduzierenden Schwindverformungen für unterschiedliche Spritzbetonmischungen ermittelt. Die statistische Auswertung der durchgeführten Kleinkörperversuche ohne Fugennormalspannung zeigt, dass bei der verwendeten Fasergeometrie mit den Bemessungsansätzen der Adhäsionstragfähigkeit nach (DIN EN 1992-1-1:2011-01) in Verbindung mit (DIN EN 1992-1-1/NA:2013-04) für Bauteile, die nachträglich mit Spritzbeton bzw. unbewehrten Stahlfaserspritzbeton ergänzt werden, unter sorgfältiger Nachbehandlung ein ausreichendes Sicherheitsniveau für Fugen der Rauheitskategorie rau, verzahnt und spritzrau erreicht wird.