Bücher der Reihe DAfStb-Heft

Die 2. Auflage 2020 des Heftes 600 enthält aktualisierte Erläuterungen zum Normentext von DIN EN 1992 1 1 mit Nationalem Anhang DIN EN 1992 1 1/NA sowie ergänzende und alternative Anwendungsregeln. Wie bei den Vorgängerheften sollen die Ausführungen in Heft 600 der Praxis das Verständnis und den Gebrauch der Norm durch Erläuterungen und Darlegung der wissenschaftlichen Grundlagen erleichtern. Die A1-Änderungen von EN 1992-1-1 und von DIN EN 1992-1-1/NA aus dem Jahr 2015 sowie die Normauslegungen bis Juni 2019 wurden berücksichtigt. Erkenntnisse aus der laufenden Überarbeitung des Eurocodes 2 sind teilweise schon mit eingeflossen. Die vorgenannten Erläuterungen bilden den neuen Teil 1 des Heftes 600. In einem später vorgesehenen Teil 2 des Heftes 600 werden die brückenspezifischen Erläuterungen zum Normentext von DIN EN 1992 2 mit Nationalem Anhang DIN EN 1992 2/NA enthalten sein.

Die Schlussberichte zum BMBF-Verbundforschungsprojekt R-Beton - Ressourcenschonender Beton - Werkstoff der nächsten Generation sind in den Heften 639, 640, 641 aufgeteilt auf drei Thematische Schwerpunkte, in der Schriftenreiche des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton veröffentlicht. Das gemeinsam in allen drei Heften abgedruckte Vorwort stellt das Gesamtprojekt mit seinen Zielen, Hintergründen und der Projektstruktur vor. Die Verringerung des Rohstoff- und Materialverbrauchs gehört zu den wesentlichen Herausforderungen unserer Zeit. Ein effizienter Umgang mit natürlichen Ressourcen ist eine zentrale Forderung, die auch die Wettbewerbsfähigkeit eines Sektors beeinflusst. Gerade das Bauwesen ist aufgrund seines hohen Materialbedarfs eine Schlüsselwirtschaft zur Erzielung spürbarer Fortschritte auf diesem Gebiet. Bei einer jährlichen Betonherstellung in Deutschland von ca. 100 Mio. m3 besteht ein großes Optimierungspotenzial. Etwa die Hälfte dieser Menge wird als Konstruktionsbeton verbaut. Der übrige Teil wird für technisch weniger anspruchsvolle Betone in Betonwaren, Verdämmungen im Bergbau etc. verwendet. Die Verbundpartner haben sich die Frage gestellt, wieso sich in Deutschland, einem der innovativsten Länder Europas und der Welt, rezyklierte Gesteinskörnung in der Betonproduktion als ressourcenschonende Ausgangsstoffalternative noch nicht etabliert hat. Die Antwort liegt betontechnologisch betrachtet in den zahlreichen restriktiven Randbedingungen begründet, die für eine praxisgerechte Verwendung kaum einen Anreiz, aber eine Reihe von Hemmnissen bieten. Erklärtes Ziel der Verbundpartner war es, die aufgezeigten Schwierigkeiten auf der Basis von wissenschaftlichen Untersuchungen auszuräumen und somit dazu beizutragen, dass in der Zukunft der Einsatz von rezyklierter Gesteinskörnung, wenn bei ganzheitlicher Betrachtung sinnvoll, eine breite praktische Anwendung erfährt. Nicht zuletzt sollen die Ergebnisse dazu dienen, eine dem neuen Stand der

Die Schlussberichte zum BMBF-Verbundforschungsprojekt R-Beton - Ressourcenschonender Beton - Werkstoff der nächsten Generation sind in den Heften 639, 640, 641 aufgeteilt auf drei Thematische Schwerpunkte, in der Schriftenreiche des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton veröffentlicht. Das gemeinsam in allen drei Heften abgedruckte Vorwort stellt das Gesamtprojekt mit seinen Zielen, Hintergründen und der Projektstruktur vor. Die Verringerung des Rohstoff- und Materialverbrauchs gehört zu den wesentlichen Herausforderungen unserer Zeit. Ein effizienter Umgang mit natürlichen Ressourcen ist eine zentrale Forderung, die auch die Wettbewerbsfähigkeit eines Sektors beeinflusst. Gerade das Bauwesen ist aufgrund seines hohen Materialbedarfs eine Schlüsselwirtschaft zur Erzielung spürbarer Fortschritte auf diesem Gebiet. Bei einer jährlichen Betonherstellung in Deutschland von ca. 100 Mio. m3 besteht ein großes Optimierungspotenzial. Etwa die Hälfte dieser Menge wird als Konstruktionsbeton verbaut. Der übrige Teil wird für technisch weniger anspruchsvolle Betone in Betonwaren, Verdämmungen im Bergbau etc. verwendet. Die Verbundpartner haben sich die Frage gestellt, wieso sich in Deutschland, einem der innovativsten Länder Europas und der Welt, rezyklierte Gesteinskörnung in der Betonproduktion als ressourcenschonende Ausgangsstoffalternative noch nicht etabliert hat. Die Antwort liegt betontechnologisch betrachtet in den zahlreichen restriktiven Randbedingungen begründet, die für eine praxisgerechte Verwendung kaum einen Anreiz, aber eine Reihe von Hemmnissen bieten. Erklärtes Ziel der Verbundpartner war es, die aufgezeigten Schwierigkeiten auf der Basis von wissenschaftlichen Untersuchungen auszuräumen und somit dazu beizutragen, dass in der Zukunft der Einsatz von rezyklierter Gesteinskörnung, wenn bei ganzheitlicher Betrachtung sinnvoll, eine breite praktische Anwendung erfährt. Nicht zuletzt sollen die Ergebnisse dazu dienen, eine dem neuen Stand der

Die Schlussberichte zum BMBF-Verbundforschungsprojekt R-Beton - Ressourcenschonender Beton - Werkstoff der nächsten Generation sind in den Heften 639, 640, 641 aufgeteilt auf drei Thematische Schwerpunkte, in der Schriftenreiche des Deutschen Aus-schuss für Stahlbeton veröffentlicht. Das gemeinsam in allen drei Heften abgedruckte Vorwort stellt das Gesamtprojekt mit seinen Zielen, Hintergründen und der Projektstruktur vor. Die Verringerung des Rohstoff- und Materialverbrauchs gehört zu den wesentlichen Herausforderungen unserer Zeit. Ein effizienter Umgang mit natürlichen Ressourcen ist eine zentrale Forderung, die auch die Wettbewerbsfähigkeit eines Sektors beeinflusst. Gerade das Bauwesen ist aufgrund seines hohen Materialbedarfs eine Schlüsselwirtschaft zur Erzielung spürbarer Fortschritte auf diesem Gebiet. Bei einer jährlichen Betonherstellung in Deutschland von ca. 100 Mio. m3 besteht ein großes Optimierungspotenzial. Etwa die Hälfte dieser Menge wird als Konstruktionsbeton verbaut. Der übrige Teil wird für technisch weniger anspruchsvolle Betone in Betonwaren, Verdämmungen im Bergbau etc. verwendet. Die Verbundpartner haben sich die Frage gestellt, wieso sich in Deutschland, einem der innovativsten Länder Europas und der Welt, rezyklierte Gesteinskörnung in der Betonproduktion als ressourcenschonende Ausgangsstoffalternative noch nicht etabliert hat. Die Antwort liegt betontechnologisch betrachtet in den zahlreichen restriktiven Randbedingungen begründet, die für eine praxisgerechte Verwendung kaum einen Anreiz, aber eine Reihe von Hemmnissen bieten. Erklärtes Ziel der Verbundpartner war es, die aufgezeigten Schwierigkeiten auf der Basis von wissenschaftlichen Untersuchungen auszuräumen und somit dazu beizutragen, dass in der Zukunft der Einsatz von rezyklierter Gesteinskörnung, wenn bei ganzheitlicher Betrachtung sinnvoll, eine breite praktische Anwendung erfährt. Nicht zuletzt sollen die Ergebnisse dazu dienen, eine dem neuen Stand de

Die zunehmende Anwendung hochfesten Betons in ermüdungs-belasteten Bauwerken, herausfordernde Belastungsszenarien im Bereich von On- und Offshore Windenergieanlagen bezüglich sehr hoher Lastwechselzahlen sowie das gleichzeitige Streben nach energie- und ressourcenschonendem Bauen stellen die Bemes-sung von Beton gegen Ermüdung vor neue Aufgaben. Eine Vielzahl von Studien beschreibt bereits die Auswirkung von Einflussfaktoren wie Mischungszusammensetzung, Feuchte, Probekörpergröße oder Belastungsart auf die Ermüdungsfestigkeit und den Ermü-dungsprozess. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien und Mischungen der in den verschiedenen Studien verwendeten Proben sind die Auswirkungen der Einflussfaktoren jedoch kaum miteinander vergleichbar. In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Verbundprojekt WinConFat wurden deshalb verschiedene Einflussfaktoren gezielt an Proben mit einheitlichen Mischungen untersucht. Das durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) bearbeitete Teilprojekt fokussierte sich auf den "Einfluss der Probengeometrie und -größe auf die Ermüdung von Beton". Neben der Erhebung von Daten zur Ermüdungsfestigkeit wurde der Ermüdungsprozess mit zerstörungsfreien Prüf- und Messmethoden untersucht. Diese Prüfmethoden wurden auch hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit zur Erfassung der ermüdungsbedingten Schädigungsentwicklung an Betonbauwerken im Rahmen von Monitoringkonzepten bewertet. Untersucht wurden die Ermüdungs-festigkeiten und der Ermüdungsprozess an Zylindern mit drei unterschiedlichen Betonmischungen sowie unterschiedlicher Größe und Schlankheit. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden in diesem Heft vorgestellt und diskutiert.

Dieses Heft thematisiert den Ermüdungswiderstand von druckschwellbeanspruchtem Beton. Es soll einen neuen Beitrag zur Interpretation des Ermüdungsverhaltens von Beton unter Laborbedingungen liefern, unter denen es aufgrund der verwendeten Belastungsfrequenzen zu erhöhten Probekörpertemperaturen und Belastungsgeschwindigkeiten kommt. Die Erkenntnisse tragen ferner zur Einordnung von Laborergebnissen in den Kontext realer Beanspruchungssituationen bei. Der überwiegende Teil der in diesem Heft präsentierten Informationen und Ergebnisse wurde durch Herrn Matthias Bode im Rahmen des DFG-Forschungs-projekts "Ursachen und Modellierung der Erwärmung von ermüdungsbeanspruchtem Beton" (MA 5296/8-1) sowie durch Herrn Sebastian Schneider im Rahmen des BMWi geförderten WinConFat-Teilvorhabens "Betriebsbedingte Effekte auf die Betonermüdung" (0324016A) erarbeitet. Für die Förderung dieser Forschungsvorhaben sei den Fördermittelgebern herzlichst gedankt. Beide Wissenschaftler haben auf dieser Grundlage ihre Dissertationen erstellt und veröffentlicht [Bod-20], [Sch-21]. Ein Großteil der nachfolgenden Ausarbeitungen wurde diesen Quellen entnommen und in den Kontext dieses Heftes gesetzt.

Mit dem Ausbau der Offshore-Windenergie werden vermehrt auch ermüdungsbeanspruchte Betonkonstruktionen unter permanentem Wassereinfluss entstehen. Als ein wesentlicher Unterschied zu Onshore- Bauwerken resultiert aus der Offshore-Exposition ein deutlich erhöhter Wassergehalt im Beton. Obwohl in der Literatur vergleichsweise wenige Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von Beton unter Wasser dokumentiert sind, zeigt sich trotz unterschiedlicher Prüfrandbedingungen eine weitgehend einheitliche Tendenz, nämlich, dass unter Wasser geprüfte Betonproben einen erheblich geringeren Ermüdungswiderstand aufweisen als vergleichbare Proben, die an Luft geprüft wurden. Inzwischen ist das Phänomen wasserinduzierter Schädigung bei der Betonermüdung zwar prinzipiell erkannt, jedoch ist es noch längst nicht hinreichend genau verstanden und beschrieben. Das Ziel dieser Arbeit ist es, wasserinduzierte Schädigungsmechanismen ermüdungsbeanspruchter Betone zunächst mit ergänzenden experimentellen Methoden genauer als bisher zu erfassen, zu analysieren und zu verstehen. Darauf aufbauend sollen Modelle entwickelt werden, die in der Lage sind, die am Degradationsprozess beteiligten wasserinduzierten Schädigungsmechanismen quantitativ zu erfassen und physikalisch begründet zu beschreiben. Das Ermüdungsverhalten von Beton wird hierbei systematisch für druckschwellbeanspruchte Betone unterschiedlicher Feuchte, Druckfestigkeit und Probengröße untersucht. Zur Analyse der wasserinduzierten Ermüdungsschädigung wurden neben den Bruchlastwechselzahlen die Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen, die dissipierten Energien und insbesondere die Schallemissionsaktivität betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass mit zunehmender Feuchte des Betons sein Ermüdungswiderstand offensichtlich erheblich reduziert wird. Aufbauend auf dieser Erkenntnis wurde ein Modellansatz entwickelt und die Einführung feuchteabhängiger Wöhlerlinien vorgeschlagen. Zudem zeigten die Ergebnisse ein besch

Die Lebensdauer von Tragwerken im konstruktiven Ingenieurbau wird in zunehmendem Maße neben statischen auch durch zyklische Einwirkungen dominiert, die letztlich ein Ermüdungsversagen bedingen können. Beton kommt als meistgenutztem Baustoff im Hoch-, Tief- und Ingenieurbau eine wesentliche Bedeutung zu. Fundierte Kenntnisse zu ertragbaren Lastwechselzahlen N von druckschwellbeanspruchtem Beton beschränken sich aktuell auf den sogenannten Low-Cycle-Fatigue (LCF)-Bereich bis N =105 sowie den sogenannten High-Cycle-Fatigue (HCF)-Bereich bis N =107. Ermüdungsvorgänge mit Lastwechselzahlen N > 107 werden formal dem sogenannten Very-High-Cycle-Fatigue (VHCF)-Bereich zugeordnet und sind bisher kaum erforscht. Diese Kenntnislücken betreffen insbesondere auch Windenergieanlagen aus Stahl- und Spannbeton, die sehr hohen Lastwechselzahlen während ihrer Lebensdauer ausgesetzt sind. Das Verbundforschungsprojekt "WinConFat - Materialermüdung von On- und Offshore Windenergieanlagen aus Stahlbeton und Spannbeton unter hochzyklischer Beanspruchung" beinhaltet mit dem Teilvorhaben 1.4 "Beton unter sehr hohen Lastwechselzahlen" systematische Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von Beton im Bereich hoher und sehr hoher Lastwechselzahlen. Druckschwelluntersuchungen im HCF-Bereich und erstmals auch gezielte Untersuchungen im VHCF-Bereich wurden an Beton dreier verschiedener Festigkeitsklassen versuchstechnisch umgesetzt. Zur Realisierung sehr hoher Lastwechselzahlen wurden für einen Hochfrequenzpulsator schwingfähige Adaptionen entwickelt, um Betonzylinder gezielt mit Belastungsfrequenzen von f ~ 65 Hz und f ~ 130 Hz beanspruchen und damit Ermüdungsuntersuchungen zeitlich gerafft realisieren zu können. Die Versuche erfolgten unter kontinuierlicher Erfassung der Dehnungs- und Temperaturveränderung der beanspruchten Betonproben. Die im Rahmen der VHCF-Versuche identifizierte Probenerwärmung war die Grundlage zur Festlegung von zwei erhöhten Temperaturniveaus, unter den

Im Verbundforschungsvorhaben "WinConFat" wurde ein umfangreiches Versuchsprogramm initiiert, mit dem der Ermüdungswiderstand eines normalfesten Betons und zweier hochfester Betone umfassend erforscht wurde. Ziel war es, die Ermüdungswiderstände der Betone auf einem breiten Beanspruchungsspektrum im Druckschwellbereich zu untersuchen und diese im Hinblick auf die Bemessungskonzepte der aktuellen Regelwerke zu bewerten. Ferner sollte durch die Wahl der drei verschiedenen Betonfestigkeiten ein bedeutender Erkenntnisgewinn in der Bewertung des Ermüdungswiderstands von hochfesten Betonen erreicht werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen letztlich als Grundlage zur besseren Beurteilung des Sicherheitsniveaus bestehender Nachweiskonzepte gegen Ermüdung sowie für deren Weiterentwicklung dienen.