DARMSTADT CONCRETE · 2021. 1. 30. · beton DAfStb bringt er zudem seine Expertise bei der Zulassung von Bauprodukten und bei der Ausarbeitung von Richtlinien ein. ... (Sp ISO/TC

DARMSTADT CONCRETE

ANNUAL JOURNAL ON CONCRETE

AND CONCRETE STRUCTURES

www.darmstadt-concrete.de

VOL. 34 2019 DEUTSCHE AUSGABE

I

DARMSTADT CONCRETE ist die Jahresmitteilung des Instituts für Massivbau, Technische Universität Darmstadt,

Franziska-Braun-Str. 3, D-64287 Darmstadt, Germany

Als Herausgeber des Journals fungiert Carl-Alexander Graubner

ISSN 0931-1181

INHALTSVERZEICHNIS

1 JAHRESRÜCKBLICK DES INSTITUTS FÜR MASSIVBAU ......... 1

1.1 EDITORIAL UND JAHRESRÜCKBLICK.......................................................1

1.2 MITWIRKUNG IN GREMIEN ..........................................................................5

1.3 SEMINARE UND VERANSTALTUNGEN ......................................................7

1.3.1 WEITERBILDUNG FÜR TRAGWERKSPLANER .......................................7

1.3.2 DARMSTÄDTER MASSIVBAUSEMINAR ..................................................9

1.3.3 DARMSTÄDTER BETONFERTIGTEILTAGE ...........................................11

1.4 EXKURSIONEN .................................................................................................13

1.4.1 PFINGSTEXKURSION DER TU DARMSTADT UND TU KAISERSLAUTERN .....................................................................................13

1.4.2 GEMEINSCHAFTSEXKURSION TGA UND FM & SD ............................15

1.5 PERSONALIA ....................................................................................................17

1.6 PREISE ................................................................................................................19

1.6.1 PREISE DES FREUNDE-VEREINS .............................................................19

1.6.2 DRESSLER BAU-PREIS ...............................................................................20

1.6.3 FÖRDERPREIS DES HESSISCHEN BAUGEWERBES .............................21

1.7 DANKSAGUNGEN ............................................................................................22

1.8 VERÖFFENTLICHUNGEN .............................................................................25

1.9 STUDENTISCHE ABSCHLUSSARBEITEN AM INSTITUT FÜR MASSIVBAU.......................................................................................................28

1.10 NEUANSCHAFFUNGEN FÜR DAS PRÜFLABOR ......................................31

2 DARMSTADT CONCRETE 2019: FACHARTIKEL ...................... 33

2.1 FORSCHUNGSGEBIETE AM INSTITUT FÜR MASSIVBAU ...................33

2.2 FORSCHUNGSFELD: KONSTRUKTION UND ENTWURF......................34

TRAGFÄHIGKEIT SCHLANKEN LEHMMAUERWERKS

Maximilian Brinkmann .........................................................................................35

ZUM VERBUNDVERHALTEN TEXTILER BEWEHRUNGSELEMENTE

Redouan El Ghadioui ............................................................................................37

VORGESPANNTE BEWEHRUNGSELEMENTE AUS BETON MIT FVK-

SPANNGLIEDERN

Dominik Hiesch ....................................................................................................39

INHALTSVERZEICHNIS

I

MITWIRKUNG DES BETONS AUF ZUG BEI VERWENDUNG VON

BASALTFASERVERSTÄRKTER KUNSTSTOFFBEWEHRUNG

Sebastian Hofmann ...............................................................................................41

HERAUSFORDERUNGEN BEI DER BERECHNUNG VON HOCHBAU-

TRAGWERKEN MIT 3D-FINITE-ELEMENT-MODELLEN

Jonas Klein ............................................................................................................43

BESTIMMUNG DES TEILSICHERHEITSBEIWERTS FÜR DIE

DRUCKFESTIGKEIT BESTEHENDEN MAUERWERKS

Dominik Müller .....................................................................................................45

NACHWEIS DES FEUERWIDERSTANDS ZULASSUNGSGEREGELTEN

ZIEGELMAUERWERKS

Benjamin Purkert ..................................................................................................47

LASTAUSBREITUNG UNTER KONZENTRIERTEN EINZELLASTEN BEI

CARBONBEWEHRTEN BETONPLATTEN

Larissa Krieger ......................................................................................................49

SCHUBTRAGFÄHIGKEIT BEWEHRTER GLASTRÄGER

Ngoc Linh Tran .....................................................................................................51

2.3 FORSCHUNGSFELD: MINERALISCHE UND ÖKOLOGISCHE BAUSTOFFE.......................................................................................................53

SCHWINDVERHALTEN VON BETONEN AUS KALKSTEINREICHEN

ZEMENTEN

Christian Herget ....................................................................................................54

FLIESSVERHALTEN VON FRISCHBETON UNTER DRUCK

Moien Rezvani, Tilo Proske ..................................................................................56

EINFLUSS DER NACHBEHANDLUNG AUF DIE CO2-DIFFUSION IN

BETONEN AUS KALKSTEINREICHEN ZEMENTEN

Sarah Steiner .........................................................................................................58

INHALTSVERZEICHNIS

II

2.4 FORSCHUNGSFELD: ENERGIE UND NACHHALTIGKEIT ...................60

MODELLIERUNG DES NUTZERVERHALTENS PRIVATER HAUSHALTE AUF

BASIS VON ZEITVERWENDUNGSDATEN

Patrick Wörner ......................................................................................................61

EINFLUSS DES WANDAUFBAUS AUF DIE ENERGIEBILANZ

MODERNISIERTER EINFAMILIENHÄUSER

André Müller .........................................................................................................63

EIN BEITRAG ZUR INTEGRATION DER NACHHALTIGKEIT IN DIE

BEWERTUNG AUSSERÖRTLICHER STRASSEN

Martina Lohmeier .................................................................................................65

METHODIK ZUR ÖKONOMISCHEN BEWERTUNG VON

BESTANDSQUARTIEREN BEI AKTEURSBEZOGENER

BETRACHTUNGSWEISE

Johannes Koert ......................................................................................................67

JAHRESRÜCKBLICK DES INSTITUTS FÜR MASSIVBAU

1

1 JAHRESRÜCKBLICK DES INSTITUTS FÜR MASSIVBAU

1.1 EDITORIAL UND JAHRESRÜCKBLICK

Liebe Freunde und Partner des Instituts für Massivbau,

sehr geehrte Damen und Herren,

mit der nunmehr 34. Ausgabe von „Darmstadt Concrete“ führen wir die gute Tradition unseres

Institutes fort, Sie zum Jahreswechsel über die Aktivitäten unseres Instituts im zurückliegenden

Jahr und die Entwicklungen beim Verein der Freunde des Instituts für Massivbau der TU Darm-

stadt e. V. zu informieren. Auch im Jahr 2019 blicken wir mit Stolz auf einen sowohl in For-

schung als auch in der Lehre erfreulichen Verlauf zurück. In wirtschaftlicher Hinsicht ist es

gelungen die Drittmitteleinnahmen auf konstant hohem Niveau zu halten und durch das hohe

Engagement in der Lehre fallen auch die Zuweisungen der Universität nur geringfügig niedriger

aus als im Vorjahr. Insgesamt sind an unserem Institut derzeit 16 wissenschaftliche Mitarbeiter

– davon 3 Postdocs – und 4 technische Angestellte tätig. Um uns auch weiterhin erfolgreich in

innovativen und zukunftsfähigen Forschungsfeldern fortzuentwickeln, werden wir auch in den

kommenden Jahren unsere großen Anstrengungen fortsetzen. Besonderes Augenmerk ist

gleichzeitig der Lehre zu widmen, da das Marktumfeld für Bauingenieure derzeit äußerst posi-

tiv ist und die Nachfrage nach gut qualifizierten Absolventen nicht gedeckt werden kann. Umso

mehr freut es uns, dass es auch in diesem Jahr wiederum gelungen ist, mehrere hervorragende

Studienabgänger davon zu überzeugen, ihre berufliche Karriere nach kurzer Tätigkeit in der

Praxis am Institut für Massivbau mit dem Ziel einer Promotion fortzusetzen.

Aus der Universität ist zu berichten, dass Frau Prof. Dr. phil Tanja Brühl am 01.10.2019 ihr

Amt als neue Präsidentin der TU Darmstadt angetreten hat. Frau Brühl kommt von der Goethe-

Universität Frankfurt und war dort seit 2012 Vizepräsidentin. Des Weiteren ist zu vermelden,

dass der derzeitige Dekan unseres Fachbereichs Herr Prof. Dr.-Ing. Jens Schneider ab

01.01.2020 dem Präsidium der TU Darmstadt als Vizepräsident für Internationales und Transfer

angehören wird. Unser Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften wird sich auf

Wunsch des Präsidiums Anfang 2020 einer externen Evaluation unterziehen, bei welcher die

Lehrtätigkeit und die Forschungsexzellenz der einzelnen Fachgebiete auf den Prüfstand gestellt

werden, um neue Forschungsfelder und interdisziplinäre Kooperationen zu identifizieren. Wir


2

glauben, dass das Institut für Massivbau aufgrund seiner großen Breite an bearbeiteten For-

schungsthemen hier exzellent aufgestellt ist. Die nationale und internationale Sichtbarkeit des

Instituts zeigt sich auch darin, dass wir in einer Vielzahl von Normungsgremien mitwirken und

als Gutachter für die Deutsche Forschungsgemeinschaft, andere Fördermittelgeber sowie re-

nommierte Fachzeitschriften tätig sind.

Ein Highlight des vergangenen Jahres war sicherlich das 40. Darmstädter Massivbauseminar,

welches im April 2019 als „Frankfurter Hochhauskonferenz“ ausgerichtet wurde. Zwölf ausge-

wiesene Experten haben über aktuelle Hochhausprojekte in Frankfurt berichtet und den fast 200

Teilnehmern Einblicke in die neuesten Entwicklungen auf allen für den Hochhausbau relevan-

ten Feldern gewährt. Unser besonderer Dank gilt der Fa. Merck in Darmstadt für die großzügige

Bereitstellung der Räumlichkeiten für diese Tagung im Merck Innovation Center in Darmstadt-

Arheilgen.

Neben der erfreulich hohen Zahl neuer Forschungsvorhaben, die am Institut eingeworben wer-

den konnten, zählen wir auch die erfolgreichen Abschlüsse von Forschungsprojekten, die er-

folgreichen Promotionen unserer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie die erfolg-

reichen Abschlüsse unserer Absolventen zu den Erfolgsindikatoren des zurückliegenden Jahres.

Unsere Absolventen konnten zudem wieder namhafte Preise gewinnen. In diesem Kontext ist

Herr Maximilian Groß, B.Sc. zu nennen, der den diesjährigen Dreßler Bau-Preis für seine Ba-

chelorarbeit erhielt. Des Weiteren wurden Herr Lukas Bujotzek, M.Sc. und Herr Dominik

Hiesch M.Sc. für deren Masterthesen mit dem ersten bzw. zweiten Platz im Rahmen des För-

derpreises des Verbandes Baugewerblicher Unternehmer Hessen e. V. (VBU) ausgezeichnet.

Den Förderpreis der Freunde des Instituts für die beste Masterthesis auf dem Gebiet des Mas-

sivbaus erhielt Herr Dominik Hiesch, M.Sc.

Im ablaufenden Jahr haben zwei ehemalige Institutsmitarbeiter ihre Promotion am Institut für

Massivbau abgeschlossen. Wir beglückwünschen hierzu:

Dr.-Ing. Katharina Fritz: Qualifizierte Beurteilung der sektoralen Ressourceninan-

spruchnahme – Ein Vorschlag zur Beurteilung der Res-

sourceninanspruchnahme im deutschen Bauwesen im

Hinblick auf einen schonenden und effizienten Ressour-

ceneinsatz


3

Dr.-Ing. Jochen Zeier: Thermisch getrennte Stützen-Decken-Anschlüsse im

Stahlbetonbau – Ein Modell zum Tragverhalten bei gro-

ßen Fugendicken

An dieser Stelle möchten wir auch unserer ehemaligen Mitarbeiterin Frau Prof. Dr.-Ing. Kati

Herzog zu ihrer Professur Real Estate Management & Leadership an der HSBA Hamburg

School of Business Administration gratulieren.

Natürlich ist es uns ein besonderes Anliegen allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern für die

tolle Unterstützung im abgelaufenen Jahr zu danken. Nur durch die Teamleistung aller Insti-

tutsangehörigen, gleich in welcher Position, ist es uns möglich, auf ein derart erfolgreiches Jahr

2019 zurückblicken zu können. In diesem Zusammenhang wünschen wir allen Neuankömm-

lingen viel Glück bei ihrer Tätigkeit in Forschung und Lehre. Gleichzeitig wünschen wir den

Mitarbeitern, die das Institut verlassen haben, viel Erfolg bei den anstehenden beruflichen Auf-

gaben.

Die nachfolgend abgedruckten Kurzberichte sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache

geben Ihnen einen kurzen Einblick in die wissenschaftlichen Aktivitäten unserer Mitarbeiter.

Bei weitergehendem Interesse kontaktieren Sie uns gerne. Eine Zusammenstellung der wissen-

schaftlichen Veröffentlichungen der Mitarbeiter im Jahre 2019 sowie weitere Informationen

finden Sie auf der Homepage des Instituts unter:

http://www.massivbau.tu-darmstadt.de/massivbau

Ausdrücklich bedanken möchten wir uns an dieser Stelle auch bei all unseren hochqualifizierten

Lehrbeauftragten und externen Referenten ohne deren tatkräftige Unterstützung es nicht mög-

lich gewesen wäre, die inhaltliche Breite unseres Lehrangebots aufrechtzuerhalten. Vielen

Dank für ihr außergewöhnliches, ehrenamtliches Engagement!

Nicht zuletzt möchten wir uns an dieser Stelle auch bei den Freunden des Instituts für Massiv-

bau der TU Darmstadt e.V. bedanken, die uns nicht nur als Veranstalter der Darmstädter Mas-

sivbauseminare äußerst hilfreich zur Seite stehen und unsere Mitarbeiter in vielfältiger Weise


4

beraten, unterstützen und fördern. Zum wiederholten Mal konnten wir die jährliche Mitglieder-

versammlung mit einem Institutssommerfest bei leider etwas nassem Wetter verbinden, bei

dem zahlreiche Freunde des Instituts die Möglichkeit eines Wiedersehens mit ehemaligen Kol-

legen und Bekannten nutzen konnten. Der bei dieser Veranstaltung verliehene Preis für die

beste Studienarbeit am Institut für Massivbau sowie der vom Verband der Deutschen Fertig-

teilindustrie ausgelobte Preis haben das Sommerfest ergänzt. Gleichzeitig gab es die Gelegen-

heit, sich über den aktuellen Stand des Instituts und die laufenden Forschungsaktivitäten zu

informieren. Auch im kommenden Jahr ist die Jahresmitgliederversammlung am 18. Juni 2020

mit einem Institutssommerfest verknüpft, auf das wir uns alle schon heute freuen. Zudem möch-

ten wir Ihnen bereits heute das nächste Darmstädter Massivbauseminar ankündigen, welches

am 29. September 2020 zum Thema „Innovationen im Bauwesen durch Forschung und Ent-

wicklung“ stattfinden wird.

Voller Optimismus sehen wir in ein hoffentlich erfolgreiches Jahr 2020. Das Institut wünscht

Ihnen und Ihren Angehörigen besinnliche und frohe Weihnachtsfeiertage und einen guten Start

für all Ihre Unternehmungen im Neuen Jahr.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Carl-Alexander Graubner Dr.-Ing. Tilo Proske


5

1.2 MITWIRKUNG IN GREMIEN

Herr Prof. Graubner wird auch in Zukunft als gewählter Obmann des Normungsausschusses

NA 005-06-01 AA „Mauerwerksbau“ im national obersten Gremium in Normungsfragen ins-

besondere auf dem Gebiet des Mauerwerksbaus wissenschaftlich aktiv sein. Des Weiteren wird

Herr Prof. Graubner im Leitungsgremium NABau Fachbereich 06 „Mauerwerksbau“, dem

höchsten im DIN angesiedelten Normungsausschuss auf dem Gebiet des Mauerwerksbaus, als

stellvertretender Vorsitzender wirken. Prof. Graubner vertritt außerdem die deutschen Interes-

sen im Mauerwerksbau durch seine Mitarbeit in den europäischen Normungsgremien Scientific

Committee 6, Working Group 1 und lenkt Project Team 2 zur Überarbeitung von DIN EN 1996-

3. Überdies ist Prof. Graubner gewähltes Mitglied des Normungsausschusses NA 005-07-01

AA „Bemessung und Konstruktion“ des Fachbereichs Beton- und Stahlbetonbau. Als langjäh-

riges Mitglied in mehreren Sachverständigenausschüssen des Deutschen Instituts für Bautech-

nik DIBt in Berlin sowie in mehreren Unterausschüssen des Deutschen Ausschusses für Stahl-

beton DAfStb bringt er zudem seine Expertise bei der Zulassung von Bauprodukten und bei der

Ausarbeitung von Richtlinien ein.

Prof. Graubner ist seit 2012 im Redaktionsbeirat der Zeitschrift „Mauerwerk“ tätig und seit

2016 Autor des Kapitels Mauerwerk in den bekannten „Schneider Bautabellen“ sowie Heraus-

geber und Mitautor des Buchs „Mauerwerksbau – Praxishandbuch für Tragwerksplaner“, in

welchem die neuesten Entwicklungen in Forschung und Praxis auf dem Gebiet des Mauer-

werksbaus veröffentlicht werden. Anfang 2018 wurde Prof. Graubner in den Vorstand des neu

gegründeten Deutschen Ausschusses für Mauerwerk (DAfM) gewählt und zum Obmann des

zugehörigen Forschungsbeirates ernannt.

Zur Verankerung der Forschung auf dem Gebiet faserverstärkter Kunststoffbewehrung wird

das Institut für Massivbau im Unterausschuss „Nichtmetallische Bewehrung“ des Deutschen

Ausschusses für Stahlbeton durch Mitarbeiter vertreten.


6

Übersicht zur Gremienarbeit am Institut für Massivbau:

Deutsches Institut für Normung e.V. (DIN)

NA 005-51 FBR KOA 01; Mechanische Festigkeit und Standsicherheit

NA 005-06 Fachbereich 06 – Mauerwerksbau (stellv. Vorsitzender)

NA 005-01-31 AA Nachhaltiges Bauen (Sp ISO/TC 59/SC 17 und CEN/TC 350)

NA 005-06-01 AA Mauerwerksbau (Sp CEN/TC 125, CEN/TC 250/SC 6)" (Obmann)

NA 005-06-33 AA Mauerwerk; Bauten aus Fertigbauteilen (Obmann)

NA 005-07-01 AA Bemessung und Konstruktion (Sp CEN/TC 250/SC 2)

Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt)

SVA „Beton-, Stahlbeton und Spannbetonbauteile“ A (413) und B1 (413 a)

SVA „Bewehrungselemente“ B3 – (413c)

SVA „Stahlfaserbeton“ A (449) und B (449a)

SVA „Wandbauelemente, Mauerwerk“ B1 und B2

SVA „Bauteile aus Faserbeton und textilbewehrtem Beton“ (71A und 71B)

Deutscher Ausschuss für Mauerwerk (DAfM)

Vorstandsmitglied und stellvertretender Vorsitzender

Forschungsbeirat (Obmann)

TA 01: Technik

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb)

TA Bemessung und Konstruktion (Sp CEN/TC 250/SC 2)

TA Bemessung und Konstruktion „Unterausschuss Stahlfaserbeton“

Féderation International du Béton (fib)

C2 „Safety and performance concepts“

Comitée Européen de Normalisation (CEN)

CEN/TC 250/SC 6 „Design of masonry structures“

CEN/TC 250/SC 6/WG 1 „Evolution of EN 1996-1-1 – General rules for reinforced and unreinforced masonry structures“

CEN/TC 250/SC 6/WG 2 „Simplified calculation methods“

CEN/TC 250/SC 6/WG 2/PT 2 „Revised version of EN 1996-3“ (Obmann)

Weitere Mitgliedschaften

American Concrete Institute (ACI)

Verband Deutscher Betoningenieure e.V. (VDB)

Deutscher Beton- und Bautechnik Verein (DBV)

International Masonry Society (IMS)

Joint Committee on Structural Safety (JCSS) Réunion International de Laboratoire et de Matériaux (RILEM)


7

1.3 SEMINARE UND VERANSTALTUNGEN

1.3.1 WEITERBILDUNG FÜR TRAGWERKSPLANER

Wie in den letzten Jahren zuvor hat auch dieses Jahr das Institut für Massivbau zu der bekannten

Fortbildungsreihe „Weiterbildung für Tragwerksplaner - aus der Praxis für die Praxis“ eingela-

den. Die insgesamt 21 Referenten an sechs Seminaren konnten den über 600 Teilnehmern im

gesamten Jahr spannende Berichte aus der Praxis aufzeigen und den aktuellen Stand der For-

schung und Normung darstellen. Im Frühjahr wurden Auslegungsfragen des EC 2 erläutert,

spezielle Bemessungsprobleme diskutiert und das Thema Planungsrecht und Planungshaftung

behandelt. Im Herbst konnte die Fortbildungsreihe mit den Themen Risse und Instandsetzung

sowie einem Ausblick auf innovative Bauprodukte zwei konstruktive Themenbereiche aufwei-

sen, die vom globalen Thema FE-Berechnung und Modellierung abgerundet wurden. Nachfol-

gend sind die sechs Einzelveranstaltungen aufgelistet:

27.02.2019: Auslegungsfragen EC 2

13.03.2019: Spezielle Bemessungsprobleme

27.03.2019: Planungsrecht und Planungshaftung

28.08.2019: Risse - Mechanischer Hintergrund, Berechnung, Instandsetzung

11.09.2019: FE-Berechnung und Modellierung

18.09.2019: Innovative Bauprodukte

Im nächsten Jahr wird die Seminarveranstaltung aufgrund der großen Teilnehmerzahl und po-

sitiven Resonanz fortgesetzt. Wieder einmal warten auf die Teilnehmer spannende Themen aus

Forschung und Praxis. Wir versuchen erneut namhafte Referenten aus Wirtschaft und Wissen-

schaft gewinnen zu können, um viele Tragwerksplaner ansprechen zu können. Eine Auflistung

der Themen ist nachfolgend aufgeführt:


8

11.03.2020: Nichtmetallische Bewehrung

25.03.2020: Glasbau und Fassaden

26.08.2020: Bauen im Bestand

09.09.2020: Bemessung von Gründungsbauwerken

07.10.2020: Stahlbau und Holzbau

Aktuelle Informationen und das Anmeldeformular sind auf der Homepage des Instituts Mas-

sivbau (www.massivbau.tu-darmstadt.de) unter der Rubrik „Veranstaltungen“ zu finden. Als

Ansprechpartner steht Ihnen Herr Christian Herget, M.Sc. gerne zur Verfügung.


9

1.3.2 DARMSTÄDTER MASSIVBAUSEMINAR

In Zeiten knapper werdender Flächen steigen die Preise für Wohnungen und Büros in Deutsch-

lands Metropolregionen seit Jahren an. Der Hochhausbau erlebt eine regelrechte Renaissance

und ermöglicht es, dringend benötigten Wohn- und Arbeitsraum auf kleiner Grundfläche zu

erstellen. Insbesondere in Frankfurt am Main wird das Stadtbild durch die imposanten Bauten

der wachsenden Frankfurter Skyline deutlich geprägt.

Am 04. April 2019 fand die 40. Ausgabe des Darmstädter Massivbauseminars unter dem Titel

„Frankfurter Hochhauskonferenz“ statt. Tagungsort war der atemberaubende Neubau des

MERCK Innovation Centers in Darmstadt, den der Verein der Freunde des Instituts für Mas-

sivbau der TU Darmstadt e. V. als erster externer Veranstalter nutzen durfte.

Die Veranstaltung, bei der namhafte Expertinnen und Experten aus der Praxis die Herausfor-

derungen und Chancen des Hochhausbaus aufzeigten, brachte alle Beteiligten und Interessierte

zusammen und ermöglichte den persönlichen und fachlichen Austausch sowie das Knüpfen

neuer Netzwerke. Auch die begleitende Ausstellung, bei der neben der Merck KGaA auch die

Firmen RIB Software, FILIGRAN und PERI teilnahmen, wurde von den Teilnehmern sehr be-

grüßt.

Die Referenten der Veranstaltung waren Frau Simone Zapke, Herr Dipl.-Ing. Architekt S.M.

Arch./MIT Jürgen Engel, Herr Dr.-Ing. Sebastian Pohl, Herr Dipl.-Ing. (FH) Tom Soreq, Herr

Dr.-Ing. Gert Riegel, Herr Dr.-Ing. Hubert Bachmann, Herr Dr.-Ing. Simon Meißner, Herr Dr.-

Ing. Gerd Remmel, Herr Dr.-Ing. Guido Hausmann, Herr Dr.-Ing. Andreas Bachmann, Herr

Prof. Dr.-Ing. Jochen Zehfuß und Herr Prof. Michael Cesarz.

Die von knapp 200 Teilnehmern besuchte Veranstaltung hat eine sehr positive Rückmeldung

von den Teilnehmern erhalten. Über 70 % der Besucher sprachen sich nach der Veranstaltung

dafür aus, das Seminar in Zukunft erneut gerne zu besuchen.

Wir danken der Merck KGaA für die Möglichkeit, die Konferenz im Innovation Center auszu-

richten. Dank gebührt auch den Referentinnen und Referenten sowie allen Beteiligten für ihr

hohes Engagement, welches maßgeblich zum Erfolg der Veranstaltung beigetragen hat.


10

Abbildung 1-1: Professor Carl-Alexander Graubner (rechts) und Dr.-Ing. Simon Meißner

(links) im Rahmen des 40. Massivbauseminars im MERCK Innovation Center


11

1.3.3 DARMSTÄDTER BETONFERTIGTEILTAGE

Auch im Jahr 2019 fand eine neue Auflage der „Darmstädter Betonfertigteiltage“ statt. Die

Seminarreihe jährte sich zum 12. Mal und stieß bei über 80 Teilnehmern aus Ingenieurpraxis

sowie Studierendenschaft erneut auf großes Interesse. In Kooperation mit der Fachvereinigung

Deutscher Betonfertigteilbau e. V. (FDB) und dem InformationsZentrum Beton wurden an vier

Tagen zahlreiche Facetten des Fertigteilbaus beleuchtet. Neben aktuellen Entwicklungen, wie

dem Bauen mit Raummodulen oder innovativen Bauteilen aus Carbonbeton, lag der Fokus auf

den Grundlagen und Besonderheiten der Fertigteilbauweise. Hierbei wurde ein breites Themen-

spektrum abgedeckt, was den Teilnehmern zum einen den Einstieg in die Bauweise ermöglichte

und zum anderen die Möglichkeit bot, vorhandenes Wissen zu vertiefen. Neben Grundlegen-

dem wie dem Konstruieren mit Fertigteilen oder Typisierungsprinzipien wurden auch über spe-

zielle Bauteile bzw. Bauweisen wie vorgespannte Konstruktionen oder Detailpunkte wie Fer-

tigteilknotenpunkte referiert. Abgerundet wurde das Programm durch Praxisvorträge mit zahl-

reichen Beispielen, z.B. zu sehr großen und komplexen Fertigteilbauvorhaben oder filigranen

Fertigteilvorhangfassaden. Begleitet wurden die Seminare durch eine Fachausstellung namhaf-

ter Bauprodukthersteller aus dem Bereich des Fertigteilbaus.

Die Veranstaltung richtet sich neben den Ingenieuren aus der Praxis auch an Studierende, für

welche an einem gesonderten „Studententag“ die Bemessung von Betonfertigteilen vertieft be-

handelt wird. Somit kann die im Rahmen der Darmstädter Betonfertigteiltage stattfindende

Vorlesung „Fertigteilkonstruktionen“ sinnvoll in ein konstruktives Studium eingebracht wer-

den. Seit 2017 stiftet die Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e. V. zudem den „FDB-

Förderpreis“. Dieser prämiert die beste Prüfungsleistung im Fach Fertigteilkonstruktionen und

wird jährlich verlieren. Den Preis teilten sich in diesem Jahr drei Studierende. Im Rahmen des

Sommerfestes des Vereins der Freunde des Instituts für Massivbau nahmen Olivia Schneider,

Nils Wadowski und Benedikt Waldschmitt ihre Preise entgegen.

Auch im kommenden Jahr wird die Seminarreihe mit interessanten Fachvorträgen, Praxisbei-

spielen und der gefragten Fachausstellung weiter fortgeführt. Wir hoffen mit der Kombination

aus interessanten Themen und namenhaften Referenten aus Wissenschaft und Praxis auch in

Zukunft viele Ingenieure und Studierende ansprechen zu können. Folgende Themen werden im

Jahr 2020 beleuchtet:


12

05.03.2020 | Grundlagen und Trends

06.03.2020 | Betonfertigteilkonstruktionen

19.03.2020 | Baustoff und Vorspannung

20.03.2020 | Brandschutz und Verbindungen

Aktuelle Informationen sind auf der Homepage des Instituts für Massivbau (www.massiv-

bau.tu-darmstadt.de) unter der Rubrik „Veranstaltungen“ zu finden. Als Ansprechpartner ste-

hen Ihnen Herr Jonas Klein M.Sc. gerne zur Verfügung.

Abbildung 1-2: Verleihung des „FDB Förderpreises" 2019 (v.l.n.r.: Mathias Tillmann (FDB

e.V.), Nils Wadowski, Benedikt Waldschmitt, Olivia Schneider und Prof. Graubner (Institut

für Massivbau))


13

1.4 EXKURSIONEN

1.4.1 PFINGSTEXKURSION DER TU DARMSTADT UND TU KAISERSLAUTERN

Vom 11. bis 14. Juni fand in diesem Jahr erneut die große Pfingstexkursion zusammen mit den

Instituten für Massivbau sowie Stahlbau der TU Kaiserslautern statt. Die diesjährige Exkursion

führte die 48 Teilnehmer in den Norden der Bundesrepublik.

Erstes Ziel war die Großbaustelle des Beschleunigerzentrums FAIR in Darmstadt. Auf rund

150.000 m² entstehen dort insgesamt 25 Bauwerke, darunter ein unterirdischer Ringbeschleu-

niger mit 1100 m Umfang, in welchem Ionen auf bis zu 90 % der Lichtgeschwindigkeit be-

schleunigt werden sollen. In dem multinationalen Bauvorhaben werden hierzu in Summe

600.000 m³ Beton verbaut. Auf der Weiterfahrt nach Hannover wurde zudem die Talbrücke

„Goldbachtal“ besichtigt. Auf einer Länge von insgesamt 285 m entsteht hier eine Verbundbrü-

cke, welche Teil des Neubaus der Bundesautobahn A49 sein wird.

Nach Ankunft in Hannover wurde dort am nächsten Tag das Testzentrum Tragstrukturen be-

sucht. Das Testzentrum ist eine Einrichtung der Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie

der Leibniz Universität Hannover und ist eng mit dem Fraunhofer-Institut für Windenergiesys-

teme und dem Forschungsverbund Windenergie verknüpft. Hier werden von der Gründung bis

zur Turbine einer Windkraftanlage sämtliche Aspekte der windkraftgestützten Energieerzeu-

gung erforscht. Highlights waren unter anderem das Großversuchsgerät zur Prüfung großmaß-

stäblicher Bohrpfähle sowie der über 300 m lange Wellenkanal.

Nach Ankunft in Hamburg konnte in der HafenCity das Baufeld des Westfield Überseequartiers

besichtigt werden. Auf einer Gesamtfläche von 429.000 m² entsteht dort ein neues Quartier mit

650 Apartments, 4.000 Arbeitsplätzen sowie diversen Unterhaltungs- und Freizeitanlagen.

Hinzu kommen drei Hotels sowie ein Kreuzfahrtterminal. Im Anschluss daran wurde das Baa-

kenhafen Baufeld 89 besucht. Hier entsteht ein 6-geschossiger Holzmassivbau, getragen von

einer Baugemeinschaft.

Am dritten Tag stand ein Tagesausflug zur 295 m langen historischen Rendsburger Hochbrücke

auf dem Programm. Die Brücke wurde in den frühen 1910er-Jahren errichtet und ist Teil einer

4 km langen „Schleife“ zum Höhenausgleich der Bahnstecke. Weitere Besonderheit der Brücke


14

ist die Schwebefähre, mit der sich der Nord-Ostsee-Kanal queren lässt. Weitere Programm-

punkte an diesem Tag waren die Besichtigung einer Parkhausbaustelle in Verbund-Systembau-

weise sowie eine Hafenrundfahrt durch den Hamburger Hafen.

Auf der Rückfahrt nach Darmstadt bzw. Kaiserslautern am Folgetag wurde mit der Kanalbrücke

Ems der Neubau einer Kanalquerung besucht. Die Stahlkonstruktion spannt über 60 m zwi-

schen den Widerlagern und besitzt ein Stahlgewicht von 2.000 t. Der Trogquerschnitt besitzt

eine schiffbare Breite von 26 m und wird nach der Vormontage über die Ems in seine endgültige

Lage geschoben.

Wir danken allen Beteiligten, Organisatoren und Firmen für die sehr interessanten Tage und

freuen uns auf die nächstjährige Exkursion vom 02. – 06. Juni 2020.

Abbildung 1-3: Impressionen der Pfingstexkursion: oben: Baustelle Westfield Überseequar-

tier in Hamburg, Neubau Kanalbrücke Ems; unten: Gruppenfoto der Teilnehmer auf Trog der

Kanalbrücke Ems, historische Rendsburger Hochbrücke

Jonas Klein


15

1.4.2 GEMEINSCHAFTSEXKURSION TGA UND FM & SD

Im Rahmen der alljährlichen Gemeinschaftsexkursion der Vorlesungen „Technische Gebäude-

ausrüstung“ und „Facility Management & Sustainable Design“ besuchten 35 Studierende ge-

meinsam mit ihren Betreuern am 14. Dezember 2018 die Baustelle des neuen Hochhausprojek-

tes OMNITURM in der Frankfurter Innenstadt.

Das Hochhausprojekt OMNITURM beschreibt

die Verwirklichung eines innovativen

Mischnutzungsobjekts in Mitten des Frankfur-

ter Bankenviertels. Nach Fertigstellung wird

das Gebäude eine Höhe von 190 m aufweisen

und über eine transparente Glasfassade sowie

stützenfreie Büroflächen verfügen. Der Pro-

jektentwickler Tishman Speyer strebt bei der

Errichtung des Gebäudes eine Zertifizierung

nach LEED Platinum Core & Shell an.

In der ausführlichen Vorstellung durch den Projekten-

wickler Tishman Speyer und einer Einführung in das

Construction-Management durch die Fa. Frankfurt

Construction Management (FCM) konnten die Studie-

renden einen Eindruck von der hohen Komplexität des

Vorhabens erlangen und wurden für die Notwendig-

keit eines integralen Planungs- und Inbetriebnahme-

prozesses der technischen Anlagen sensibilisiert.

Im Anschluss daran erfolgte eine etwa zweistündige

Baustellenbesichtigung. Die Studierenden konnten bei

der Besichtigung des 45-geschossigen Hochhauses

u.a. die Versorgungsstränge für Heizung, Sanitär,

Feuerlöschanlagen sowie Raumlufttechnik in einem

Abbildung 1-4 Die Teilnehmer der Exkursion

im auf der Baustelle des OMNITURM.

Abbildung 1-5 Installation einer der

beiden raumlufttechnischen Anlagen.


16

der Regelgeschosse sehen. Des Weiteren konnten die Technikzentralen der RLT-Anlage, einer

USV-Anlage sowie die Heizzentrale besichtigt werden.

Im Namen der Teilnehmer möchte sich das Institut für Massivbau bei Herrn Dipl.-Ing. Thomas

Heß sowie bei den Firmen Tischman Speyer und FCM für die gelungene Organisation und

Durchführung bedanken. Weiterer Danke gilt dem „Freunde des Instituts für Massivbau der TU

Darmstadt e.V.“ für dessen finanzielle Unterstützung.

André Müller


17

1.5 PERSONALIA

Seit dem 1. April 2019 ist Herr Dominik Hiesch, M.Sc. am Institut

für Massivbau tätig. An der TU Darmstadt studierte Herr Hiesch Bau-

ingenieurwesen mit den Vertiefungsrichtungen Massivbau, Stahlbau

und Geotechnik. Im Rahmen seiner Masterthesis „Carbonbewehrte

Betonbauteile unter statischer Dauerbeanspruchung – Experimentelle

und theoretische Untersuchungen“ befasste er sich mit dem Dauer-

standverhalten carbonbewehrter Betonbauteile mit dem Fokus auf

dem Entwurf von Berechnungsmodellen zur Vorhersage der Bauteil-

durchbiegung. Nach Abschluss seines Studiums war Herr Hiesch als Projektingenieur bei „Gru-

ber+Hartmann - Ingenieurbüro für Baustatik“ in Darmstadt tätig. Zu seinen Tätigkeiten gehör-

ten die baustatische Prüfung von Bauwerken des Hoch- und Ingenieurbaus und die Tragwerk-

splanung von Wohn- und Bürogebäuden in Massivbauweise sowie von Stahlkonstruktionen.

Im Rahmen seiner Tätigkeit am Institut für Massivbau wird Herr Hiesch zunächst die Lehrver-

anstaltungen „Spannbetonbau“ sowie „Massivbrückenbau und Traggerüste“ betreuen.

Seit dem 1. September 2019 ist Herr Johannes Koert, M.Sc. als

wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Massivbau beschäftigt.

Herr Koert studierte Wirtschaftsingenieurwesen mit technischer

Fachrichtung Bauingenieurwesen an der TU Darmstadt. Während

seines Studiums arbeitete er u.a. bereits als Studentische Hilfskraft

am Institut zur Unterstützung der Energieforschung. Für seine Mas-

terthesis entwickelte er eine Methodik zur ökonomischen Bewertung

von Bestandsquartieren unter einer akteursbezogenen Betrachtungs-

weise. Im Rahmen seiner Promotion am Institut für Massivbau ist Herr Koert nun als Projekt-

leiter für das Forschungsprojekt „E4Q“ zuständig. In diesem vom BMWi geförderten For-

schungsvorhaben wird gemeinsam mit dem Verbundpartner Institut Wohnen und Umwelt ein

bestehendes Verfahren zur realitätsnahen energetischen, ökologischen und ökonomischen Be-

wertung von Energieversorgungskonzepten von vernetzten, nicht vernetzten und sektorgekop-

pelten Bestands- und Neubauquartieren weiterentwickelt. Zudem betreut er die Lehrveranstal-

tungen „Technische Gebäudeausrüstung I und II“.


18

Seit dem 1. Oktober 2019 ist Herr Lukas Bujo-

tzek, M.Sc. am Institut für Massivbau tätig. An

der TU Darmstadt studierte Herr Bujotzek Bauin-

genieurwesen mit den Vertiefungsrichtungen

Massivbau, Stahlbau, Statik und Geotechnik. Im

Rahmen seiner Masterthesis „Monte-Carlo-Si-

mulation unbewehrter Mauerwerkswände unter

Berücksichtigung räumlich streuender Materialeigenschaften“ befasste er sich mit der Auswir-

kung räumlicher Streuung auf die Zuverlässigkeit der Tragfähigkeit von Mauerwerkswänden

und im Zuge dessen mit der numerischen Modellierung von Mauerwerk mit finiten Elementen.

Nach Abschluss seines Studiums war Herr Bujotzek als Projektingenieur bei „KHP König und

Heunisch Planungsgesellschaft mbH & Co. KG“ in Frankfurt am Main tätig. Zu seinen Tätig-

keiten gehörten die baustatische Prüfung von Bauwerken des Wasser- und Brückenbaus sowie

die Tragwerksplanung von Schleusen- und Wehrbauwerken in Massivbauweise. Im Rahmen

seiner Tätigkeit am Institut für Massivbau wird Herr Bujotzek zunächst die Lehrveranstaltung

„Angewandte Baudynamik“ betreuen.

Seit dem 1. November 2019 ist Herr Maximilian Brinkmann,

M.Sc. als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Massivbau

tätig. Herr Brinkmann wählte im Laufe seines Bauingenieurstudi-

ums an der Technischen Universität Darmstadt mit den Vertiefungs-

fächern Massivbau, Stahlbau, Statik und Geotechnik einen konstruk-

tiven Schwerpunkt. Während der Bearbeitung seiner Masterthesis

zum Thema „Tragverhalten unbewehrten Lehmmauerwerks unter

Druckbeanspruchung“ beschäftigte er sich mit der numerischen Mo-

dellbildung von Lehmmauerwerk sowie der Tragwirkung von schlanken Lehmbauteilen. Als

Mitarbeiter des Instituts für Massivbau ist er für die Betreuung des Forschungsprojekts „Schaf-

fung von Bemessungsgrundlagen für Lehmmauerwerk auf Basis von EN 1996 mittels experi-

menteller und numerischer Untersuchungen“ zuständig, welches von der Deutschen Bun-

desstiftung Umwelt gefördert und in Kooperation mit der Bundesanstalt für Materialforschung

und –prüfung durchgeführt wird. Des Weiteren betreut er die Lehrveranstaltung „Mauerwerks-

bau und Sonderfragen aus dem Betonbau“.


19

1.6 PREISE

1.6.1 PREISE DES FREUNDE-VEREINS

Wie auch in den Vorjahren wurde auch im Jahr 2019 ein Förderpreis für

die beste Masterthesis am Institut für Massivbau vom Freunde-Verein ver-

geben. Die Stiftung des Preises übernahm in diesem Jahr erneut die Fa.

GOLDBECK. Preisträger in diesem Jahr war Herr Dominik Hiesch, M.Sc.

mit seiner Thesis zum Thema „Carbonbewehrte Betonbauteile unter statischer Dauerbeanspru-

chung – Experimentelle und theoretische Untersuchungen“. Betreut wurde die Arbeit von Herrn

Redouan El Ghadioui, M.Sc. Wir gratulieren Herrn Hiesch sehr herzlich und wünschen viel

Erfolg bei der weiteren Bearbeitung des Themenfeldes im Rahmen seiner Tätigkeit als wissen-

schaftlicher Mitarbeiter am Institut für Massivbau!

Abbildung 1-6: Verleihung der Förderpreise des Freunde-Vereins auf dem Sommerfest 2019


20

1.6.2 DRESSLER BAU-PREIS

Der Dreßler Bau-Preis wurde am 12. November 2019 zum siebten Mal für

herausragende Bachelorarbeiten auf den Gebieten Massivbau und Baube-

trieb verliehen. In diesem Jahr war das Institut für Massivbau in Persona

des Preisträgers Maximilian Groß vertreten, der seine Bachelorarbeit zum

Thema „Experimentelle Untersuchungen zur Zugfestigkeit faserverstärkter

Kunststoffbewehrung“ anfertigte. Betreut wurde die Arbeit von Herrn Redouan El Ghadioui,

M.Sc.

Wir gratulieren an dieser Stelle zu diesem Erfolg!

Abbildung 1-7: Maximilian Groß (Preisträger IfM), Ann-Kathrin Gorr (Preisträgerin Institut

für Baubetrieb), Eva Maria Köhler (Preisträgerin Institut für Baubetrieb), Tobias Mann (Ge-

schäftsführer Dreßler Bau) Foto: Claus Völker


21

1.6.3 FÖRDERPREIS DES HESSISCHEN BAUGEWERBES

Der Verband Baugewerblicher Unterneh-

mer Hessen e.V. verlieh am 8.11.2019

Preise an Studenten bzw. Absolventen

für deren Studien- und Abschlussarbeiten. In vier verschiedenen Kategorien wurden die jeweils

drei besten Arbeiten ausgezeichnet. Für den Bereich „Bauingenieurwesen“ konnte das Institut

für Massivbau den ersten und zweiten Platz belegen. Die Preisträger des Instituts sind mit Herrn

Lukas Bujotzek (1.Platz) und Herrn Hiesch (2.Platz) mittlerweile beide Mitarbeiter am Institut

für Massivbau. Die Ehrung erfolgte zu den Masterthesen mit den Titeln „Monte-Carlo-Simula-

tion unbewehrter Mauerwerkswände unter Berücksichtigung räumlich streuender Materialei-

genschaften“ (Bujotzek) und „Carbonbewehrte Betonbauteile unter statischer Dauerbeanspru-

chung – Experimentelle und theoretische Untersuchungen“ (Hiesch).

Wir gratulieren herzlich zu diesem Erfolg!

Abbildung 1-8: Lukas Bujotzek (Preisträger IfM), Marina Tillmann (Preisträgerin Technische

Hochschule Mittelhessen), Dominik Hiesch (Preisträger IfM), Foto: Axel Gross


22

1.7 DANKSAGUNGEN

Ohne die Unterstützung der folgenden Organisationen wären wir im vergangenen Jahr nicht in

der Lage gewesen, unsere Arbeit in der Forschung und in der Lehre in gewohntem Umfang

sowie gewünschter Qualität durchzuführen:

Apleona HSG GmbH

Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V.

BASF AG

bauart Konstruktions GmbH & Co. KG

Beton Kemmler GmbH

Birco GmbH

BT3 Betontechnik GmbH

Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBSR)

Bundesanstalt für Straßenwesen

Bundesministerium für Bildung und Forschung

Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur

Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat

Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie

Bundesverband der Kalksandsteinindustrie e.V.

Bundesverband Porenbetonindustrie e.V.

Bundesverband Deutsche Beton- und Fertigteilindustrie e.V.

Bundesverband Leichtbetonzuschlagindustrie e.V.

Deutsche Basalt Faser GmbH

Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e.V. (DGfM)

Deutsche Poroton GmbH

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton

Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.V.

Deutsches Institut für Bautechnik

Dreßler Bau GmbH

Dyckerhoff GmbH

Empa Dübendorf

Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e. V.

Forschungsinstitut der Zementindustrie (FiZ)

Forschungsvereinigung Kalk-Sand e.V.

Freunde des Instituts für Massivbau der Technischen Universität Darmstadt e.V.

Freunde der Technischen Universität Darmstadt

FTA Forschungsgesellschaft für Textiltechnik Albstadt mbH

Goldbeck GmbH

Güteschutzverband Betonschalungen e. V.

H-BAU Technik GmbH

Halfen GmbH & Co. KG

HeidelbergCement AG

Hilti Deutschland AG, Hochtief AG

HSE Technik GmbH

Implenia

InformationsZentrum Beton GmbH

Ingenieurbüro Krebs und Kiefer

https://de.wikipedia.org/wiki/Bundesministerium_des_Innern,_f%C3%BCr_Bau_und_Heimat


23

Ingenieurconsult Cornelius Schwarz Zeitler GmbH

Institut Wohnen und Umwelt

Klimaleichtblock GmbH

König und Heunisch Planungsgesellschaft mbH & Co KG

LCEE Life Cycle Engineering Experts GmbH

Liapor GmbH & Co.

LohrElement GmbH

mako GmbH & Co. KG Schalungstechnik

MAPEI Betontechnik GmbH

Max Bögl Bauunternehmen GmbH

MEVA Schalungssysteme GmbH

OPTERRA Karsdorf GmbH

pakon AG

Peri GmbH

Ruffert & Partner

Schlagmann Poroton GmbH & Co. KG

Schöck Bauteile GmbH

sh minerals GmbH

solidian GmbH

Spenner Zement GmbH & Co. KG

Strabag AG

Syspro-Gruppe Betonbauteile e. V.

thyssenkrupp Carbon Components GmbH

VdS Schadenverhütung GmbH

V.FRAAS GmbH

Verein Deutscher Zementwerke e. V.

Waibel KG

Wienerberger AG

Xella Technologie und Forschungsgesellschaft mbH

Wir wollen uns für diese Unterstützung herzlich bedanken und hoffen auch für die Zukunft auf

eine erfolgreiche Zusammenarbeit.


24

Im Bereich der Lehre ist eine Unterstützung durch Experten und in der Praxis stehende Fach-

leute aus Ingenieurbüros, Verwaltung, Verbänden und Industrie unerlässlich und hoch ge-

schätzt. Für ihr persönliches Engagement als Lehrbeauftragte unseres Instituts möchten wir uns

daher bei folgenden Personen bedanken:

Dr.-Ing. Herbert Duda Angewandte Baudynamik

Dipl.-Ing. Thomas Heß Technische Gebäudeausrüstung I + II

Dr.-Ing. Carmen Mielecke Strategisches Facility Management & Sustainable Design

Dr.-Ing. Gert Riegel Strategisches Facility Management & Sustainable Design

Prof. Dr.-Ing. Georg Geldmacher Massivbrückenbau und Traggerüste

Außerdem möchten wir uns auch bei allen bedanken, die im Rahmen der Lehre ehrenamtlich

mitgewirkt und Vorträge gehalten haben.

Angewandte Baudynamik

Dr.-Ing. Markus Spengler

Fertigteilkonstruktionen

Dr.-Ing. Diethelm Bosold

Dipl.-Ing. Jörg Burkhardt

Dipl.-Ing. Heinz Eberherr

Dipl.-Ing. Thomas Haustein

Dipl. -Ing. Elisabeth Hierlein

Dipl.-Ing. Werner Hochrein

Dr.-Ing. Matthias Molter

Dipl.-Ing. Ralf Niehüser

Dr.-Ing. Christoph Schmidhuber

Dipl.-Ing. Erwin Scholz

Friedhard Ströhmann

Dipl.-Ing. Mathias Tillmann

Massivbrückenbau und Traggerüste

Dr.-Ing. Gerhard Zehetmaier

Dr.-Ing. Stefan Kempf

Dr.-Ing. Jaroslav Kohoutek

Mauerwerksbau und Sonderfragen aus

dem Betonbau Dipl.-Ing. (FH) Oliver Keil

Dipl.-Ing. (FH) Michael Pröll

Dipl.-Ing. Georg Flassenberg

Dr.-Ing. Valentin Förster

Dr.-Ing. Thomas Kranzler

Spannbetonbau

Dr.-Ing. Stefan Daus

Strategisches Facility Management &

Sustainable Design

Thilo Kälberer

Dr.-Ing. Torsten Mielecke

Dr.-Ing. Sebastian Pohl

Technische Gebäudeausrüstung

Dipl.-Ing. Rudi Becker

Dipl.-Ing. Patrick Bös

Dipl.-Ing. Robin Engelmann

Ing. Marcel Jansen

Dr.-Ing. Leif Pallmer

Dipl.-Ing. Olaf Pielke

Verena Schön M.Sc.

Prof. Dr.-Ing. Benjamin von Wolf-Zdekauer

Dr.-Ing. Claudia Weißmann


25

1.8 VERÖFFENTLICHUNGEN

Ausgewählte Fachartikel und Buchbeiträge:

Proske, T.; Rezvani, M.; Graubner, C.-A.: A new test method to characterize the pressure-

dependent shear behavior of fresh concrete, In: Construction and Building Materials, Vol.

233, 2020, Elsevier, Amsterdam, S. 1-9, ISBN:

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117255.

El Ghadioui, R.: Carbonbewehrte Betonbauteile unter statischer und zyklischer Dauerbean-

spruchung, In: Tagungsband 11. Carbon- und Textilbetontage 2019, 24.-25. September

2019, S. 86-87.

El Ghadioui, R.; Tran, N.; Proske, T.; Graubner, C.-A.: Cracking behaviour of carbon textile

reinforced concrete members, In: Advances in Engineering Materials, Structures and Sys-

tems: Innovations, Mechanics and Applications, In: 7th International Conference on Struc-

tural Engineering, Mechanics and Computation, Cape Town, South Africa, 02.-04. Septem-

ber 2019, Taylor & Francis, London, S. 1474-1479, ISBN: 978-0-429-42650-6, DOI:

https://doi.org/10.1201/9780429426506.

Wörner, P.; Müller, A.; Sauerwein, D.: Dynamische CO2‐Emissionsfaktoren für den deut-

schen Strom‐Mix. Möglichkeiten zur realistischen Bewertung zukünftiger Energieversor-

gungskonzepte auf Gebäudeebene, In: Bauphysik, Band 41, Heft 1, 2019, Ernst & Sohn

Verlag, Berlin, S. 17-29, DOI: 10.1002/bapi.201800034.

Förster, V.; Graubner, C.-A. Erweiterung des Anwendungsbereiches von DIN EN 1996-

3/NA für hohe Wände, In: Mauerwerk, Band 23, Heft 5, 2019, Berlin S.284-299, ISBN:

1432-3427, DOI: 10.1002/dama.20190001.

Förster, V.; Graubner, C.-A.; Proske, T.: Experimentelle Traglastermittlung einer teilweise

bewehrten Lochfassade aus Ziegelmauerwerk In: Mauerwerk, Band 23, Heft 5, 2019, Ernst

& Sohn Verlag, Berlin, S. 324-333, ISBN: 1432-3427.

Müller, A.; Wörner, P.: Impact of dynamic CO2 emission factors for the public electricity

supply on the life-cycle assessment of energy efficient residential buildings, In: IOP Confer-

ence Series: Earth and Environmental Science, Vol. 323, Issue 2019 (012036), S. 1-9, DOI:

10.1088/1755-1315/323/1/012036.

Müller, D.; Graubner, C.-A.: Modification of the partial safety factor for compressive

strength of existing masonry using a Bayesian method, In: Proceedings of the 17th Interna-

tional Probabilistic Workshop, 11.-13. September 2019, Edinburgh, UK, S. 133-138.

Graubner, C.-A.; Purkert, B.: Nachweis des Feuerwiderstands von Ziegelmauerwerk – Tipps

für eine effiziente Bemessung, In: Mauerwerk, Band 23, Heft 5, 2019, Berlin S.306-315,

ISBN: 1432-3427, DOI: 10.1002/dama.20190001.

Proske, T.; Rezvani, M.; Graubner, C.-A.: Ökobetone aus Kalksteinmehl – Green concretes

with limestone powder, In: Innovation in Beton, Kongressunterlagen 63. Betontage, 12. 2.

2019, Neu-Ulm, S. 12-13.


26

Proske, T.; Rezvani, M.; Graubner, C.-A.: Pressure-Dependent Shear Behaviour of Fresh

Concrete – Development of a specific Testing Device, In: Proceedings of the 2nd Interna-

tional Conference on Rheology and Processing of Construction Materials (RheoCon2) and

the 9th International RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete (SCC9), 08.-11.

September 2019, Radebeul, S. 16.14.

El Ghadioui, R.; Graubner, C.-A.: Querkrafttragfähigkeit carbonbewehrter Betonbauteile

ohne Querkraftbewehrung, In: Beton- und Stahlbetonbau, Heft 11, 2019, Ernst & Sohn Ver-

lag, S. 827-836, DOI: https://doi.org/10.1002/best.201900052.

Rezvani, M.; Proske, T.; Graubner, C.-A.: Shrinkage of eco-friendly concretes made with

limestone-rich cements, In: ZKG INTERNATIONAL Zement Kalk Gips, Issue 6, 2019,

Bauverlag, Gütersloh, S. 60-67, ISBN: 2366-1313.

Graubner, C.-A.; Müller, D.: Vereinfachter Nachweis von Aussteifungswänden aus unbe-

wehrtem Mauerwerk, In: Mauerwerk, Band 23, Heft 5, 2019, Berlin, S. 300-305, ISBN:

1432-3427, DOI: 10.1002/dama.20190001.


27

Ausgewählte Fachvorträge:

Hofmann, S.: Shear capacity of BFRP reinforced concrete beams without shear rein-

forcement, 7th International Conference on Structural Engineering, Mechanics and

Computation, Kapstadt (Südafrika), 03.09.2019.

Graubner, C.-A.; El Ghadioui, R.: Technologische Grundlagen von Carbonbeton, 29.

Kassel-Darmstädter Baubetriebseminar, 28.11.2019

Proske, T.; Rezvani, M.; Graubner, C.-A.: Pressure-Dependent Shear Behavior of

Fresh Concrete – Development of a specific Testing Device, 2nd International Con-

ference on Rheology and Processing of Construction Materials (RheoCon2) and the

9th International RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete (SCC9),

09.09.2019

Herget, C.; Rezvani, M.; Proske, T.; Graubner, C.-A.: Schwindarme Konstruktions-

betone mit hohem Anteil an Gesteinsmehl? Farbe und Lack Konferenz, Kassel,

27.11.2019

Müller, D.; Proske, T.; Graubner, C.-A.: Modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte für

Mauerwerkswände im Bestand, 13. Projektetage der Bauforschung, Bonn BBSR,

05.11.2019.

Müller, D.; Graubner, C.-A.: Modification of the partial safety factor for existing ma-

sonry using a Bayesian method, 17th International Probabilistic Workshop, Edin-

burgh, 12.09.2019.

El Ghadioui, R.: Carbonbewehrte Betonbauteile unter statischer und zyklischer Dau-

erbeanspruchung, 11. Carbon- und Textilbetontage, Dresden, 25.09.2019.

El Ghadioui, R.: Cracking behaviour of carbon textile reinforced concrete members,

7th International Conference on Structural Engineering, Mechanics and Computation,

Kapstadt (Südafrika), 02.09.2019.

Rezvani, M.; Proske, T.; Herget, C.; Graubner, C.-A.: Baustoffe von Übermorgen –

Ressourceneffiziente Ökobetone aus Kalksteinmehl, 63. BetonTage, Neu-Ulm,

19.02.2019.


28

1.9 STUDENTISCHE ABSCHLUSSARBEITEN AM INSTITUT FÜR MASSIVBAU

Titel der Arbeit Betreuer/in Art der Arbeit

Modellierung des Energiebedarfs von Nichtwohngebäudebe-

ständen(Arbeitstitel) André Müller Masterarbeit

Trag- und Verformungsverhalten biegebeanspruchter CFK-

bewehrter Betonbauteile Redouan El Ghadioui Masterarbeit

Entwicklung eines Inbetriebnahmemanagements und eines

Technischen Inbetriebnahmemanagements für ein Berufs-

schulzentrum in Darmstadt

Marleen Fischer Masterthesis

Nachhaltigkeitsbewertung einer Fußgängerbrücke aus Car-

bonbeton mittels Ökobilanz und Lebenszykluskostenberech-

nung

Patrick Wörner Bachelorarbeit

Bewertung von Baukonstruktionen und Baustoffen im Rah-

men der energetischen Bewertung von Bestandsgebäuden André Müller Studienarbeit

Mechanismen, Einflussparameter und Vorhersagemodelle

des Schwindens von Zementstein und Beton Christian Herget Bachelorthesis

Betonfertigteile mit faserverstärkter Kunststoffbewehrung

für den Hochbau – Anforderungen, Konstruktion und Bau-

ausführung

Sebastian Hofmann Bachelorthesis

Fließverhalten von Frischbeton unter Druck Moien Rezvani Bachelorthesis

Trocknungsschwinden von Beton aus kalksteinreichen Ze-

menten Christian Herget Masterarbeit

Geschichtliche Entwicklung der Konstruktionsweisen im Be-

tonfertigteilbau Jonas Klein Bachelorthesis

Schätzung der Unsicherheiten der Energiebedarfsberechnung

für Wohngebäude André Müller Masterthesis

Untersuchungen zum Rissabstand textilbewehrter Betonbau-

teile Redouan El Ghadioui Bachelorthesis

Bewertung der Standsicherheit bestehenden Mauerwerks un-

ter Verwendung modifizierter Teilsicherheitsbeiwerte Dominik Müller Masterthesis

Stochastische Modellierung und Simulation unbewehrter

Mauerwerkswände mit räumlich streuenden Materialeigen-

schaften

Dominik Müller Masterthesis

Status Quo der Energiewende in Deutschland Marleen Fischer Bachelorthesis

Untersuchung zum Tragverhalten filigraner, textilbewehrter

Flachstürze René Mazur Masterthesis

Experimentelle Untersuchungen zur Zugfestigkeit faserver-

stärkter Kunststoffbewehrung Redouan El Ghadioui Bachelorthesis

Brandschutzbemessung von Stahlbetonstützen mit hohem

Bewehrungsgrad Jonas Klein Bachelorarbeit


29


Untersuchungen zum Tragverhalten von stahl- und textilbe-

wehrten Platten unter der Einwirkung punktueller Lasten Larissa Krieger Masterarbeit

Verbundverhalten in Beton von Bewehrungsstäben aus Ba-

saltfaserverbundkunststoff (BVFK) Sebastian Hofmann Bachelorthesis

Vergleich von Sicherheitsformaten zur nichtlinearen Bemes-

sung schlanker Stahlbetondruckglieder Dominik Müller Masterthesis

Entwicklung einer Methodik zur ökonomischen Bewertung

von Bestandsquartieren unter einer akteursbezogenen Be-

trachtungsweise

André Müller Masterthesis

Ganzheitliche Nachhaltigkeitsbetrachtung von Erd- und

Holzhäusern nach dem Cradle-to-Cradle-Prinzip Marleen Fischer Masterthesis

Carbonbewehrte Betonbauteile unter zyklischer Dauerbean-

spruchung – Experimentelle und theoretische Untersuchun-

gen

Redouan El Ghadioui Bachelorarbeit

Betongefüllte Großkammerziegel – Vergleich der Tragfähig-

keit der Ziegelschale mit der der Betonfüllung Benjamin Purkert Bachelorarbeit

Entwicklung einer allgemeingültigen Methodik zur ökologi-

schen Bewertung von Elektromobilität Marleen Fischer Masterthesis

Vergleich von Verfahren zur experimentellen Bestimmung

der Druckfestigkeit bestehenden Mauerwerks Dominik Müller Bachelorarbeit

Vorgespannte Brückenbauwerke mit nichtmetallischer Be-

wehrung Redouan El Ghadioui Masterthesis

Tragverhalten unbewehrten Lehmmauerwerks unter Druck-

beanspruchung Benjamin Purkert Masterarbeit

Schwindverhalten zementbasierter Mörtel bei Verwendung

inerter Betonzusatzstoffe Christian Herget Bachelorarbeit

Zeitabhängiges Materialverhalten faserverstärkter Kunst-

stoffbewehrung Redouan El Ghadioui Bachelorthesis

Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Quer-

krafttragfähigkeit carbonbewehrter Betonbauteile Redouan El Ghadioui Masterarbeit

Experimentelle Untersuchung zur Rissentwicklung in Beton-

bauteilen mit basaltfaserverstärkter Kunststoffbewehrung Sebastian Hofmann Bachelorarbeit

Analyse des deutschlandweiten Ausbaupotenzials von Offs-

hore-Windkraft Marleen Fischer Bachelorthesis

Finite-Elemente-Modellierung massiver Hochbaukonstrukti-

onen im Bauzustand Jonas Klein Bachelorthesis

Maschinelle Oberflächenbehandlung von Schrägkabeln und

Hängern im Brückenbau Jonas Klein Bachelorthesis

Historische Entwicklung des Bauens mit Mauerwerk aus

künstlichen Steinen Dominik Müller Bachelorthesis


30


Bemessung von Konsolen – Analyse und Vergleich verschie-

dener Bemessungsansätze Jonas Klein Bachelorarbeit

Schnittgrößenermittlung bei FVK-bewehrten Betonbauteilen

unter Berücksichtigung der Rotationskapazität Redouan El Ghadioui Bachelorthesis

Methoden zur Anpassung von Teilsicherheitsbeiwerten für

Bestandsmauerwerk Dominik Müller Bachelorthesis

Biegetrag- und Verbundverhalten von Betonbauteilen mit

Bewehrung aus basaltfaserverstärktem Kunststoff Sebastian Hofmann Bachelorthesis

Vergleich von Modellen zur Bestimmung der Mauerwerks-

druckfestigkeit Dominik Müller Bachelorarbeit

Untersuchung des Einflusses unterschiedlichen Nutzerver-

haltens auf den Energieverbrauch in Wohngebäuden André Müller Masterthesis


31

1.10 NEUANSCHAFFUNGEN FÜR DAS PRÜFLABOR

In 2019 wurden umfangreiche Investitionen in Anlagen und Geräte für das Forschungs- und

Prüflabor des Instituts getätigt, um unsere vielfältigen experimentell orientierten Aktivitäten in

Forschung, Lehre und Materialprüfung auf hohem Niveau durchführen zu können.

Insbesondere zu erwähnen ist die Anschaffung eines leistungsfähigen fotooptischen Messsys-

tems auf Basis der Digitalen Bildkorrelation (DIC), welches in dankenswerte Weise mit finan-

zieller Unterstützung des Vereines der Freunde des Instituts für Massivbau der TU Darmstadt

e.V. erworben werden konnte. Dieses System erlaubt eine hoch aufgelöste 3D-Dehnungs- und

Verformungsmessung an großformatigen Beton- und Mauerwerksbauteilen (vgl. Abbildung

1-9).

Abbildung 1-9: Einsatz des DIC-Messsystems bei der Durchführung von Traglastversuchen

an Mauerwerk (links) und als Ergebnis Dehnungen in vertikaler Richtung (rechts)

Als Ersatz für die in die Jahre gekommenen und teilweise nicht mehr reparablen Anlagen und

Geräte wurden zwei neue Druckprüfmaschinen mit einer Höchstlast von 200 kN (für Zement

und Mörtelprüfungen) und 1000 kN (für Beton-, Bohrkern-, Mauersteinprüfungen) angeschafft

(vgl. Abbildung 1-10). Damit ist in Ergänzung zur vorhandenen 5000-kN-Prüfmaschine unser

Institut hinsichtlich von Druckprüfungen sehr gut ausgestattet. Weiterhin wurden ein neuer 60-

Liter-Labormischer, eine neue Probenschleifmaschine, neue Trockenschränke, ein Ultraschall-


32

Messgerät (Vikasonic) und eine leistungsfähige Traverse (letztere mit dankenswerter finanzi-

eller Unterstützung durch Prof. Markus Hartmann) angeschafft. Auch im neuen Jahr werden

wir weiter in unsere Gerätetechnik intensiv investieren.

Abbildung 1-10: Druckprüfmaschine mit Höchstlast von 200 kN (links) und 1000 kN (Mitte)

sowie Probenschleifmaschine (rechts)

Tilo Proske

DARMSTADT CONCRETE 2019: FACHARTIKEL

33

2 DARMSTADT CONCRETE 2019: FACHARTIKEL

2.1 FORSCHUNGSGEBIETE AM INSTITUT FÜR MASSIVBAU

Die Arbeitsziele in der Forschung sind von dem gemeinsamen Gedanken geprägt unsere Bau-

werke sicherer, dauerhafter, wirtschaftlicher und umweltverträglicher zu errichten. Daher wer-

den am Institut für Massivbau innerhalb von sechs Forschungsgebieten unterschiedlichste The-

menstellungen bearbeitet.

Abbildung 2-1: Forschungsgebiete am Institut für Massivbau der TU Darmstadt

Die nachfolgenden wissenschaftlichen Fachartikel werden in die folgenden Kategorien einge-

teilt:

Konstruktion und Entwurf

Bemessung und Konstruktion, Mauerwerksbau, Risiko und Sicherheit

Mineralische und ökologische Baustoffe

Energie und Nachhaltigkeit

Energieforschung, Nachhaltigkeit im Bauwesen

Die in den Fachartikeln befindlichen Abbildungen werden in jedem Artikel neu nummeriert.

Bemessung und

Konstruktion

Nachhalt igkeit im

Bauwesen

Risiko und Sicherheit

Mineralische und

ökologische Baustoffe

Energieforschung

Mauerwerksbau


34

2.2 FORSCHUNGSFELD: KONSTRUKTION UND ENTWURF

Forschungsgebiet: Bemessung und Konstruktion

Das Forschungsgebiet „Bemessung und Konstruktion von Betontragwerken“ nimmt am Institut

für Massivbau eine zentrale Rolle ein. Es beinhaltet sämtliche Fragestellungen, welche sich mit

dem Planen und Entwerfen von Bauwerken des allgemeinen Hochbaus sowie des konstruktiven

Ingenieurbaus beschäftigen. Im Mittelpunkt stehen dabei Innovationen in Bemessung und kon-

struktiver Durchbildung von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen, welche die hohen Anforde-

rungen moderner Bauwerke erfüllen.

Forschungsgebiet: Mauerwerksbau

Erhöhte Ansprüche an moderne Gebäude hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Komfort sowie

die große wirtschaftliche Bedeutung des Traditionsbaustoffes Mauerwerk erfordern für diese

Bauweise nachhaltige Innovationen. Gesteigerte Anforderungen bezüglich des Wärme-, Schall-

und Brandschutzes, der Zwang zur Rationalisierung und verbesserte Materialeigenschaften füh-

ren zu optimierten Mauerwerkskonstruktionen, die an die praxisorientierte Forschung am Fach-

gebiet verschiedenste Aufgaben stellen. In diesem Zusammenhang werden neue Produkte wis-

senschaftlich begleitet, um in der Mauerwerksnormung Berücksichtigung zu finden. Zusätzlich

werden verbesserte Bemessungsverfahren entwickelt, die das Potential des Mauerwerks opti-

mal ausnutzen und somit seine Wirtschaftlichkeit erhöhen.

Forschungsgebiet: Risiko und Sicherheit

Sicherheit und Zuverlässigkeit gehören zu den wichtigsten Eigenschaften von baulichen Anla-

gen und technischen Systemen. Der Begriff der Sicherheit fordert in diesem Zusammenhang

die Abwesenheit von Gefährdungen für Leib und Leben von Menschen, die im direkten Umfeld

der baulichen Anlagen oder technischen Systeme stehen.

Das Fachgebiet Massivbau betreibt seit mehreren Jahren intensive Forschungsarbeiten auf dem

Gebiet der Sicherheit und Zuverlässigkeit baulicher Anlagen. Die durchzuführenden For-

schungsprojekte behandeln dabei die Modellierung von Einwirkungen und Widerständen, die

Kalibrierung von Sicherheits- und Kombinationsbeiwerten sowie die Berücksichtigung außer-

gewöhnlicher Einwirkungen im konstruktiven Ingenieurbau.


35

TRAGFÄHIGKEIT SCHLANKEN LEHMMAUERWERKS

Maximilian Brinkmann

Die Verwendung von Lehm als Mauerwerksbaustoff bietet auf Grund seines umweltfreundli-

chen Herstellungsprozesses, seiner vollständigen Wiederverwendbarkeit sowie seines positiven

Einflusses auf das Raumklima insbesondere für den Wohnungsbau entscheidende Vorzüge. Die

Planung und Bemessung von tragendem Lehmmauerwerk erfolgen in Deutschland mit Hilfe

der Lehmbau Regeln (1). Da dieses Regelwerk jedoch nicht mehr dem aktuellen Stand der

Technik entspricht, wird es voraussichtlich im Jahr 2023 vom Deutschen Institut für Bautechnik

zurückgezogen. Um auch danach noch eine geeignete Bemessungsgrundlage zur Verfügung

stellen zu können, wird am Institut für Massivbau im Rahmen eines von der Deutschen Bun-

desstiftung Umwelt geförderten Forschungsprojekts ein neues Nachweiskonzept für Lehmmau-

erwerk entwickelt bzw. die Anwendbarkeit der bestehenden normativen Regelungen nach EN

1996-3 geprüft.

Da Bauteilversuche gezeigt haben, dass Lehmmauerwerk mit einem bezogenen Elastizitätsmo-

dul von E/fk ≈ 350 – 500 (2) eine deutlich geringere Steifigkeit als herkömmliches Mauerwerk

besitzt, gilt es zu überprüfen, ob die Bemessungsgleichung für schlanke Mauerwerkswände

nach EN 1996-3, siehe Formel (1) ebenfalls für die Nachweisführung von Lehmmauerwerk

verwendet werden kann.

2

s ef ef0,85 0,0011 / a

h tt

(1)

Im Zuge dessen wird die schlankheitsabhängige Tragfähigkeit von Lehmwänden unter exzent-

rischer Druckbelastung mit Hilfe eines numerischen Modells simuliert (3). Die hieraus resul-

tierenden Ergebnisse können Abbildung 1 entnommen werden. Um die numerisch erzeugten

Traglastkurven zu validieren, wird ein analytischer Ansatz zur Approximation der Tragfähig-

keit unbewehrter Mauerwerkswände (4) herangezogen.

Da aus dem Normentext nicht explizit hervorgeht, welche Exzentrizität der Bemessungsglei-

chung für schlanke Mauerwerkswände nach EN 1996-3 zu Grunde liegt, wird diese für den

nachfolgenden Vergleich unter Annahme einer vollaufliegenden Decke sowie starr-plastischen

Materialverhaltens aus Formel (1) zu 0,075 e t rückgerechnet.


36

Abbildung 1: Numerisch und analytisch ermittelte Traglastkurven (links) sowie Vergleich mit

dem Bemessungsformat für schlanke Mauerwerkswände nach EN 1996-3 (rechts)

Wie die Gegenüberstellung in Abbildung 1 erkennen lässt, liefert EN 1996-3 größtenteils hö-

here Traglasten als das numerische Modell, weshalb die Übertragbarkeit der normativen Be-

messungsgleichung auf den Lehmbau fraglich erscheint. Um die Anwendbarkeit der EN 1996-

3 zur Bemessung von schlankem Lehmmauerwerk abschließend beurteilen zu können, müssen

jedoch noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden, bei denen insbesondere der Einfluss

der Umgebungsfeuchte sowie des Kriechens auf das Verformungsverhalten von Lehmmauer-

werk berücksichtigt wird.

(1) Volhard, F.; Röhlen, U. (2009): Lehmbau Regeln – Begriffe – Baustoffe – Bauteile. 3.

Auflage, Springer Vieweg Verlag.

(2) Müller, P.; Miccoli, L.; Fontana, P. & Ziegert, C. (2017): Development of partial safety

factors for earth block masonry. In: Materials and Structures 50. Springer Netherlands

(3) Brinkmann, M. (2019): Tragverhalten unbewehrten Lehmmauerwerks unter Druckbean-

spruchung.

(4) Glock, C. (2005): Traglast unbewehrter Beton- und Mauerwerkswände: Nichtlineares Be-

rechnungsmodell und konsistentes Bemessungskonzept für schlanke Wände unter Druckbean-

spruchung; Dissertation TU Darmstadt.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 5 10 15 20 25 30

Φs

hef/tef

analytische Traglastnumerische Traglast

E/fk = 409,13

E0,33/Ef = 2,25

ft,j/f = 0,02

e/t = 0,01

e/t = 0,10

e/t = 0,20

e/t = 0,30

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 5 10 15 20 25 30

Φs

hef/tef

EN 1996-3numerische Traglast

E/fk = 409,13

E0,33/Ef = 2,25

ft,j/f = 0,02

e/t = 0,075


37

ZUM VERBUNDVERHALTEN TEXTILER BEWEHRUNGSELEMENTE

Redouan El Ghadioui

Die Größe der Rissabstände in bewehrten Betonbauteilen wird maßgeblich vom Verbundver-

halten zwischen Beton und Bewehrung bestimmt. Zur Ermittlung der Verbundkennwerte wer-

den Auszugsversuche durchgeführt und die Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung ausgewer-

tet. In bestehenden normativen Regelungen zur Bestimmung der Rissbreiten und Rissabstände

wird dabei oftmals vereinfachend die mittlere Verbundspannung τbm proportional zur Beton-

zugfestigkeit fctm angenommen.

Zur Überprüfung der normativen Ansätze wurden Auszugsversuche mit Betonstahlbewehrung

und textilen Bewehrungselementen durchgeführt. Die hieraus gewonnenen Verbundspannungs-

Schlupf-Beziehungen sind in Abbildung 1 dargestellt. Bei den CFK-Fasersträngen wurde ein

vorzeitiges Bruchversagen vor Eintreten des Auszugsversagens beobachtet.

Wie aus Abbildung 1 erkennbar ist, streut die Verbundfestigkeit der CFK-Faserstränge stärker

als bei den gerippten Betonstählen. Während Betonstähle überwiegend durch Scherverbund die

Schubspannungen abtragen, wird der Verbund von CFK-Fasersträngen überwiegend durch

Formschluss sichergestellt und ist somit stark von der geometrischen Beschaffenheit (Wellig-

keit, veränderliche Querschnittsform etc.) abhängig.

In (1) wird für einen Schlupf von 0,25 mm respektive für eine Rissbreite von 0,50 mm der

Mittelwert des Verhältnisses von mittlerer Verbundspannung zu Betonzugfestigkeit mit

τbm / fctm = 2,25 angegeben. Durch Integration der Verbundspannungs-Schlupf-Beziehungen für

gerippte Betonstähle kann die mittlere Verbundspannung in Abhängigkeit der Betondruckfes-

tigkeit fcm und der Rissbreite w wie folgt genauer bestimmt werden:

τbm / fctm = 9,81 ∙ w0,4 / fcm0,33 (1)


38

Abbildung 1: Experimentell ermittelte Verbundspannungs-Schlupf-Beziehungen

Die für eine Rissbreite von 0,50 mm ausgewerteten Messwerte der Verbundspannungen sind in

Tabelle 1 angegeben. Dabei wird festgestellt, dass die mittleren Verbundspannungen gerippter

Betonstähle im Vergleich zu den geprüften CFK-Fasersträngen ca. doppelt so groß sind.

Tabelle 1: Versuchsergebnisse der Auszugsversuche

Betonstahl

Ø = 8 mm

CFK-Faserstrang

Øeq = 3,22 mm

fcm,exp 51,0 MPa

fctm = 0,3 ∙ (fcm - 4)2/3 3,91 MPa

τbm,m,exp (w = 0,50 mm) 9,82 MPa 4,92 MPa

τbm / fctm = 9,81 ∙ w0,4 / fcm,exp0,33 2,00 -

τbm,m,exp / fctm 2,51 1,26

Trotz der geringeren Verbundfestigkeit konnten in Bauteilversuchen kleinere Rissabstände fest-

gestellt werden. Dieser Sachverhalt wird insbesondere auf den nicht zu vernachlässigenden

Einfluss der Querbewehrung zurückgeführt.

(1) International Federation for Structural Concrete: CEB-FIP Model Code 1990. London:

Thomas Telford; 1993.

(2) International Federation for Structural Concrete. fib Model Code 2010 for Concrete Struc-

tures. Berlin: Ernst & Sohn; 2013.

0

5

10

15

20

25

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0

τin

N/m

m²

s in mm

A-V1-1-ModA-V1-2-ModA-V1-3-ModA-V2-1-ModA-V2-2-ModA-V2-3-Mod

Betonstahl

Ø = 8 mm

CFK-

Faserstrang

fcm = 51,0 MPa


39

VORGESPANNTE BEWEHRUNGSELEMENTE AUS BETON

MIT FVK-SPANNGLIEDERN

Dominik Hiesch

Im Rahmen der Erforschung von Betonbauteilen mit faserverstärkter Kunststoffbewehrung

(FVK) wurde das Verformungsverhalten der Bauteile als ein entwurfsrelevanter Parameter

identifiziert. Durch den erhöhten Korrosionswiderstand der Bewehrung können Betondeckun-

gen reduziert und Bauteile schlanker ausgeführt werden. In Verbindung mit den im Vergleich

zu Betonstahl überwiegend geringeren E-Moduln der FVK-Bewehrungen resultieren höhere

Bauteildurchbiegungen. Durch die Verwendung vorgespannter Betonstäbe mit FVK-Spann-

gliedern, vgl. Abbildung 1, kann die Steifigkeit der Bauteile gezielt gesteigert und dadurch das

Verformungsverhalten der Bauteile positiv beeinflusst werden.

Abbildung 1: Mögliche Geometrien der vorgespannten Betonbewehrungsstäbe

Die im Spannbett aufgebrachte Vorspannung erzeugt einen Eigenspannungszustand in den

FVK-Spanngliedern und dem hochfesten Mantelbeton. Durch diese eingeprägten Spannungen

kann bereits unter Gebrauchslast bzw. beim Auftreten erster Mikrorisse die hohe Zugfestigkeit

der FVK-Spannglieder ausgenutzt werden. Dadurch können geringere Rissbreiten der Bauteile

realisiert und verringerte Durchbiegungen erwartet werden.

Durch die innovative Art der Vorspannung in vorgefertigten Betonstäben können die Produk-

tionsprozesse der Bauwirtschaft verbessert werden. Die Vorspannung wird im Fertigteilwerk

unter kontrollierten Umgebungsbedingungen auf die im Vergleich zum Gesamtbauteil kleinen


40

und besser zu handhabenden Betonstäbe aufgebracht. Somit kann eine gleichbleibende Herstel-

lungsqualität sichergestellt werden und das Bemessen und Vorhalten einer Vorspanneinrich-

tung für die Baustelle entfällt. Die vorgespannten Betonstäbe werden stattdessen wie konven-

tionelle Betonstahlbewehrung in die Schalung eingebracht und mit Ortbeton ergänzt. Durch die

Vorspannung der FVK-Spannglieder im Betonstab sind die Bewehrungselemente zudem ro-

buster, was unter anderem für den Transport sowie für die Lagerung und den Einbau auf der

Baustelle große Vorteile gegenüber konventioneller Bewehrung bietet. Neben dem Einsatz im

Ortbetonbau ist ein Einbau in Fertigteil- oder Halbfertigteildeckenplatten im Fertigteilwerk

ebenso denkbar und leicht umsetzbar.

In Abbildung 2 ist das Ergebnis einer ersten Untersuchung des Kriechverhaltens eines mögli-

chen CFK-Spanngliedes dargestellt. Dabei wurde festgestellt, dass die untersuchten Carbon-

stäbe unter einer Dauerzugbeanspruchung von ~50 % des Mittelwertes der Zugfestigkeit wäh-

rend des Beobachtungszeitraumes keinerlei Kriechneigung zeigten. Die auftretenden Schwan-

kungen sind in ihrer vollen Größe auf den Einfluss der Temperatur zurückzuführen.

Abbildung 2: Dehnungs-Zeit-Verlauf eines Carbonstabes unter Dauerzugbeanspruchung

0

0,04

0,08

0,12

0,16

0,2

0

2

4

6

8

10

0 20 40 60 80 100

Dehnungsänderu

ng ∆εin ‰

Deh

nu

ng

εin ‰

Zeit in h

Dehnung Dehnungsänderung


41

MITWIRKUNG DES BETONS AUF ZUG BEI VERWENDUNG VON

BASALTFASERVERSTÄRKTER KUNSTSTOFFBEWEHRUNG

Sebastian Hofmann

Die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen, genannt Tension Stiffening, führt

bei Betonbauteilen im gerissenen Zustand II zu einer höheren Bauteilsteifigkeit und wird maß-

geblich durch den Verbund zwischen Beton und Bewehrung beeinflusst. Die hier untersuchte

Bewehrung besteht aus basaltfaserverstärktem Kunststoff (BFVK) und unterscheidet sich in

seinen Materialeigenschaften deutlich gegenüber Betonstahl. Die BFVK-Bewehrung hat ein

linear-elastisches Materialverhalten und eine ca. 2,5-fach höhere Bruchspannung als Betonstahl

mit einem deutlich geringeren E-Modul (EB / ES ≈ ¼). Des Weiteren hat der hier untersuchte

Bewehrungsstab eine schwach profilierte und besandete Oberfläche, während Betonstahl eine

gerippte Oberfläche aufweist.

Im Rahmen eines Dehnkörperversuches an einem zentrischen Zugstab konnte der Tension

Stiffening Faktor βt für die BFVK-Bewehrung experimentell und nach Gl. (1) ermittelt werden.

In dem nachfolgenden Kraft-Dehnungs-Diagramm in Abbildung 1 ist der ungerissene Zustand

I (a), der Prozess der Rissbildung (b) sowie das abgeschlossene Rissbild mit dem Mitwirken

des Betons auf Zug erkennbar.

𝜀𝐵𝑚 = 𝜀𝐵2 − 𝛽𝑡 ∙ (𝜀𝑟2 − 𝜀𝑟1) (1)

Aus Abbildung 2 können die für Gl. (1) benötigten Dehnungen entnommen werden, wodurch

sich ein Tension Stiffening Faktor βt,B = 0,5 für die untersuchte BFVK-Bewehrung ergibt. Für

Betonstahl wird nach DIN EN 1991-1-1/NA βt,S = 0,4 angesetzt. Dieser Vergleich zeigt, dass

die BFVK-Bewehrung einen höheren Anteil des Betons auf Zug mitwirken lässt, was auf die

hervorragenden Verbundeigenschaften dieser Bewehrung zurückzuführen ist (1). Das Verbund-

verhalten ist aufgrund des geringen E-Moduls der Bewehrung von großer Bedeutung, da im

Vergleich zu Stahlbetonbauteilen deutlich größere Durchbiegungen bei BFVK-bewehrten Be-

tonbauteilen zu erwarten sind. Diese können durch einen größeren Beitrag des Tension Stiffe-

nings teilweise kompensiert werden.


42

Abbildung 1: Kraft-Dehnungs-Diagramm eines zentrisch gezogenen Betondehnkörpers

Die in diesem Dehnkörperversuch gewonnen Erkenntnisse sollen in weiterführenden Versu-

chen auf Biegebauteile übertragen und verifiziert werden. Im Rahmen dieser Versuche werden

die Bauteilverformungen unter variierenden Parametern wie die Bauteildicke, die Spannweite

und dem Bewehrungsgrad in Kurzzeit als auch in Langzeitversuchen unter ständiger Belastung

untersucht. Das Ziel dieser experimentellen Untersuchungen ist die anschließende Ableitung

eines Berechnungsmodells zur Abschätzung der Bauteilverformungen für BFVK-bewehrte Be-

tonbauteile.

(1) Hofmann, Sebastian (2018): Experimentelle Untersuchung zum Verbundverhalten von

BFVK-Bewehrung. In: Darmstadt Concrete, Annual Journal on Concrete and Concrete Struc-

tures, Band 33, 2018, Darmstadt.

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Zugkra

ft F

in k

N

Dehnung in ‰

Kraft-Dehnungs-Diagramm

Zugkra

ft

reiner Zustand II

a

b c


43

HERAUSFORDERUNGEN BEI DER BERECHNUNG VON HOCHBAU-

TRAGWERKEN MIT 3D-FINITE-ELEMENT-MODELLEN

Jonas Klein

Durch die auch im Bauwesen immer weiter fortschreitende Digitalisierung sowie die im größe-

ren Umfang verfügbare Rechenleistung werden in der Ingenieurpraxis vermehrt ganze Bau-

werke als virtuelle dreidimensionale Gesamtmodelle abgebildet. Diese Entwicklung wird sich

in den kommenden Jahren fortsetzen und als Folge der Möglichkeit, Finite-Element-Modelle

aus vorhandenen BIM-Modellen automatisiert zu erzeugen, weiter steigern. Neben offenkun-

digen Vorteilen, wie der Möglichkeit, komplexe Bauwerke – welche mit einer Handrechnung

nicht zu erfassen wären – zu berechnen, bergen Gebäudemodelle zahlreiche Herausforderungen

und die Gefahr unbewusst unzureichende Bemessungen durchzuführen (1). Ein Grund hierfür

ist die Tatsache, dass dreidimensionale Modelle das Tragverhalten der Gesamtstruktur abbilden

und somit jedes modellierte Tragelement zum Lastabtrag heranziehen. Ebenso wird eine Ände-

rung der Bauteilsteifigkeit oder die Interaktion mit dem Baugrund oftmals unzureichend bis gar

nicht abgebildet. Im Folgenden werden zwei spezifische Herausforderungen, welche bei der

Modellbildung sowie Berechnung auftreten können, exemplarisch herausgestellt.

Abbildung 1 zeigt unterschiedliche Ansätze zur Systembildung bei der Modellierung eines

wandartigen Trägers. Im Zuge einer konventionellen Bemessung findet die Schnittgrößener-

mittlung auf Grundlage von System a) unter Abschätzung des inneren Hebelarms statt. Wird

ein wandartiger Träger hingegen in einem dreidimensionalen Gesamtmodell modelliert, so

zieht dieses auch angrenzende Bauteile wie die obere und untere Deckenscheibe zum Lastab-

trag heran (2). Hieraus ergeben sich zusätzliche Schnittgrößen innerhalb des Trägers, welche

bei der Bemessung erfasst werden müssen. Zudem stützt sich das Bauteil in die untere Decke

ab, wodurch diese mit einer zusätzlichen Druckkraft belastet wird. Sind in der Decke z. B.

größere Öffnungen oder Versprünge vorhanden, so ist diese zusätzliche Kraft bei der Bemes-

sung zu berücksichtigen.

Der Einfluss von Bauteil- oder Bodensteifigkeiten wird in Abbildung 2 anhand eines konven-

tionellen Stabwerks illustriert. Es ist ersichtlich, dass insbesondere eine Variation der Boden-

steifigkeiten signifikante Auswirkungen auf die Schnittgrößenverteilung in den beiden Stützen


44

hat. Eine Betrachtung verschiedener Bettungssteifigkeiten – z. B. infolge unterschiedlicher

Gründungskonstruktionen – ist daher bei der Betrachtung von Gesamtmodellen unerlässlich.

Abbildung 1: Modellbildung wandartiger Träger Abbildung 2: Variation Steifigkeiten

(1) Rombach, Günter (2014): EDV-Unterstützte Berechnungen im Stahlbetonbau. In: Goris,

A.; Hegger, J.; Mark, P. (2014): Stahlbetonbau aktuell 2014, Berlin, Beuth Verlag.

(2) Hausmann, Guido; Graubner, Carl-Alexander; Klein, Jonas (2019): Besonderheiten bei der

statischen Prüfung räumlich modellierter Tragkonstruktionen von Hochhäusern. 40. Darmstäd-

ter Massivbauseminar, Darmstadt, 04. April 2019.

System a) System b)

Ansicht Schnitt

Wandartiger Träger

k1 k2

S1

EI1

EI2

S2

NS1 NS2k1/k2

40% 60%

46% 54%

48% 52%

51% 49%

EI1/EI2

1 1

2 1

2 3

3 3


45

BESTIMMUNG DES TEILSICHERHEITSBEIWERTS FÜR DIE

DRUCKFESTIGKEIT BESTEHENDEN MAUERWERKS

Dominik Müller

Die zugleich zuverlässige als auch wirtschaftliche Bewertung der Tragfähigkeit bestehenden

Mauerwerks stellt eine besondere Herausforderung beim Bauen im Bestand dar. Im Vergleich

zum Neubau zeigt Bestandsmauerwerk oftmals eine größere Streuung der Materialeigenschaf-

ten. Hinzu kommt, dass die Festigkeit in vielen Fällen durch Materialprüfungen bestimmt wer-

den muss, wodurch statistische Unsicherheiten aus der begrenzten Stichprobenanzahl berück-

sichtigt werden müssen. Ein weiterer Unterschied ist, dass für Bestandsbauwerke ein reduzier-

ter Ziel-Zuverlässigkeitsindex geeignet sein kann. Im Rahmen eines durch das Programm „Zu-

kunft Bau“ des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) geförderten For-

schungsprojektes wird am Institut für Massivbau aktuell eine Methodik erarbeitet, mit welcher

geeignete Teilsicherheitsbeiwerte für Bestandsmauerwerk bestimmt werden können. Ziel ist,

dass der Teilsicherheitsbeiwert mit Hilfe praxisgerechter Diagramme basierend auf der Anzahl

und den Ergebnissen durchgeführter Materialprüfungen für ein Einzelbauwerk ermittelt werden

kann.

Abbildung 1 stellt einen Zwischenstand für ein solches Diagramm dar. Das dargestellte Dia-

gramm lässt sich bei indirekter Prüfung der Mauerwerksdruckfestigkeit, d. h. separater Prüfung

der Festigkeiten von Stein- und Mörtel und anschließender rechnerischer Bestimmung der Mau-

erwerksdruckfestigkeit anwenden. Die zugehörigen Hintergründe sowie Eingangsparameter

sind in (1) beschrieben. Dem Diagramm liegt ein bayessches Verfahren mit nicht-informativen

A-priori-Verteilungen für die stochastischen Parameter von Stein- und Mörtelfestigkeit sowie

ein gegenüber EN 1990 reduzierter Ziel-Zuverlässigkeitsindex β = 3,3 zugrunde.

Für das dargestellte Beispiel mit 8 bzw. 5 Prüfergebnissen für Stein- und Mörteldruckfestigkeit

sowie zugehörigen Variationskoeffizienten von 15 % und 20 % ergibt sich ein Teilsicherheits-

beiwert γM = 1,42. Um in Zukunft auch Vorinformationen hinsichtlich typischer Streuungen der

Materialeigenschaften von Bestandsmauerwerk berücksichtigen zu können, wird derzeit eine

Datenbank mit Prüfergebnissen der Stein- und Mörtelfestigkeit von Bestandsmauerwerk auf-

gebaut, welche die Modellierung informativer A-priori-Verteilungen ermöglicht.


46

Abbildung 1: Diagramm zur Bestimmung des erforderlichen Teilsicherheitsbeiwertes

für die Druckfestigkeit von Bestandsmauerwerk

(1) Müller, Dominik; Graubner, Carl-Alexander (2019): Modification of the partial safety factor

for compressive strength of existing ma

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DARMSTADT CONCRETE · 2021. 1. 30. · beton DAfStb bringt er zudem seine Expertise bei der Zulassung von Bauprodukten und bei der Ausarbeitung von Richtlinien ein. ... (Sp ISO/TC