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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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2017, 224 S., m. Abb., 16 Tab. z. Tl. farb. 24 cm, Softcover
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Bernhard Middendorf, Ekkehard Fehling
Dauerhafte und wärmedämmende Wandelemente aus Fertigteil-Hybriden aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) und chemisch aufgetriebenen, lufthärtendem, mineralischen Schaumbeton
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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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C.-A. Graubner, Tilo Proske, Jochen Zeier
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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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Bauforschung , Band T 3360
2018, 28 S., 10 Abb. u. 6 Tab., Softcover
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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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Angèle Tersluisen, Kamyar Nasrollahi, Klara Bauer, Mehrdad Khalatbari, Nadine Lebong, Mozhgan Shirani, Björn-Martin Kurzrock, Tillman Gauer, Conrad Völker, Thomas Lichtenheld
Untersuchung zeitgemäßer, monolithischer Wandaufbauten hinsichtlich bauphysikalischer, ökologischer und ökonomischer Eigenschaften. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3064
2018, 207 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Das Forschungsprojekt untersucht den Einfluss von Material und Konstruktion bei monolithischen und korrespondierenden mehrschichtigen Bauweisen auf thermischen Energiebedarf, Behaglichkeit, Ökobilanz sowie Kosten und Erlöse im Immobilien-Lebenszyklus. Insgesamt werden acht Ausführungsvarianten untersucht, darunter vier monolithische Varianten und vier korrespondierende mehrschichtige Varianten. Die bauphysikalische Betrachtung dieser Varianten wurde auf Bauteil- und Raumebene mittels instationärer thermischer Simulation durchgeführt. Die anschließende Ökobilanzierung der Ausführungsvarianten wird komplettiert durch die Lebenszykluskostenanalyse. Im abschließenden Arbeitsschritt werden die gewonnenen bauphysikalischen, ökologischen und ökonomischen Erkenntnisse zusammengeführt. Hieraus werden Empfehlungen für die Baupraxis sowie weiterer Forschungsbedarf abgeleitet.

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Matus Joscak, Walter Sonderegger, Peter Niemz
Vergleichende Untersuchungen zum Feuchte- und Wärmeverhalten in unterschiedlichen Holzwandelementen. Abschlussbericht
Wissenschaft, Band 27
2011, 147 S., zahr. Abb. u. Tab., Softcover
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Fünf Holzwandelemente verschiedener Hersteller aus der Schweiz werden im Rahmen des Projektes bezüglich ihres Feuchte- und Wärmeverhaltens über die Dauer eines Jahres am Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) in Holzkirchen untersucht. Dabei werden zwei ausschließlich aus Vollholzwerkstoffen bestehende Wandaufbauten drei Aufbauten gegenübergestellt, bei denen Vollholzwerkstoffe in Kombination mit verschiedenen Dämmmaterialien eingesetzt werden. Die Auswertung und der Vergleich der Messdaten erfolgt mit den bauphysikalischen Simulationsprogrammen Delphin und WUFI. Ein besonderes Augenmerk ist dabei den Wärmedämmeigenschaften der Vollholzaufbauten gewidmet, welche deutlich bessere Ergebnisse erzielen, als dies von den Normwerten her zu erwarten ist. Eine weitere Besonderheit ist die Verwendung von nicht hinterlüfteten Holzfassaden bei vier Wandaufbauten, was sich als unproblematisch erweist, da bei keiner Wand eine kritische Grenze für potentielle Feuchteschäden erreicht wird.

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Zeitschriftenartikel

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Schmitt, Andreas; Pahn, Matthias
New assessment of horizontal fresh concrete pressure. Precast element walls with integrated insulation material
BFT International, 2019

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Weimar, Thorsten; Leutbecher, Torsten
Glass-rigid foam facing without connectors concrete sandwich panel
BFT International, 2019

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Klein, Friedrich
2017 WU code of practice of DAStb. A position paper
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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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Stephan, Dietmar
Multifunctional lightweight concrete elements with inhomogeneous properties (MultiLC)
BFT International, 2019

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