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Tragverhalten von randnahen zugbeanspruchten Befestigungen bei der Versagensart "Spalten des Betons"

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[Quelle: http://d-nb.info]

In der Arbeit wird das Tragverhalten zugbeanspruchter Befestigungen mit einem geringen Abstand zu einem Bauteilrand untersucht. Dazu wurden sowohl experimentelle Untersuchungen als auch numerische Studien durchgeführt, wobei sich die Untersuchungen auf Versagen des Ankergrundes Beton beschränken. Dieses kann prinzipiell durch einen Betonausbruch oder durch die Bildung von Spaltrissen eintreten. Für experimentelle Untersuchungen mit zugbelasteten Befestigungen haben sich zwei unterschiedliche Versuchsmethoden etabliert: Enge und weite Abstützung. Bei einer weiten Abstützung findet die Abstützung der Zugkraft in einem Abstand von (mindestens) der zweifachen Verankerungstiefe zum Befestigungselement statt. Dies gewährleistet, dass sich ein vollständiger Ausbruchkegel ausbilden kann. Bei einer engen Abstützung werden dagegen die Reaktionskräfte aus der in das Befestigungsmittel eingeleiteten Zugkraft in unmittelbarer Nähe des Befestigungsmittels in eine Abstützplatte geleitet. Ein Versagen durch Betonausbruch kann nicht auftreten, sondern das Versagen tritt zwangsweise durch Spalten des Ankergrundes ein. In der Arbeit werden Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen und numerischen Simulationen mit form-, reib- und stoffschlüssigen Befestigungsmitteln vorgestellt, die mit enger Abstützung durchgeführt wurden. Dadurch wurde gezielt Versagen durch Spalten des Betons hervorgerufen. Anhand der Untersuchungsergebnisse wird ein Berechnungsmodell für die Höchstlast von Befestigungen bei Spaltversagen abgeleitet.

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Bücher, Broschüren

Patrick Filipaj
Architektonisches Potenzial von Dämmbeton
3., Aufl.
2019, 140 S., zahlr. Abb. und Fotos, Pläne, s/w. 302 x 230 mm, Softcover
vdf Hochschulverlag AG

 

 

Gebäude, deren Außenhüllen aus homogenem Dämmbeton oder "Konstruktionsdämmsichtbeton" bestehen, haben die besondere Eigenschaft, dass sie auf eine zusätzliche Dämmschicht verzichten können. Diese spezielle Betonart stößt bei vielen Architektinnen und Architekten auf großes Interesse: endlich ein Material, mit dem wieder ontologische Betonkonstruktionen möglich sind, die mit ihren beidseitigen Sichtbetonflächen an die Tradition der Beton-brut-Architektur der 1950er- und 1960er-Jahre anknüpfen. Das Buch gibt zukünftigen Anwendern und interessierten Fachleuten einen Überblick über das Potenzial dieses zukunftsträchtigen Materials. Im ersten Teil wird der Baustoff Dämmbeton von seiner Entstehungsgeschichte her beleuchtet, die in ihren Vorläufen bereits in der Antike beginnt. Es folgt die materialtechnologische Sicht mit besonderem Augenmerk auf die relevanten Unterschiede zu Normalbeton, beispielsweise bei der Frischbetonherstellung. Im zweiten Teil werden zeitlich und architektonisch besonders interessante Dämmbetonbauten als Case Studies ausführlich dokumentiert. Die Übersicht zeigt das gestalterische Potenzial von Dämmbeton und mögliche Detaillösungen anhand von Fotos, Werk- und Detailplänen. Im Schlusskapitel wird dargestellt, wieso Dämmbeton erst jetzt beziehungsweise gerade jetzt auf ein so starkes Interesse stößt; zugleich wird das mögliche Potenzial von zukünftigen Dämmbetonprojekten aufgezeigt.

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Fernando Acosta Urrea, Frank Dehn, Lothar Stempniewski
Influence of elevated temperatures up to 100 °C on the mechanical properties of concrete
Karlsruher Reihe Massivbau, Baustofftechnologie, Materialprüfung, Band 84
Dissertationsschrift
2018, 272 S., graph. Darst. 240 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Experiments to characterize the effects of moisture content and temperature on the mechanical properties of concrete were conducted. Based on these experiments, a new overall material model capable of predicting the mechanical behaviour of concrete subject to elevated temperatures up to 100 °C was developed. The material model estimates the time, temperature and moisture dependency of the compressive and tensile strength, creep and shrinkage of concrete.

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Ist-Zustandserfassung von Parkbauten in Betonbauweise
DBV-Heft, Band 39
Fassung Januar 2017.
2017, 76 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover

 

 

Der Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen haben im Bereich von Parkhäusern und Tiefgaragen aufgrund der dort herrschenden Beanspruchungen eine besondere Bedeutung. Dies gilt vorrangig für die Instandhaltung von solchen Parkdecks, die direkt befahren sind, da diese erheblichen Beanspruchungen aus Chloriden in Kombination mit wechselnd nassen und trockenen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Wichtigste Voraussetzung für die sachkundige Planung von Instandsetzungsmaßnahmen ist die Ist-Zustandserfassung der betroffenen Betonbauteile. Dazu gehört nicht nur die Aufnahme von augenfälligen Schadensbildern, sondern auch die eingehende Untersuchung von schadensträchtigen Betonbauteilen. Diese wird üblicherweise mittels einer Kombination aus zerstörungsfreien und zerstörungsarmen Prüfverfahren durchgeführt. Welche Verfahren und Verfahrenskombinationen sind für eine Ist-Zustandserfassung von Betonbauteilen geeignet und haben sich in der Praxis bewährt? Was ist bei ihrer Durchführung zu beachten und wie sind die Prüfergebnisse zu beurteilen? Das Heft geht diesen Fragen nach und gibt entsprechende Antworten beziehungsweise liefert Ansätze für Problemlösungen. Die Beiträge wurden von Autoren erarbeitet, die bei den vom DBV jährlich bundesweit veranstalteten Arbeitstagungen zur Betoninstandsetzung referierten.

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Sicherheit durch Beton : Schutz vor Explosion, Brand und Risikostoffen : 13. Symposium Baustoffe und Bauwerkserhaltung,
2017, VII, 84 S., graph. Darst. 297 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Durch eine Veränderung von Gefahren müssen Sicherheits- und Schutzvorkehrungen stetig angepasst werden. Hierzu gilt es die weitläufigen Einsatzmöglichkeiten des Werkstoffs Beton als schützender Baustoff zu optimieren und weiterzuentwickeln. Der Tagungsband vermittelt das Wissen über die Schutzfunktionen von Betonbauteilen gegen Explosion, Brand und Risikostoffe. Neben betontechnologischen Optimierungen werden konstruktive Aspekte an praxisnahen Beispielen ausgehend dargestellt.

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Steffen Marx, Jürgen Grünberg, Michael Hansen, Sebastian Schneider
Sachstandbericht - Grenzzustände der Ermüdung von dynamisch hoch beanspruchten Tragwerken aus Beton
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Band 618
2017, 134 S., 297 mm, Softcover
Beuth

 

 

In den letzten Jahrzehnten ist das Ermüdungsverhalten von Beton, Betonstahl und Spannstahl immer stärker in den Fokus der Wissenschaft und der bemessenden Ingenieure getreten. Durch die Entwicklungen in der Betontechnologie ist es mittlerweile möglich, hochfeste Betone mit Verarbeitungseigenschaften herzustellen, die neben der Anwendung in der Fertigteilindustrie auch als Transportbetone eingesetzt werden. Dies ermöglicht speziell im Brücken- und Windenergieanlagenbau die Herstellung von immer schlankeren und filigraneren Strukturen, wodurch die zyklischen Beanspruchungen einen bedeutenderen Einfluss in der Tragwerksbemessung erhalten. Der Sachstandbericht erläutert anhand einer umfassenden Literaturrecherche sowie von Versuchsergebnissen das Ermüdungsverhalten von Beton, Betonstahl und Spannstahl sowie deren Verbund. Das Heft gibt sowohl Forschern als auch Ingenieuren wichtige Informationen zum Stand der Ermüdungsforschung von dynamisch hoch beanspruchten Tragwerken aus Beton.

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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

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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.

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Klaus Block, Rainer Becker
Untersuchungsbericht zum Tragverhalten von Kopfbolzen in Leichtbeton
Bauforschung , Band T 3361
2018, 132 S., 27 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Pro Jahr werden etwa 1,5 Mio. m3 Leichtzuschlag überwiegend im Baubereich verarbeitet. Verankerungen in Normalbeton sind bereits mit der Einführung von ETAG 001 systematisch untersucht und bemessen worden. Für Verankerung in Leichtbeton hingegen gibt es derzeit weder eine Bemessungsvorschrift noch Zulassungen. Eine direkte Übertragung der Erkenntnisse aus Normalbeton auf Verankerungen in Leichtbeton ist aber aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung und des Last-Verformungsverhaltens nicht möglich. Die grundsätzlichen Tragmechanismen sind an Kopfbolzen in gefügedichtem Leichtbeton erforscht worden, da Kopfbolzen ein klares Verhalten in Bezug auf die Lastübertragung zeigen. Durch die geringe Lastübertragungsfläche entstehen allerdings hohe Spannungen, die den Leichtbeton örtlich schädigen können und daher zu vergrößerten Verformungen führen.

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Xiaochen Lin, Anya Vollpracht
Bewertung der Umweltverträglichkeit von Zementsuspensionen
Bauforschung , Band T 3357
2018, 135 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Sinne des Grundsatzpapiers "Grundsätze zur Bewertung der Auswirkung von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" ist die Verträglichkeit eines Baustoffs für Boden und Grundwasser bei der bauaufsichtlichen Zulassung nachzuweisen. Für Zementsuspensionen wurde der inverse Säulenversuch nach Schössner als Prüfverfahren ausgewählt, allerdings werden mit diesem Versuch überproportional große Mengen an Inhaltsstoffen ausgewaschen. Dies wurde bereits in Vorprojekten festgestellt und als Alternative ein Frischbetonstandtest vorgeschlagen. Bisher konnte in den zuständigen Gremien jedoch keine Einigung zur Prüfung von Zementsuspensionen erzielt werden. Daher wurden in diesem Projekt nochmals vergleichende Untersuchungen durchgeführt und die Datenbasis vergrößert, um die Bandbreite der kommerziellen Produkte in Deutschland abzudecken.

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Gregor Schacht, Steffen Marx
Neufassung der Richtlinie "Belastungsversuche an Betonbauwerken". Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3035
2017, 75 S., 48 Abb. u. 7 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Belastungsversuche stellen eine sichere und wirtschaftliche Methode zur Bewertung bestehender Tragwerke dar, wenn der Nachweis einer ausreichenden Sicherheit allein rechnerisch nicht erbracht werden kann. Die Durchführung von Belastungsversuchen ist seit 2000 durch die Richtlinie "Belastungsversuche an Betonbauwerken" des DAfStb geregelt. Diese Richtlinie basiert jedoch auf Forschungsarbeiten aus den 1980er und 1990er Jahren. Die Überarbeitung der Bewertungskriterien hinsichtlich ihrer praktischen Anwendbarkeit zur Detektion beginnender Schädigungen während des Versuches, die Gewährleistung der Passfähigkeit zur europäischen Normung und die Erarbeitung von Teilsicherheitsbeiwerten für Belastungsversuche sind die Hauptanliegen des Forschungsprojektes.

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H. W. Reinhardt, G. Volland
Eindringverhalten von Biodiesel in Beton
Bauforschung , Band T 3328
2016, 63 S., 23 Abb. u. 39 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen dieser Arbeit galt es das Eindringverhalten von Biodiesel in Beton unter besonderer Berücksichtigung der potentiellen betonangreifenden Eigenschaften von Biodiesel zu untersuchen. Beton wird durch eine Reihe organischer Verbindungen wie z.B. organische Säuren, Phenole in der Regel lösend angegriffen. Im Rahmen des Vorhabens galt es zu untersuchen, ob und unter welchen Bedingungen Betone mit Inhaltsstoffen und Abbauprodukten von Biodiesel reagieren, so dass lösende und/oder treibende Betonkorrosion als Folge einer Beaufschlagung von Betonen mit Biodiesel zu erwarten ist. Bei Beton handelt es sich um ein komplexes zweiphasiges alkalisches Medium, dessen reaktive Alkalität primär als wässrige Phase im Porensystem des Betons vorliegt (Porenwasser). Das Porensystem des Betons ist gleichzeitig der Transportweg für eindringende Flüssigkeiten. Sofern am Transportprozess beteiligt, ist die Alkalität der Gelphase der Gelporen relevant. Daneben sind in Beton potentiell alkalisch wirkende Inhaltsstoffe vorhanden (z.B. Portlandit), die bei Kontakt mit Wasser oder anderen lösenden polaren Verbindungen wirksam werden können.

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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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Otto, Jens; Adam, Romy
Carbonbeton und Stahlbeton im wirtschaftlichen Vergleich
Bauingenieur, 2019

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Schütze, Elisabeth; Curbach, Manfred
Zur experimentellen Charakterisierung des Verbundverhaltens von Carbonbeton mit Spalten als maßgeblichem Versagensmechanismus
Bauingenieur, 2019

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Hering, Marcus; Kühn, Tino; Häntzschel, Thomas; Neumann, Frank; Häußler-Combe, Ulrich; Curbach, Manfred
Dynamisches Verhalten von Stahlbetonplatten. Sprengversuch - experimenteller Teil
Beton- und Stahlbetonbau, 2019

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Reinhardt, Hans?Wolf; Mielich, Oliver; Müller, Burkhard
Zum Kriechen von Beton mit Superabsorbierenden Polymeren unter Druckbeanspruchung
Beton- und Stahlbetonbau, 2019

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Spille, Jens; Zehfuß, Jochen
Neuer Ansatz der thermischen Leitfähigkeit von Beton für die Brandschutzbemessung in Eurocode 2
Bautechnik, 2019

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