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Tragverhalten unbewehrter Betonwände für den Lastfall exzentrische Normalkraft mit Biegung

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[Quelle: http://d-nb.info]

Es wurden Untersuchungen zum Tragverhalten von unbewehrtem Beton unter verschiedenen Belastungskonfigurationen durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war es, das Tragverhalten von unbewehrten Betonwänden, die gleichzeitig durch Normalkraft und Biegung beansprucht werden, in Abhängigkeit der Wanddicke sowie der Betonfestigkeitsklasse zu bestimmen. Dies diente auch zur Einordnung der bestehenden Ansätze zur Bemessung unbewehrter Betonwände bzw. zur Quantifizierung bisher noch nicht in Ansatz gebrachter Tragfähigkeitsreserven, um eine wirtschaftlichere Bemessung zu ermöglichen. Es wurden neben zahlreichen Untersuchungen an Balken verschiedener Größe zur Bestimmung (bruch)mechanischer Kennwerte und Beschreibung des Maßstabseinflusses auf bruchmechanische Parameter vier großformatige Wände unterschiedlicher Abmessungen und Betonfestigkeitsklassen in einem eigens hierfür konzipierten Versuchsrahmen geprüft. Besonderes Augenmerk lag darauf, das Trag- und Verformungsverhalten der unbewehrten Betonwände unter Biege- und Normalkraftbelastung bei definierten Rand- und Lagerungsbedingungen experimentell zu untersuchen. Zusätzlich wurden die durchgeführten Versuche mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode numerisch abgebildet. Die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit sind: Die Versuchsrahmen erfüllten ihre Funktion und die Versuche konnten unter definierten Randbedingungen und nachvollziehbar durchgeführt werden. Das Materialverhalten der Betone wurde unter verschiedenen Belastungskonfigurationen ermittelt und die Überlagerung sowie der Maßstabseinfluss beschrieben. Zur Überprüfung der Versuchsaufbauten und des Betontragverhaltens wurden neben den klassischen Messsystemen wie Wegaufnehmern, Dehnungsmessstreifen und Kraftmessdosen weitere Messtechniken, wie TekScan-Messfolien, Photogrammetrie und Autokollimation eingesetzt. Die statistische Auswertung der Betonzugfestigkeit anhand von Bohrkernen der geprüften Wände zeigte eine geringe Streuung der Zugfestigkeit und im Vergleich zu den Fraktilwerten der Norm hohe Werte. Das Potenzial unbewehrter Betonwände bezüglich der Systemtragfähigkeit und Bemessung wurde herausgearbeitet und es erfolgte eine grobe Einordnung in den Rahmen der Typenstatik. Anhand der durchgeführten Untersuchungen zeigt sich, dass auch bei einer unbewehrten Betonwand ein ausgeprägt duktiles Verhalten zu beobachten ist und nicht das z. T. in den Normen verankerte schlagartige spröde Versagen.

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Bücher, Broschüren

Anton Pech, Andreas Kolbitsch, Markus Vill
Wände
Baukonstruktionen, Band 4
2., Aufl.
2019, 146 S., 100 b/w and 50 col. ill. 242.00 mm, Hardcover
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Wandkonstruktionen sind maßgebliche Elemente der Gebäudehülle und dienen der Lastabtragung, Aussteifung und der inneren Raumabgrenzung von Gebäuden. Wände gibt eine Einführung in die wesentlichen Entwurfsparameter bei der Bemessung von Grundlagen und bauphysikalischen Auslegungen von Wandelementen. Ausgehend von gemauerten Wänden, werden die aktuellen Bemessungsansätze behandelt. Weitere Kapitel sind quasihomogenen und homogenen Wänden, Stützen in unterschiedlichster Ausführungsform sowie der Holzbauweise, wie etwa in Holzfachwerkswänden und Lehmkonstruktionen, gewidmet. Auch Trennwandkonstruktionen in Massiv- und Leichtbauweise werden vorgestellt. Beispiele, Bildmaterial und Normhinweise wurden für die 2. Auflage aktualisiert.

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Uta Hassler
Polychromie und Wissen
2019, 288 S., 245 Abbildungen. 36 cm, Hardcover
Hirmer

 

 

Der Polychromiestreit ist zentrales Thema des 19. Jahrhunderts: Fragen nach ursprünglicher Farbfassung und Farbigkeit antiker Bauten beschäftigten Forscher, Architekten und Künstler. Im Band "Polychromie und Wissen" werden Arbeiten von Protagonisten diskutiert, aber auch Themen von Materialfarbe und Farbwirkung, das Verhältnis von Kunstmarmor und Geologie, drucktechnische Umsetzung farbiger Befunde und die Produktion von Farben in der frühen chemischen Industrie. Ein Exkurs zeigt die Problematik giftiger Farbmittel in Süßwaren; im Anhang sind historische Farbrezepturen wiedergegeben. Der Nachfolgeband zum Buch "Maltechnik & Farbmittel der Semperzeit" widmet sich Farbwissen und Farbtheorie wie auch der Anwendung von Farbe in Architektur, Raumgestaltung und Druckwesen - aus der Perspektive von Chemie, Geologie, Architektur, Ägyptologie und Kunstgeschichte.

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Ralf Ruhnau, Nabil A. Fouad
Schäden an Außenwänden aus Mehrschicht-Betonplatten
Schadenfreies Bauen, Band 19
2., überarb. Aufl.
2017, 105 S., 69 Abb. und 7 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Stephan Schütz
Von der Faser zum Haus
Bauhaus ifex research series, Band 1
Das Potential von gefalteten Wabenplatten aus Papierwerkstoffen in ihrer architektonischen Anwendung
2017, 224 S., m. Abb., 16 Tab. z. Tl. farb. 24 cm, Softcover
VDG Verlag im Jonas Verlag

 

 

Wabenplatten aus Papierwerkstoffen können durch Faltprozesse in äußerst tragfähige und ästhetische Bauteile transformiert werden. Die beschriebenen SWAP-Platten sind in verschiedenen Stärken erhältlich, besitzen eine hohe statische Leistungsfähigkeit und bieten ein breites Anwendungsspektrum. Als theoretische Grundlage dieser Arbeit werden die geschichtliche Entwicklung und die gesellschaftliche Bedeutung von Papier und Papierwerkstoffen analysiert und deren Produktionsprozesse beleuchtet. Intensive Untersuchungen widmen sich der geometrischen Bestimmung von Faltungen in Wabenplatten aus Papierwerkstoffen sowie deren Manifestation als konstruktive Bauteile. Ein Experimentalbau zeigt das enorme gestalterische Potential von gefalteten Wabenplatten und wird in hochwertigen Schaubildern präsentiert.

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Gregor A. Scheffler
Validation of hygrothermal material modelling under consideration of the hysteresis of moisture storage
Schriftenreihe / Publication Series - Technische Universität Dresden, Institut für Bauklimatik
2016, 236 S., zahlr. Abb., Tab., Diagramme,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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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
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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 C02-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.

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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.

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Bernhard Middendorf, Ekkehard Fehling
Dauerhafte und wärmedämmende Wandelemente aus Fertigteil-Hybriden aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) und chemisch aufgetriebenen, lufthärtendem, mineralischen Schaumbeton
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3128
2019, 71 S., 56 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Konventionelle Wandelemente bestehen heutzutage meist aus einer Vielzahl an Materialen, um den Anforderungen an den Lastabtrag sowie an den Wärmeschutz nach EnEV zu entsprechen. Diese Materialen werden beispielsweise verklebt, sodass beim Rückbau keine sortenreine Trennung möglich ist. Dieses Problem soll durch das rein mineralische Wandsystem aus zwei UHPC-Schalen, die den wärmedämmenden und lastabtragenden Schaumkern schützen, erzielt werden. Für die Entwicklung eines vollständig mineralischen, tragenden und gleichzeitig wärmedämmenden Wandbauteiles wurden außenliegende ultrahochfeste Betonschalen (UHPC) und ein innenliegender Schaum auf UHPC-Basis zu einem Sandwichwandelement kombiniert. Dabei wurde ein mineralischer, chemisch aufgetriebener, lufthärtender Schaum (CLM-Schaum) auf Basis einer UHPC-Feinkornmischung genutzt, der im Gegensatz zu Porenbeton lufterhärtend ist und keine energieintensive Autoklavierung benötigt.

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Mark Koehler, Klaus-Dieter Brandstetter, Lutz Weber
Schallschutz von Fenstern in vorgesetzter Einbaulage (vorgesetzte Fenster)
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3164
2019, 64 S., 50 Abb. u. 12 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Neben der Verglasung und des Rahmens hängen Eigenschaften von Fenstern in starkem Maße von den Einbaubedingungen und der Position ab. Es ist zwar bekannt, dass bei vorgesetzter Einbauweise ein kritischer Einfluss auf die Schalldämmung besteht, belastbare Daten liegen hierzu jedoch bislang nicht vor. Im Projekt sollen Messdaten von gängigen Konstruktionen durch Prüfstandsmessungen ermittelt und eine Art Bauteilkatalog erstellt werden. Im Rahmen des durchgeführten Forschungsprojekts wurde der Einfluss der vorgesetzten Einbaulage von Fenstern bei Außenwänden mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS) auf die Schalldämmung untersucht. Ziele der Untersuchung waren u.a., Messergebnisse für verschiedene Befestigungssysteme und unterschiedliche Einbaupositionen im Prüfstand zu ermitteln und mit einem Referenzeinbau, wie er auch bei bauakustischen Prüfungen im Labor verwendet wird, zu vergleichen. Aus diesem Grund wurden alle Messungen im Fensterprüfstand gemäß DIN EN ISO 10140-1 bis 5 durchgeführt. In dem durchgeführten Messprogramm wurden insgesamt drei verschiedene Montagesysteme mit vier verschiedenen Einbaupositionen und Fenstern mit den Schallschutzklassen 2 bis 5 sowie verschiedenen Fugenabdichtungen kombiniert.

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H. Rademacher, O. Riese, S. Hauswaldt, I. Kotthoff, A. Rogge
Brandverhalten von Wärmedämm-Verbundsystemen mit Polystyrol-Dämmstoff. Untersuchung des Brandverhaltens von WDVS bei Brandbeanspruchung im Sockelbereich. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3360
2018, 28 S., 10 Abb. u. 6 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Projektgruppe "Brandverhalten von WDVS" der Bauministerkonferenz der Länder analysierte eine von Feuerwehren erstellten Liste von Brandereignissen an WDVS mit dem Ergebnis, dass die von den Feuerwehren beobachteten Ereignisse brennender Abfallbehälter oder Kraftfahrzeuge im Sockelbereich von mit EPS-WDVS bekleideten Außenwänden eine Gefahr darstellen könnten. Um diesen Umstand in Prüfungen verifizieren zu können, wurde zunächst ein spezieller Brandversuch entwickelt, der das Brennen von Brandlasten wie großen Müllcontainern oder kleinen Kraftfahrzeugen im Sockelbereich von Außenwänden beschreibt. Es wurde in entsprechenden Brandversuchen bestätigt, dass das so simulierte Brandereignis an ausgewählten zugelassenen schwerentflammbaren Wärmedämmverbundsystem mit Polystyrol-Dämmstoffplatten tatsächlich eine Gefahr darstellen kann, da es zu einer schnellen vertikalen Brandausbreitung kommen kann. Darauf aufbauend wurden konstruktive Ertüchtigungsmaßnahmen der EPS-WDVS zur Verbesserung des Brandverhaltens vorgestellt, deren Wirksamkeit wiederholt gezeigt werden konnte.

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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.

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Garrecht, Harald
Functionalized lightweight concretes with mineral and biogenic aggregates
BFT International, 2020

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Schultz-Cornelius, Milan; Pahn, Matthias
A cover for sandwich wall panels. Non-reinforced ultra-high performance concrete (UHPC)
BFT International, 2020

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Schwetz, Martina; Pahn, Matthias; Zeitler, Ralf; Bies, Nora Susanne
Structural capacity of self-supporting wall panels made of LAC. Lightweight aggregate concrete with open structure
BFT International, 2020

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Penkert, Fabian; Pahn, Matthias
Load-transferring and switchable. Vacuum insulation for sandwich wall panels
BFT International, 2020

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Fingerloos, Frank
Frequently asked questions and discussion. New Guidelines on water-impermeable concrete structures, 2017 edition
BFT International, 2019

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