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Wandelbare Dächer
Authors: Hub Alexander , Rein Alfred 
Published: April 2013

AbstractWandelbare Dächer bieten die Möglichkeit, Veranstaltungsstätten unter freiem Himmel zuverlässiger zu nutzen. Aufgrund der besonderen Anforderungen an diese Bauwerke ist die Planung ein komplexer Vorgang. Im großen Umfang sind Aspekte des Maschinenbaus in eine bauliche Struktur zu integrieren. Der funktionale Charakter darf dabei nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Bauwerke durch ihre Gestaltung einen großen Einfluss auf ihre direkte Umgebung nehmen. Der Bericht stellt zwei kürzlich realisierte Projekte vor, die das Ergebnis einer gleichwertigen Beachtung architektonischer und funktionaler Aspekte darstellt.Convertible roofs – An economical solution for all‐weather safety at open air eventsConvertible roofs offer the opportunity to use an open air event area in a reliable way. Planning process is complex due to the special requirements on the construction. In a large scale aspects of mechanical engineering have to be integrated in a building structure. Functionality is not allowed to hide the fact that the design of the building has a wide influence on its next environs. This paper presents two recently finished projects which were designed under equal consideration of architecture and functionality.
Niedrigemittierende Funktionsschichten auf Membranen zur Erhöhung der Energieeffizienz
Authors: Manara Jochen , Lenhart‐Rydzek Matthias , Wolf Nadine , Arduini‐Schuster Mariacarla 
Published: April 2013

AbstractZur Verbesserung der Wärmedämmung von Membranbauten sowie zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden beim Einsatz von Membranen wurden vom ZAE Bayern in Kooperation mit der Firma Verseidag‐Indutex GmbH niedrigemittierende (low‐e) Funktionsschichten auf Membranen entwickelt. Bei diesen Schichten handelt es sich um Beschichtungen, die IR‐aktive Pigmente enthalten, welche die Wärmestrahlung teilweise reflektieren und damit die “low‐e Eigenschaft” bewirken. Durch eine geeignete Auswahl und Dispergierung dieser Pigmente kann ein thermischer Emissionsgrad zwischen 0, 1 und 0, 3 erreicht werden. Darüber hinaus ist es möglich, die IR‐aktiven Pigmente mit Farbpigmenten zu kombinieren, um einen maßgeschneiderten Farbeindruck mit der “low‐e Eigenschaft” zu vereinen. Durch die Verminderung der Wärmeabstrahlung der Membranoberfläche kann die Wärmedämmung ein‐ oder mehrlagiger Membrankonstruktionen, abhängig von den Randbedingungen, deutlich verbessert werden. An einem Objekt, in dem die low‐e Membranen erstmals eingebaut wurden, konnte der Effekt der low‐e Beschichtung mithilfe einer Wärmebildkamera anschaulich demonstriert werden.Low emitting functional coatings on membranes for improving energy efficiencyFor improving the thermal insulation of membrane structures as well as for increasing the energy efficiency of buildings using membranes, ZAE Bayern developed a low emitting (low‐e) coating on membranes together with Verseidag‐Indutex GmbH. These coatings contain IR‐active pigments which partially reflect infrared radiation and therefore provoke the “low‐e effect”. By choosing suitable pigments and by practically dispersing the pigments a thermal emittance between 0.1 and 0.3 was achieved. Beyond that it is possible to add color pigments to the coating in order to combine the “low‐e effect” with a customized color impression. By reducing the emission of thermal radiation from the membrane surface it is possible to significantly enhance the thermal insulation of a single or a multi‐layered membrane system. The developed membranes were firstly integrated in a building where the effect of the low‐e coating was demonstrated by an IR‐camera.
Einsatzverhalten von ETFE‐Membrankissenkonstruktionen
Authors: Hanke Thomas , Lucas Jörg , Heilmann Andreas 
Published: April 2013

AbstractDach‐ oder Fassadenkonstruktionen aus pneumatisch gestützten Membrankissen zeigen ein sehr dynamisches und komplexes Verhalten bei wechselnden Umgebungsbedingungen. Zur richtigen Bemessung dieser Konstruktionen müssen der Konstruktionswerkstoff und die Details der Fertigung umfassend berücksichtigt werden. Der folgende Artikel behandelt daher einige spezielle Eigenschaften des Konstruktionswerkstoffes Ethylen‐Tetrafluorethylen (ETFE) und deren Folgen für dessen Einsatzverhalten. Zuerst werden Membrankissenkonstruktionen aus dem Werkstoff ETFE bezüglich ihrer Bauart und relevanter Fertigungsdetails beschrieben. Der technologische Stand der Bemessung und Auslegung dieser Konstruktionen wird kurz zusammengefasst und es wird auf Probleme, die auf den speziellen Eigenschaften dieses Materials beruhen, hingewiesen. Die mechanischen Eigenschaften des Konstruktionswerkstoffes werden im Zusammenhang mit den in einer Membrankissenkonstruktion auftretenden Belastungszuständen diskutiert und die sich daraus ergebenden Anforderungen an die durchzuführenden Materialprüfungen beschrieben. Anschließend werden die am Fraunhofer‐Institut für Werkstoffmechanik durchgeführten Untersuchungen präsentiert und deren Nutzen für eine Modellierung des Werkstoffverhaltens erläutert. In einem kurzen Ausblick werden die nächsten Schritte zur Präzisierung dieses Modells benannt.Performance of ETFE membrane cushion constructionsRoof or façade constructions made of pneumatically supported membrane cushions show a very dynamic and complex behavior under changing environmental conditions. For proper design of these constructions, the construction material, and the details of manufacture must be understood completely. Therefore, this article addresses some special requirements for the construction material ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) and their consequences for using behavior. At first, the design and manufacture relevant details of membrane cushion constructions are described. The state of the design and interpretation of these structures is summarized and problems, based on the special characteristics of this material, are noted. The property profile of the structural material is discussed in relation to the occurring load conditions, and the requirements for material tests are discussed. Investigations which are carried out at Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials and their relation to the modeling of the materials behavior are explained. Finally, a shot outlook describes the next steps to clarify the material model.
Schäden in Tiefgaragen und deren Instandsetzung
Authors: Schöppel K. 
Published: April 2013

AbstractTiefgaragen wurden und werden i.a. in Stahlbetonbauweise erstellt. In den letzten 25 Jahren wurden in diesen Tiefgaragen gravierende Schäden festgestellt, die teilweise mit erheblichem Aufwand und Kosten instandgesetzt werden mussten. Schäden, denen der Autor in seiner Tätigkeit als Sachverständiger immer wieder begegnet, werden im Beitrag dargestellt . Es werden generelle Regeln zur Vermeidung von Schäden in Tiefgaragen erläutert. Insbesondere wird auf die Planung eingegangen, da die meisten Schäden durch Planungsfehler bedingt sind. Weiterhin werden die Möglichkeiten der Instandsetzung von Tiefgaragen sowie Praxisbeispiele von Instandsetzungen angeführt.
Tiefgaragensanierung mit eingeschlitzten CFK‐Lamellen. Mit nachträglich in Schlitze eingeklebten CFK‐Lamellen Rissbreiten kontrollieren
Authors: Blaschko M. 
Published: April 2013

AbstractViele Tiefgaragen basieren bezüglich der Abdichtung auf dem System der Weißen Wanne. Die Stahlbetonbauteile in Tiefgaragen sind aber Temperaturschwankungen ausgesetzt, die häufig zu Rissbildung mit der Folge eines Wassereintritts führen. Zur dauerhaften Wiederherstellung der Wasserdichtigkeit müssen die Rissbewegungen durch das Ergänzen von Bewehrung nachträglich reduziert werden. In Schlitze eingeklebte CFK‐Lamellen stellen hierfür ein wirkungsvolles Verfahren dar. Eine hohe Verbundtragfähigkeit und eine oberflächennahe Lage ergeben Vorteile bei der Verwendung als rissverteilende Bewehrung. Mit dem weiteren Vorteil der mechanischen Belastbarkeit durch überfahrende Fahrzeuge eignet sich dieses Verfahren besonders zur Anwendung bei Bodenplatten in Garagen.
Wassertransport durch WU‐Beton. Vermeidung von Feuchteschäden
Authors: Fechner O. 
Published: April 2013

AbstractDurch WU‐Betonbauteile, die ständig drückendem Wasser ausgesetzt werden, treten geringe Wassermengen durch. Schäden entstehen, wenn die Abtrocknung behindert wird und das Wasser nicht wieder verdunsten kann. Zur Ermöglichung der Verdunstung der durch die Bauteile aus wasserundurchlässigem Beton hindurchtretenden geringen Wassermengen empfiehlt es sich, belüftete Boden‐ und Wandbeläge auszuführen.
Betonfahrbahnplatten auf gedämmten Parkdecks. Beanspruchungen und Erfahrungen
Authors: Fastabend M. , Braasch T. , Amend H. 
Published: April 2013

AbstractAusgehend von üblichen Aufbauten der Parkdecks werden Empfehlungen für die zweckmäßigen Plattenstärken, Plattenabmessungen, Bewehrungen und baulichen Durchbildungen gemacht.
Taktschiebebrücken in Mischbauweise ‐ Talbrücke Scherenbusch
Authors: Fischer O. , Genetzke C. , Reinhard T. 
Published: April 2013

AbstractIm vorliegenden Aufsatz wird anhand der Talbrücke Scherenbusch die Mischbauweise mit konventioneller Vorspannung im Bauzustand und zusätzlicher externer Vorspannung für das Endsystem diskutiert und mit zwei weiteren Überbauten verglichen. Ein internationaler Vergleich für die Bauweise wird durchgeführt und Konsequenzen im Hinblick auf die zu‐künftige Normung erörtert.
Bemessungsdiagramme und ‐tabellen zur Querkraftbemessung nach DIN 1045‐1
Authors: Mainz J. 
Published: April 2013

AbstractEs werden Bemessungsdiagramme und ‐tabellen zur Bestimmung der Querkraftbewehrung gemäß DIN 1045‐1 vorgestellt. Mit ihnen kann auf die langwierige Anwendung der Formeln aus der Norm verzichtet werden. Sie ermöglichen eine rasche, wirtschaftliche Bemessung. Auch die Gurtanschlußberechnung kann als Näherung bestimmt werden.
Querkraftbemessung nach DIN 1045‐1, Benutzerfreundliche Darstellung der Nachweise für Stahlbetonbauteile
Authors: Albrecht U. 
Published: April 2013

AbstractQuerkraftbemessung und Nachweise der Schubkraftübertragung zwischen Balkensteg und Gurten sowie zwischen Fertigteilen und Ortbeton sind neu geregelt. Die in DIN 1045‐1 angegebenen Gleichungen werden vereinfacht dargestellt. Beispiele runden den Beitrag ab.
Neue Durchstanzbewehrung für Elementdecken
Authors: Eligehausen R. , Vocke H. , Clauss A. , Furche J. , Bauermeister U. 
Published: April 2013

AbstractDer Beitrag beschreibt eine neue Durchstanzbewehrung aus speziellen Gitterträgern für Flachdecken zur weiteren Erhöhung der Durchstanztragfähigkeit. Aufgrund experimenteller und numerischer Untersuchungen wurde eine bauaufsichtliche Zulassung für diese "Filigran‐Durchstanzbewehrung" erteilt. Sie kombiniert die Vorteile einer erhöhten Schubtragfähigkeit mit der Möglichkeit eines einfachen Einbaus parallel zu den Gitterträgern der Elementdecke.
Beschränkung der Rißbreite bei kombinierter Beanspruchung aus Last und Zwang
Authors: Fehling E. , Lautbecher T. 
Published: April 2013

AbstractAusgehend von den Regeln der DIN 1045‐1 zur rechnerischen Ermittlung der Rißbreite wird im Beitrag ein Näherungsverfahren abgeleitet, welches eine Beschränkung der Rißbreite für die kombinierte Beanspruchung aus äußerer Last und Zwang ermöglicht. Zur Anwendung in der Praxis werden Berechnungshilfen in Diagrammform zur Verfügung gestellt.
Verhalten von Ultrahochfesten Betonen (UHPC) unter Brandbeanspruchung
Authors: Schneider U. , Diederichs U. 
Published: April 2013

AbstractDie Verwendung von Hochleistungsbetonen hat in den letzen Jahren weltweit einen enormen Trend nach oben erfahren. Innovativen Unternehmen und Labors ist es zu verdanken, daß diese Entwicklungen basierend auf soliden Untersuchungen stetig fortgeführt werden. Ultrahochfeste Betone stellen dabei die letzte Stufe dieser Forschungsentwicklung dar.Permeabilität ist bekanntlich ein Indikator zur Quantifizierung der Dauerhaftigkeit bei Betonen. Permeabilität steht aber auch in enger Relation zum Abplatzverhalten bei Betonen unter Temperaturbeanspruchung, d.h. sie ist ev. maßgebend für eher weniger gute Eigenschaften von Hochleistungsbetonen in diesem Zusammenhang.Dieser Bericht stellt einen Auszug aus einem noch laufenden Forschungsprojekt an der TU‐Wien dar, welcher sich mit dem Abplatz‐ und Temperaturverhalten von UHPC‐ Betonen bei unterschiedlichen Brandbelastungen befaßt. Dazu werden die derzeitig vorliegenden Versuchsergebnisse und die daraus gewonnenen Erkenntnisse dokumentiert.
Hochwasserschäden am Schürmannbau Teil 1 / Entwicklung, Ursache, Umfang, erste Sanierungsprinzipien
Authors: Eibl J. , Ruckenbrod C. , Schlüter F.‐H. , Haß H. , Löffler M. , Schmid Ch. 
Published: April 2013

AbstractDer Rohbau des ursprünglich für die Abgeordneten des Deutschen Bundestages geplanten sog. "Schürmannbaus" in Bonn schwamm durch ein Jahrhunderthochwasser im Dezember 1993 infolge eines nicht ordnungsgemäß hergestellten Hochwasserschutzes auf und wurde dabei stark geschädigt. Hierbei handelt es sich um den größten Bauschadensfall der Bundesrepublik. In dem vorliegenden vierteiligen Beitrag soll ein umfassender Überblick über das gesamte Projekt gegeben werden, vom Schadenshergang bis zur Sanierung und zum Weiterbau zum Funkhaus für die "Deutsche Welle".Im ersten Teil wird über den Schadenshergang, die Ursache für das Aufschwimmen, die Schadenserkundung sowie über erste Sanierungsprinzipien berichtet.
Hochwasserschäden am Schürmannbau Teil 3 / Wiederherstellung der Lagesicherheit
Authors: Ruckenbrod C. , Schlüter F.‐H. , Haß H. , Löffler M. , Schmid Ch. 
Published: April 2013

AbstractTeil 3 berichtet über die Wiederherstellung der Lage‐ und Auftriebssicherheit. Hierzu mußte die Wasserhaltungsanlage instandgesetzt und die vorhandenen Hohlräume bis über 50 cm Höhe unter der Bodenplatte unter Berücksichtigung von Verformungskriterien kraftschlüssig verpreßt werden.
Gekoppelte Aussteifungssysteme. Steuerung des Tragverhaltens
Authors: Strutz J.‐S. , Ruth J. 
Published: April 2013

AbstractEs werden Aspekte der Steuerung des Tragverhaltens von bestehenden gekoppelten Aussteifungssystemen aus Stockwerkrahmen und Scheibe erörtert. Hauptaugenmerk liegt dabei auf den Steifigkeitseigenschaften der Koppelelemente.Möglichkeiten und Auswirkungen verschiedener Steifigkeitsverteilungen der Koppelelemente werden exemplarisch auf Basis der FEM aufgezeigt. Des weiteren wird für die somit entstehenden nachgiebig gekoppelten Aussteifungssysteme ein geschlossener Ansatz zur Analyse auf Grundlage von Differentialgleichungen vorgestellt.
Das Querdehnungsverhalten hochfester und ultrahochfester Betone
Authors: Basche H. D. , Kliver J. , Schneider H. 
Published: April 2013

AbstractWährend das Querdehnverhalten für normalfeste Normalbetone durch zahlreiche Untersuchungen als bekannt angesehen werden kann, finden sich für hochfeste Normalbetone nur wenige und z. T. widersprüchliche Angaben. Das Querdehnverhalten ultrahochfester Betone ist bisher kaum untersucht worden. In diesem Bericht werden die Ergebnisse von Versuchen zur Bestimmung des Querdehnverhaltens hochfester und ultrahochfester Betone vorgestellt.
Große Kesselgerüste mit Stützen aus Stahlbeton
Authors: Tachwaly K. , Lehnen D. 
Published: April 2013

AbstractIn großen Braunkohlenkraftwerken werden die Kesselgerüste in aller Regel als Stahlkonstruktionen ausgeführt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die aus Gründen der betrieblichen Sicherheit erforderlichen Stahlbetontreppentürme in ein ansonsten aus Konstruktionsstahl gefertigtes Kesselgerüst zu integrieren. Im Beitrag wird ein mögliches Konzept für eine solche Mischbauweise vorgestellt.
Zum Einfluß der Temperatur während der Nachbehandlung auf Risse in Bodenplatten und Weißen Wannen
Authors: Springenschmid R. 
Published: April 2013

AbstractForschungsarbeiten haben gezeigt, daß Biegespannungen verursacht durch hohe Temperaturgradienten am ersten Tag in Betonbodenplatten mehr zu Rissen beitragen können, als zentrische Zugspannungen verursacht durch Bodenreibung. Betonbauteile, die im Kern bei hohen, in der Randzone aber bei niedrigen Temperaturen erhärten, erhalten nach dem Abkühlen des Kernes eine thermische Vorspannung, die die Rißempfindlichkeit erheblich vermindert. Wenn Temperaturrisse zu befürchten sind, soll die Oberfläche des Betons daher vom Beginn der Erhärtung an durch Besprühen mit Wasser oder reflektierende Nachbehandlungsmittel kühl gehalten werden.
Temperatur‐ und Festigkeitsmodellierungen durch Praxiswerkzeuge
Authors: Nietner L. , Schmidt D. 
Published: April 2013

AbstractTemperatur‐ und Spannungsberechnungen hydratisierender Betonbauteile sind mittlerweile Stand der Technik und vielfach bereits Bestandteil entsprechender Bauverträge. Die meisten der zur Verfügung stehenden Modelle sind jedoch für die Bauausführung aufgrund der Komplexität der Eingabeparameter und des Berechnungsaufwandes wenig praktikabel. Darüber hinaus ist die Bedienung ihrer resultierenden Softwarepakete oft kompliziert und wenig transparent. Der Beitrag stellt deshalb die Grundlagen eines praxisorientierten Softwarewerkzeuges sowie dessen Anwendung an anspruchsvollen Bauvorhaben vor.
Adaptive Brückenbauwerke unter Verwendung modularer Verstärkungskonzepte
Authors: Girmscheid Michael , Busse Daniel , Zedler Thomas , Empelmann Martin , Hamm Stephan 
Published: April 2013

AbstractBrücken werden planmäßig für eine Lebensdauer von 80 bis 100 Jahren ausgelegt. Eine genaue Prognose der Verkehrsentwicklung und der Bedarf an verkehrlicher Infrastruktur sind aufgrund der zahlreichen Randbedingungen über diesen Zeitraum nur mit erheblichen Unsicherheiten möglich. Daher werden Lösungen für künftige Brücken vorgestellt, bei denen die Brücke nachträglich durch strukturelle Adaptionsmaßnahmen an geänderte Randbedingungen angepasst werden kann. Die grundsätzliche Idee ist, eine primäre Struktur (z.B. Hohlkasten) durch ein modulares System sekundärer Strukturen (d.h. Streben, Fachwerke) zu ergänzen. Dabei soll die Adaption ohne große bauliche Maßnahmen am Bestandsbauwerk weitgehend unter laufendem Verkehr stattfinden können. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden die Grundlagen für eine derartige adaptive Brückengestaltung sowie ein modulares Verstärkungskonzept entwickelt und in einem zweiten Schritt die Wirkung der vorgeschlagenen Adaptionen anhand eines praxisnahen Beispiels untersucht.Adaptive bridges using modular strengthening strategies “Adaptive tube‐in‐tube bridges”Bridges are usually designed for an 80 to 100 year design life. Due to a variety of constraints a detailed prediction of traffic growth and future requirements on infrastructure is hardly possible for this period. Therefore, alternative concepts are being developed for future bridges where the bridge can react flexible on varying boundary conditions. It is the main idea to add a modular system of secondary structures (e. g. struts, trusses) to the primary system (e. g. box girder) under the premise of minimizing the impact on traffic. Within a research project the basic requirements of an adaptive bridge design are explained and a modular strengthening concept is developed. The proposed adaption concepts are studied in detail using a typical box girder bridge.
Ebene und räumliche nichtlineare Berechnungen im Tunnelbau am Beispiel aktueller und geplanter Baumaßnahmen
Authors: Schikora Karl , Piegendorfer Markus , Filus Matthias 
Published: April 2013

AbstractWird durch nachträgliche Baumaßnahmen die Überdeckung eines Tunnelbauwerkes stark reduziert oder treten große zusätzliche Lasten auf, sind meist räumliche Berechnungen nicht zu vermeiden. Bei der Modellierung von Boden oder Gebirge werden in der Regel nichtlineare Materialgesetze verwendet. Aus wirtschaftlichen Gründen sollten die Tunnelschalen mit linear elastischen Materialgesetzen erfasst werden. Wenn diese “linearen” räumlichen Berechnungen trotz zusätzlicher konstruktiver Maßnahmen keine ausreichende Systemsicherheit anzeigen, können nichtlineare Berechnungsverfahren der Tunnelschalen zum Ziel führen. Bei unbewehrten Tunnelinnenschalen oder extremen lokalen Abgrabungen der Überdeckung von bestehenden Tunnelbauwerken sind nichtlineare Berechnungen der Tunnelschalen erforderlich. Wie eine nichtlineare Berechnung in solchen Fällen aufzubauen ist und wie die bei einer nichtlinearen Berechnung erforderlichen Laststeigerungen im FE‐Modell Boden‐Tunnel berücksichtigt werden können, ohne das Tragverhalten des Bodens zu verfälschen, wird im Folgenden gezeigt.Plane and three‐dimensional analysis in tunneling using the example of current and planned constructionIf the soil cover above an existing tunnel is significantly reduced due to additional construction measures or if additional large loads are introduced it is often necessary to perform a three dimensional analysis. While modeling soil or rock non linear material laws are typically employed. For economic reasons linear elastic material laws should be applied for the tunnel lining.If a linear analysis in combination with modifications to the existing structure does not provide a sufficient level of safety of the overall system a non‐linear analysis approach may be an useful alternative for the design of tunnel linings. Non‐linear analysis of tunnel linings is required for unreinforced inner tunnel linings or in cases of significant local removal of the soil cover of existing tunnel structures. For such cases this paper outlines how a non‐linear analysis can be structured and how the necessary load increments should be considered in the soil‐tunnel FE model to correctly reflect the bearing behavior of the soil.
Development of a novel telomerase assay using the PPDK–luciferin–luciferase detection system
Authors: Karasawa K. , Sano Y. , Arakawa H. 
Published: April 2013

ABSTRACTTelomerase participates in malignant transformation or immortalization of cells, and has attracted attention as an anticancer drug screening and diagnostic tumor marker. We developed a novel telomerase assay called the PPDK–luciferin–luciferase system bioluminescence assay (PLLBA) using pyruvate phosphate dikinase (PPDK). In this assay, pyrophosphate produced by the telomerase reaction and polymerase chain reaction (PCR) is converted to ATP by PPDK, and ATP is detected by the firefly luciferin–luciferase reaction. In this work, telomerase substrate was obtained in accordance with the telomeric repeat amplification protocol (TRAP). Telomerase‐positive (500 cells/assay), ‐inactive (heated for 10 min at 85 °C) and ‐negative (only Chaps lysis buffer) samples were used. As a result, the findings clearly showed that the signal‐to‐noise (S/N) ratio of the positive cells was 39.5. After the telomerase reaction and PCR, PLLBA was completed ~ 120 s later. A high level of reproducibility was obtained with ‐ coefficient of variation (CV) of 4.1% (positive cells). The detection limit for cells using telomerase was one cell per assay. This assay for telomerase activity was also shown to be adaptable to human cancer‐derived cell lines. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.