Key words
(German)
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Alte Bewehrung, Datenbank, Duktilität, Festigkeit, Stahlbeton, Tragsicherheit, Überprüfung, Verbund
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Key words
(English)
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bond, database, ductility, existing reinforcement, examination, reinforced concrete, strength, structural safety
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Short description
(German)
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Die Tragwerksanalyse von bestehenden Betonbauten erfolgt mit aktualisierten Rechenwerten für die Baustoffe Beton, Betonstahl und Spannstahl. Die Überprüfungswerte werden durch geeignete Verfahren mittels Information aus den Bauwerksakten oder mittels Prüfungen am bestehenden Objekt ermittelt. Durch einen Aufschluss am Bauwerk kann die bestehende Bewehrung mit Hilfe des Erstellungsjahrs und dem Rippenbild (illustrierende Beilage 1) zuverlässig identifiziert werden. Zur rechnerischen Überprüfung der Tragsicherheit können in einem ersten Schritt die Festigkeit, die Duktilität und die Verbundeigen-schaften mit vergleichbaren Werten aus einer Datenbank geschätzt werden. Bei einer genügenden Trag-reserve kann auf eine kostspielige Probennahme mit anschliessender Prüfung der relevanten Eigen-schaften verzichtet werden. Das Vorgehen zur Ermittlung der Überprüfungswerte wird im Bericht anhand eines konkreten Beispiels dargestellt. Das vorliegende Projekt bezweckt, die vorhandenen Informationen bestehen-der Prüfberichte, Herstellerangaben und normativen Bestimmungen alter Bewehrungen systematisch zu erfassen. Mit ca. 20 Merkmalen zu mechanischen Eigenschaften sowie ca. 20 weiteren Merkmalen zur Identifikation kann die Datenbank (Beispiel Beilage 2) derart aufgebaut werden, dass durch eine Eingrenzung der Merkmale Stichproben zusammengefasst und statistisch analysiert werden können. Die Sicherheit bei der Festlegung der Rechenwerte wird durch die Vergleichsmöglichkeit einer kleinen Prüfserie mit statistischen Angaben aus der Datenbank erhöht. Zukünftige Informationen aus zugänglichen Prüfberichten können eingearbeitet und damit die Datenbasis aktualisiert und verbreitert werden.
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Short description
(English)
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The structural analysis of existing concrete structures will be normally carried out with updated property values for the materials concrete, reinforcing steel and prestressing steel. These examination values will be determined using common procedures, e.g. getting information from the construction documentation (as built drawings, etc.) or carrying out tests on the existing object. The reinforcement of an existing structure can be reliably identified through an opening on the existing structure and the information of the construction period and the picture of the rib structure (illustrating in attachment 1). To verify the structural safety the first step will be to estimate the strength, ductility and the bond properties with similar values from a database. If there is a sufficient ultimate resistance, a costly test series may be omitted. The approach/procedure to identify the examination values is shown in the report through a concretely example. This project aims to collect systematically available information from existing test reports, manufacturer data sheets (information) and normative rules of existing reinforcement. With some 20 characteristics to mechanical properties as well as about 20 other characteristics in order to identify reinforcement type the database (Example attachment 2) will be build up in a way that with a limitation of the characteristics samples can be summarized and statistically analyzed. The security in applying the property values will be increased with the possibility to compare the results of a small test series with statistical data from the database. Future information from available inspection reports will be incorporated in order that the database will be continuously updated and broadened.
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Project description
(German)
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Seit dem Beginn des Stahlbetonbaus Ende des 19. Jahrhunderts [1] sind viele verschiedene Stahlsorten aus unterschiedlichen Herstellungsprozessen und mit teilweise phantasievollen Bauformen eingesetzt worden [2]. Diese Vielfallt der vorhandenen Bewehrungen in bestehenden Betonbauten erschwert die Tätigkeit des Ingenieurs bei Fragen der Erhaltung. Die Vorgehensweise ist derart, dass auf neue Anforderungen und Bedürfnisse unter Berücksichtigung der Sicherheitsbedürfnisse der Gesellschaft wirtschaftlich, umweltschonend sowie kultur- und sozialverträglich reagiert werden kann [3]. Die Tragwerksanalyse von bestehenden Betonbauten erfolgt mit aktualisierten Rechenwerten für die Baustoffe Beton, Betonstahl und Spannstahl [4]. Die Überprüfungswerte werden durch geeignete Verfahren mittels Informationen aus den Bauwerksakten oder mittels Prüfungen am bestehenden Objekt ermittelt. Eine erste Angabe zu diesen Überprüfungswerten ist in [5] zu finden. Eine breitere Datenbasis mit produktspezifischen und auf die Herstellungszeit bzw. Verwendungszeit bezogenen Angaben der zu beurteilenden Bewehrungen liefert einen wichtigen Beitrag zur ressourcenschonenden Erhaltung bestehender Betonbauten. Das vorliegende Projekt bezweckt, die vorhandenen Informationen bestehender Prüfberichte, Herstellerangaben und normativen Bestimmungen alter Bewehrungen systematisch zu erfassen und dem Ingenieur als internetfähige Datenbank mit einem ergänzenden Bericht zur Verfügung zu stellen.
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Expected findings/ usefulness, beneficiaries
(German)
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Mit dem vorliegenden Projekt wird dezentral vorhandenes Wissen betreffend mechanischer Eigenschaften alter Bewehrungen systematisch zusammengetragen. Damit wird eine verlässliche statistische Datenbasis für die Überprüfung der Tragsicherheit bestehender Betonbauten bereitgestellt.
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Methods
(German)
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Die vorhandenen Prüfberichte werden systematisch ausgewertet und die relevanten Angaben in eine relationale Datenbank eingefüllt. Die Datenbank wird internettauglich erstellt. Die wichtigsten Resultate werden im abschliessenden Bericht zusammengefasst.
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Special tools and infrastructure
(German)
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Die Datenbank wird mit der IT-Infrastruktur der HSR erstellt und im Internet zur Verfügung gestellt
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Overview of research activities
(German)
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Der Gesuchsteller befasste sich in den letzten neun Jahren im Rahmen seiner Tätigkeit als Vorsitzender der Arbeitsgruppe Betonstahl der NK SIA 262 vertieft mit Fragen zu mechanischen Eigenschaften von Bewehrung. Der stellvertretende Projektleiter leitet die Zertifizierungsstelle für Bauprodukte der EMPA seit 2007 und ist verantwortlich für die Überwachung der Hersteller mit Probenentnahme, Zertifizierung von Betonstahl, Spannstahl und Spann- und Ankersystemen. An der EMPA lagern viele alte Prüfberichte, die eine breite Basis für die zu erstellende Datenbank bilden.
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Project aims
(German)
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Im Rahmen der Erhaltung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken stellen sich oft heikel zu beantwortende Fragen hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften alter Bewehrungen. Unsicherheiten ergeben sich insbesondere hinsichtlich der Identifikation der Bewehrung betreffend Fabrikat bzw. Hersteller und daraus folgend betreffend Festigkeit und Duktilität sowie der Verbundeigenschaften der Bewehrung. Es existiert eine Vielzahl von Prüfberichten alter Bewehrungen an der EMPA sowie bei institutionellen Bauherren aber auch in Ingenieurbüros. Ziel des Projekts ist es, die relevanten Merkmale (inkl. Bilder der Stahloberfläche bzw. Rippenbild) von alten Bewehrungen systematisch zu erfassen und eine Datenbank zur statistischen Analyse und Bewehrungsidentifikation für die Praxis aufzubauen. Die Datenbank soll via Internet zugänglich sein.
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Project aims
(English)
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As part of the maintenance of reinforced concrete and prestressed concrete structures questions about the mechanical properties of existing reinforcement are often difficult to answer. Uncertainties arise in particular due to the identification of the reinforcement concerning product or manufacturer and consequently concerning strength and ductility, as well as the bond properties of the reinforcement. Many reports of existing reinforcements are still at EMPA and at institutional investors but also in engineering companies. The aim of the project is to record systematically the relevant characteristics (including pictures of the steel surface or rib structures) of existing reinforcement and to build up a database for statistical analysis and identification of reinforcement for practical use. The database shall be accessible via the Internet.
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Research agenda
(German)
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Phase 1 (August 2009 – März 2010): Institutionelle Bauherren, Ingenieurbüros und Herstellerfirmen von Bewehrung werden angeschrieben mit der Bitte um Einsicht in die Archive und um Kopien der relevanten Prüfberichte. Diese Prüfberichte werden nach Zeit und Bewehrungsprodukt katalogisiert zusammen-getragen. Parallel wird die relationale Datenbank entwickelt: die Merkmale und Auswahlkriterien zur Stichprobenbildung werden identifiziert und zur statistischen Analyse vorbereitet. Für jedes Merkmal soll als Resultat der Mittelwert, die Standardabweichung und die Probenanzahl dargestellt werden.
Phase 2 (April 2010 – September 2010): Die Angaben aus den Prüfberichten werden in die Datenbank übertragen. Parallel wird die Internetapplikation entwickelt.
Phase 3 (Oktober 2010 – Januar 2011): Der Schlussbericht wird erstellt. Dieser beinhaltet einen Projektbeschrieb, Hinweise zur Benutzung der Datenbank, eine Zusammenstellung der statistischen Angaben der grössten Stichproben (die am häufigsten eingesetzten Bewehrungen) und eine Fotodokumentation der erfassten Rippenbilder mit Bezeichnung.
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Transfer and application
(German)
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Die Zusammenstellung der statistischen Angaben der grössten Stichproben (die am häufigsten eingesetzten Bewehrungen) und eine Fotodokumentation der erfassten Rippenbilder mit Bezeichnung werden im Schlussbericht dargestellt. Mit der Internetapplikation können auf Grund verschiedener Merkmale statistische Analysen der betreffenden Bewehrung erstellt werden.
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Berichtsnummer
(German)
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669
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Berichtsnummer
(English)
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669
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Literature
(German)
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[1] Wayss, G.A. (Hrsg.), „Das System Monier“ (Eisengerippe mit Cementumhüllung), Berlin, 1887, 128 pp.
[2] Russwurm, D., Martin, H., „Betonstähle für den Stahlbetonbau – Eigenschaften und Verwendung“, Institut für Stahlbetonbewehrung e.V. München, Bauverlag GmbH Wiesbaden und Berlin, 1993, 342 pp.
[3] SIA 269 – Grundlagen der Erhaltung von Tragwerken, Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, in Vorbereitung.
[4] SIA 269/2 – Erhaltung von Tragwerken - Betonbau, Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, in Vorbereitung.
[5] Merkblatt 2018 – Überprüfung bestehender Gebäudebezüglich Erdbeben, Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Zürich, 2004, 40 pp.
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