5. HALFEN Durchstanzbewehrung HDB
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5. HALFEN Durchstanzbewehrung HDB
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Quo Vadis?<br />
<strong>HALFEN</strong> Bewehrungstechnik auf dem<br />
Weg zum EC 2<br />
Ingenieurstag Wien 19.11.2008<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
1
Gliederung<br />
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
2. Rückbiegeanschluss HBT<br />
3. Halfen Loop Box HLB<br />
4. Konsolbewehrung HSC<br />
<strong>5.</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
6. Zusammenfassung<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
2
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
Spannungsfeld<br />
Physikalischer Grundsatz:<br />
Die Erdanziehungskraft ist auf der Erde nahezu überall gleich, es gibt<br />
lediglich lokale Variationen des Schwerefeldes (bis zu 0,5%). D.h. es wirkt<br />
überall ungefähr die gleiche Gewichtskraft.<br />
Ingenieurmäßige Handhabung:<br />
Entsprechend nationalen Richtlinien ergeben sich zum Teil erhebliche<br />
Unterschiede hinsichtlich der rechnerisch ermittelten Tragkapazitäten.<br />
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3
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
Gültigkeitsbereich<br />
Eurocode 2<br />
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4
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
Termine der Einführung des EC 2 in den Ländern<br />
• Inkl. NAD bereits eingeführt in:<br />
- Großbritannien<br />
- Frankreich<br />
- Österreich<br />
- Slowakei<br />
• Deutschland: voraussichtlich 2010<br />
Herausforderung<br />
• 30 Länder + 30 NADs (Nationale Anwenderdokumente)<br />
• Große Anzahl „boxed values“ (national regelbare Werte)<br />
• Ca. 1000 Anpassungen für <strong>HALFEN</strong> – Produkte<br />
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5
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
<strong>HALFEN</strong> Grip Connector HGC<br />
<strong>HALFEN</strong> Schubdornsystem<br />
HSD<br />
<strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
<strong>HALFEN</strong> Schraubanschluss HBS-05<br />
<strong>HALFEN</strong> Dübelleiste <strong>HDB</strong><br />
<strong>HALFEN</strong> Stützenschuh HCC<br />
<strong>HALFEN</strong> HLB Loop Box<br />
<strong>HALFEN</strong> Iso-Element HIT<br />
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<strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
<strong>HALFEN</strong> bi-Trapez-Box® HBB<br />
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Gliederung<br />
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
2. Rückbiegeanschluss HBT<br />
3. Halfen Loop Box HLB<br />
4. Konsolbewehrung HSC<br />
<strong>5.</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
6. Zusammenfassung<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
8
2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Produktsortiment: Bügeltypen<br />
einlagig:<br />
zweilagig:<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Zusätzliche Regeln für Rückbiegeanschlüsse<br />
1. Hinweise Kaltrückbiegen<br />
• Begrenzung der Stahlspannung<br />
• Begrenzung der Stabdurchmesser und der<br />
Biegerollendurchmesser, Biegewinkel, …<br />
2. Kraftübertragung in Fugen<br />
• Klassifizierung der Fugenbeschaffenheit<br />
• Nachweis der Bewehrung unter<br />
besonderer Berücksichtigung<br />
der Verankerung<br />
• Deutschland: weiterführende Regelungen und<br />
Differenzierungen nach DBV Merkblatt Rückbiegen<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Vorgaben nach EN 1992-1-1 (2005)<br />
Hinweise Kaltrückbiegen<br />
• charakteristische Stahlspannung AT, D: 0,8 · f yk<br />
• Stabdurchmesser AT: d s<br />
≤ 12 mm (D: d s<br />
≤ 14 mm)<br />
• Biegerollendurchm. AT: d br<br />
≥ 4 d s<br />
(D: d br<br />
≥ 6 d s<br />
)<br />
Kraftübertragung in Fugen<br />
• neues Rechenkonzept für Fugen<br />
• Klassifizierung der Fugenbeschaffenheit:<br />
(bisher 3, jetzt 4 Rauigkeiten)<br />
• geänderte Fugenbeiwerte entsprechend Klassifizierung<br />
• Änderungen bei weiteren Rechenwerten (Betondruckfestigkeit, …)<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Klassifizierung der Fugenbeschaffenheit<br />
ÖNORM B 4700 (2001): 3 Oberflächenklassen<br />
ì für f cwk<br />
Fugenoberfläche ê 1 ê 2 ê 3<br />
≥ 20 N/mm² ≥ 40 N/mm²<br />
â<br />
HDW-gestrahlt 2,0 0,5 1,0 0,8 1,0 0,4<br />
sandgestrahlt 0 0,5 1,1 0,7<br />
0,3<br />
glatt (HBT) 0 0 1,5 0,5<br />
0,2<br />
EN 1992-1-1 (2005): 4 Oberflächenklassen<br />
1<br />
2<br />
3<br />
ì<br />
â<br />
= Beiwert Kohäsion<br />
= Wirksamkeit Fugenbewehrung<br />
Fugenoberfläche c j ì<br />
verzahnt 0,50 0,9<br />
= Dübelwirkung der Fugenbewehrung<br />
rau 0,45 0,7<br />
= Reibungsbeiwert<br />
c j = Rauigkeitsbeiwert<br />
= Beiwert zur Berücksichtigung der Betondruckstrebenneigung<br />
ì = Reibungsbeiwert<br />
glatt (HBT) 0,35 0,6<br />
sehr glatt 0,25 0,5<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Klassifizierung der Fugenbeschaffenheit<br />
Versuche zur Einordnung in Fugenkategorien<br />
• Bewertung der Oberflächenbeschaffenheit auf der<br />
Grundlage der Tragfähigkeit im Vergleich mit<br />
monolithischen Referenzkörpern<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Kraftübertragung im Fugenbereich<br />
Zwei grundlegende Fälle der Beanspruchung<br />
Beanspruchung längs zur Fuge<br />
(Längsschub: Nachweis Schubfuge)<br />
Beanspruchung quer zur Fuge<br />
(Biegeschub: Querkraftnachweis)<br />
Weitere Differenzierungen entsprechend den geometrischen Verhältnissen nach<br />
DBV Merkblatt Rückbiegen (2 Fälle längs, 4 Fälle quer).<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung längs zur Fuge<br />
Gesamttragfähigkeit nach ÖNORM B 4700 (2001)<br />
Konzept: Addition von 4 Traganteilen<br />
<br />
Rd<br />
<br />
<br />
1<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2<br />
n<br />
3<br />
d<br />
f<br />
f<br />
<br />
cd<br />
yd<br />
f<br />
<br />
yd<br />
<br />
sin cos<br />
f<br />
cd<br />
sin<br />
<br />
Kohäsion<br />
Bewehrung (Zug)<br />
Reibung<br />
Bewehrung (Dübel)<br />
Maximaltragfähigkeit<br />
Die Rückbiegebewehrung fungiert als Verbundbewehrung.<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung längs zur Fuge<br />
Modellvorstellung nach EN 1992-1-1 (2005)<br />
v<br />
ges<br />
<br />
v<br />
Adhäsion<br />
<br />
v<br />
Re ibung<br />
<br />
v<br />
Bewehrung<br />
<br />
v<br />
max<br />
Druckspannung<br />
v Bewehrung v Adhäsion v Reibung<br />
<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung längs zur Fuge<br />
Gesamttragfähigkeit nach EN 1992-1-1 (2005)<br />
Konzept: Addition von 3 Traganteilen<br />
v<br />
Rdi<br />
c f<br />
<br />
f<br />
ctd<br />
n<br />
yd<br />
<br />
0,5 f<br />
sin cos<br />
cd<br />
<br />
Adhäsion<br />
Reibung<br />
Bewehrung (Zug)<br />
Maximaltragfähigkeit<br />
Die Rückbiegebewehrung fungiert als Verbundbewehrung.<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung längs zur Fuge<br />
Normenvergleich Österreich: V Rd<br />
≤ V Rd,max<br />
VRd ≤ VRd,max [kN/m]<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
EN 1992-1-1 (2005)<br />
ÖNORM B 4700 (2001)<br />
15 20 25 30 35 40 45 50 55<br />
Zylinderdruckfestigkeit [N/mm²]<br />
Annahmen:<br />
- HBT 150<br />
- Ø10 mm, s = 15 cm<br />
- Bewehrung voll verankert<br />
- keine Normalspannung<br />
Fazit: Wesentlich höhere Tragfähigkeiten nach EC 2. *) Nachträgliche Änderungen im NAD<br />
wurden zwecks Veranschaulichungsgründen bewusst nicht berücksichtigt<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung längs zur Fuge<br />
Normenvergleich Österreich, Deutschland: V Rd<br />
≤ V Rd,max<br />
VRd ≤ VRd,max [kN/m]<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
281,4<br />
212,5<br />
150<br />
100<br />
113,5<br />
92,1<br />
Annahmen:<br />
50<br />
0<br />
ÖNORM B 4700<br />
(2001)<br />
DIN 1045-1<br />
(2001)<br />
EN 1992-1-1<br />
(2005)<br />
Geringere Tragfähigkeiten nach DIN 1045-1.<br />
DIN 1045-1<br />
(2008)<br />
- C25/30<br />
- HBT 150<br />
- Ø10 mm, s = 15 cm<br />
- Bewehrung voll verankert<br />
- keine Normalspannung<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung quer zur Fuge<br />
Querkrafttragfähigkeit nach ÖNORM B 4700 (2001)<br />
Bauteile ohne Schrägzugbewehrung:<br />
v<br />
Rd1<br />
d<br />
<br />
<br />
1,2<br />
40 <br />
0,15 b<br />
d<br />
Rd<br />
c<br />
= … Bemessungswert der Schubspannung<br />
nach Tab. 4 (betongütenabhängig)<br />
ê c = 1,6 – d [m] ≥ 1,0<br />
ñ l = A s / (b w · d) ≤ 0,02<br />
Die Rückbiegebewehrung fungiert als Längsbewehrung des<br />
angeschlossenen Bauteils.<br />
l<br />
AT: Keine gesonderten Regelungen für Rückbiegeanschlüsse.<br />
D: Abminderung um Faktor c j /0,5 nach DBV Merkblatt Rückbiegen.<br />
cd<br />
w<br />
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20
2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung quer zur Fuge<br />
Querkrafttragfähigkeit nach EN 1992-1-1 (2005)<br />
Bauteile ohne Querkraftbewehrung:<br />
V<br />
Rd,c<br />
<br />
0,18<br />
<br />
1,5<br />
k<br />
<br />
100<br />
f 1 3 0,15 b d<br />
l<br />
ck<br />
cp<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
w<br />
Mindestwert:<br />
V<br />
Rd,c<br />
ñ l = A s / (b w · d) ≤ 0,02<br />
f ck<br />
<br />
<br />
0,035<br />
k<br />
<br />
k 1<br />
3<br />
2<br />
200<br />
d[mm]<br />
f<br />
ck<br />
1<br />
2<br />
k<br />
cp<br />
= Zylinderdruckfestigkeit in N/mm²<br />
1<br />
k 1<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
b<br />
w<br />
d<br />
= 0,15 (Österreich)<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung quer zur Fuge<br />
Normenvergleich: V Rd,c<br />
(ohne Querkraftbewehrung)<br />
VRd,c [kN/m]<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
EN 1992-1-1 (2005)<br />
ÖNORM B 4700 (2001)<br />
15 20 25 30 35 40 45 50 55<br />
Zylinderdruckfestigkeit [N/mm²]<br />
Annahme:<br />
- d = 175 mm (HBT 150)<br />
- Ø10 mm, s = 15 cm<br />
- Bewehrung voll verankert<br />
Fazit: Geringfügig höhere Tragfähigkeiten nach EC 2.<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
22
2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung quer zur Fuge<br />
Normenvergleich: V Rd,c<br />
(ohne Querkraftbewehrung)<br />
100<br />
VRd,ct [kN/m]<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
84,0<br />
63,5<br />
86,6<br />
81,2<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
ÖNORM B 4700<br />
(2001)<br />
DIN 1045-1<br />
(2001)<br />
EN 1992-1-1<br />
(2005)<br />
DIN 1045-1<br />
(2008)<br />
Annahme:<br />
- C25/30<br />
- d = 175 mm (HBT 150)<br />
- Ø10 mm, s = 15 cm<br />
- Bewehrung voll verankert<br />
AT: Keine gesonderten Regelungen für Rückbiegeanschlüsse.<br />
D: Abminderung um Faktor c j /0,5 nach DBV Merkblatt Rückbiegen.<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
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2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung quer zur Fuge<br />
Maximaltragfähigkeit nach ÖNORM B 4700 (2001)<br />
V<br />
Rd,c<br />
0,7 b<br />
w<br />
z f<br />
cd<br />
Maximaltragfähigkeit nach EN 1992-1-1 (2005)<br />
V<br />
Rd,max<br />
cot cot <br />
<br />
cw<br />
b<br />
w<br />
z 1<br />
fcd<br />
2<br />
1<br />
cot <br />
Vergleich<br />
• Geringfügig höhere Tragfähigkeit nach EC 2<br />
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24
2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung quer zur Fuge<br />
Bedeutung der Fugenrauigkeit<br />
• Fugenrauigkeit wird nicht von normativen Regelungen erfasst<br />
• Beachtung der Regelungen nach DBV Merkblatt Rückbiegen<br />
Wesentliche Hinweise nach DBV Merkblatt Rückbiegen 2008<br />
• Abminderung der Querkrafttragfähigkeit ohne Querkraftbewehrung<br />
mit Faktor c j<br />
/ 0,5 (0,2 / 0,5 = 0,4 für HBT)<br />
• Aktivierung einer Konsole unter Verwahrkasten möglich<br />
(„Konsoltraganteil“ V Rd,ct,K<br />
)<br />
• Abminderung der Maximaltragfähigkeit auf 0,3 · V Rd,max<br />
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25
2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Beanspruchung quer zur Fuge<br />
Ermittlung des Konsoltraganteils V Rd,ct,K<br />
• Abscherwinkel der Konsole: 35°<br />
• Abminderung der Konsoltragfähigkeit auf 75 %<br />
<br />
Rd<br />
<br />
0,75 f<br />
<br />
c<br />
ctk;0,05<br />
Tragfähigkeit mit Konsoltraganteil<br />
V<br />
Rd,ct,Fuge<br />
c<br />
j<br />
<br />
0,5<br />
V<br />
Rd,ct,monolith<br />
<br />
V<br />
Rd,ct,K<br />
<br />
V<br />
Rd,ct,monolith<br />
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26
2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Resümee<br />
Änderungen durch neue Berechnungsgrundlage<br />
• Rechenkonzept für Fugen<br />
• Klassifizierung der Fugenbeschaffenheit<br />
• Fugenbeiwerte und weitere Rechenwerte<br />
Auswirkungen auf Berechnungsergebnis<br />
• Längsschub: Signifikante Erhöhung der Tragfähigkeit<br />
• Biegeschub: erhöhte Tragfähigkeit für Bauteile ohne<br />
Querkraftbewehrung<br />
• Biegeschub: erhöhte Maximaltragfähigkeit für<br />
querkraftbewehrte Bauteile<br />
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27
2. <strong>HALFEN</strong> Rückbiegeanschluss HBT<br />
Resümee<br />
Auswirkungen für Rückbiegeanschluss HBT<br />
• Keine normativen Regelungen für Fugen unter<br />
Querkraftbeanspruchung quer zur Fuge<br />
• Beachtung der Regelungen nach DBV Merkblatt<br />
Rückbiegen<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
28
Gliederung<br />
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
2. Rückbiegeanschluss HBT<br />
3. Halfen Loop Box HLB<br />
4. Konsolbewehrung HSC<br />
<strong>5.</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
6. Zusammenfassung<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
29
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
30
Produktsortiment<br />
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Single Loop Box, Double Loop Box, Multi Loop Box,<br />
HLB Mix, HLB Spacer<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
31
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Einsatzgebiet<br />
Verbindung querkraftbeanspruchter Bauteile<br />
• Anwendungsbeispiele, allgemein<br />
• Oberflächennahe Bewehrung: flache Box<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
32
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Hinweise zur Bemessung<br />
Normative Vorgaben<br />
• Schlaufenverbindungen nicht in Normen geregelt<br />
• Bemessung auf der Grundlage allgemein anerkannter Regeln<br />
der Technik nicht möglich<br />
Grundlagen für Bemessung<br />
1) experimentelle Untersuchungen an der RWTH Aachen<br />
2) gutachterliche Stellungnahmen von Hegger & Partner<br />
3) bauaufsichtliche Zulassungen vom DIBt für 3 Systeme<br />
HLB D + HLB D<br />
HLB M 50/250 + HLB M 50/250 (5 Schlaufen)<br />
(Nr. Z-21.8-1870)<br />
(Nr. Z-21.8-1869)<br />
HLB M 20/250 + HLB M 100/250 (5 Schlaufen) (Nr. Z-21.8-1871)<br />
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33
Kraftübertragung<br />
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Zwei grundlegende Fälle der Beanspruchung<br />
Querkraft parallel zur Fuge<br />
Querkraft senkrecht zur Fuge<br />
Interaktionsnachweis bei Querkraftbeanspruchung parallel und senkrecht zur Fuge.<br />
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34
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Experimentelle Untersuchungen<br />
Querkraft parallel zur Fuge<br />
• Versuchsaufbau,<br />
• Beispiel für Lastregime<br />
F<br />
Kraft [kN/Box]<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Standardversuch<br />
25 Zyklen<br />
ohne Riss<br />
Bruchversuch<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80<br />
Zeit [min]<br />
F<br />
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35
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Experimentelle Untersuchungen<br />
Querkraft parallel zur Fuge<br />
• Kraft-Verschiebungs-Zusammenhang<br />
(HLB D)<br />
Kraft [kN/Box]<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
Standardversuche<br />
Versuche mit Fehllage Rissvorgabe<br />
60<br />
Bemessungsgrenze GZT<br />
50<br />
40<br />
30<br />
Solllage<br />
20<br />
ohne Rissvorgabe<br />
Fehllage vertikal<br />
10<br />
Fehllage mit Rissvorgabe horizontal<br />
0<br />
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0<br />
Relativverschiebung [mm]<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
36
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Experimentelle Untersuchungen<br />
Querkraft senkrecht zur Fuge<br />
• Versuchsaufbau<br />
(Versuche ohne/mit Schlaufe)<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
37
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Experimentelle Untersuchungen<br />
Querkraft senkrecht zur Fuge<br />
• Beispiel für Lastregime (Rissvorgabe<br />
zum Beseitigen der Haftung)<br />
Kraft [kN]<br />
140<br />
130<br />
120<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Standardversuch<br />
Risseinstellung<br />
25 Zyklen<br />
mit Riss<br />
Bruchversuch<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
Zeit [min]<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
38
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Experimentelle Untersuchungen<br />
Querkraft senkrecht zur Fuge<br />
• Kraft-Verformungs-Zusammenhang<br />
(HLB D)<br />
Kraft [kN]<br />
140<br />
130<br />
120<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
VS1: mit Schlaufen<br />
VS2: mit Schlaufen<br />
VS3: ohne Schlaufen<br />
Rissvorgabe<br />
Bemessungsgrenze GZT<br />
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0<br />
Fugenaufweitung [mm]<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
39
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Statische Bemessung<br />
HLB D: Querkraft senkrecht zur Fuge<br />
• Nachweiskonzept: unbewehrte Fuge<br />
• Bemessungswerte nach Tabelle<br />
(abhängig von Wanddicke und Betongüte)<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
40
Statische Bemessung<br />
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
HLB D: Querkraft senkrecht und<br />
parallel zur Fuge<br />
• Interaktionsnachweis auf der Grundlage der<br />
Tabellenwerte<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
41
3. <strong>HALFEN</strong> HLB LOOP BOX<br />
Resümee<br />
Normative Vorgaben<br />
• Schlaufenverbindungen nicht in Normen geregelt<br />
Vorgehensweise<br />
• Bemessungswerte der Tragfähigkeiten für Querkraft<br />
parallel/senkrecht zur Fuge auf der Basis von Versuchen<br />
• Interaktionsnachweis bei kombinierter Beanspruchung<br />
• Sicherheitskonzept nach EC 2 eingehalten<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
42
Gliederung<br />
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
2. Rückbiegeanschluss HBT<br />
3. Halfen Loop Box HLB<br />
4. Konsolbewehrung HSC<br />
<strong>5.</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
6. Zusammenfassung<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
43
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
44
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Anwendung<br />
Stahlbetonkonsolen<br />
• Bürogebäude, Lagerhäuser,<br />
Parkhäuser mit Skelettstruktur<br />
• Hallen mit Kranbahnen<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
45
Problemstellung<br />
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
• Keine klare Regelung<br />
• Aufwendige Bewehrungsführung<br />
• Monolithische Konsolen<br />
→ aufwendige Schalung<br />
• Unwirtschaftliche Bewehrung<br />
aufgrund kurzer<br />
Verankerungslängen<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
46
Produktvorteile<br />
Verankerung<br />
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Versuchsergebnisse<br />
Kein<br />
Verankerungs-<br />
Versagen!<br />
Schlupf < 0,1 mm<br />
bei s =500 MPa<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
47
Produktvorteile<br />
Betonieren in 2 Phasen<br />
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Vereinfachte Schalung und beschleunigter Bauablauf durch nachträgliches<br />
Betonieren der Konsolen<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
48
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Nachweise<br />
Nachweis der Teilflächenpressung:<br />
Keine Unterschiede zwischen EC2 und ÖNORM<br />
F<br />
Rdu<br />
<br />
F<br />
Ed<br />
F<br />
Rdu<br />
<br />
A<br />
c0<br />
<br />
f<br />
cd<br />
<br />
A<br />
A<br />
c1<br />
c0<br />
<br />
3 f<br />
cd<br />
Ac 0<br />
Querkraftnachweis:<br />
Keine Unterschiede zwischen EC2 und ÖNORM<br />
V<br />
Rd, max<br />
<br />
F<br />
Ed<br />
F Ed<br />
V<br />
Rd, max<br />
<br />
0,<br />
5 <br />
b<br />
<br />
z<br />
fck<br />
<br />
1,<br />
5<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
49
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Nachweise<br />
Ermittlung der Zuggurtkraft:<br />
Gemäß dt. Zulassung DIBt Z-1<strong>5.</strong>6-204<br />
F Ed<br />
Z<br />
Ed<br />
<br />
F<br />
Ed<br />
<br />
ac<br />
aH<br />
<br />
HEd<br />
<br />
z0 z0<br />
<br />
z<br />
0<br />
<br />
Nachweis der Knotentragfähigkeit in der Stütze:<br />
Gemäß Heft 425 DAfStb<br />
Bügel<br />
F Ed<br />
V<br />
j,<br />
cd<br />
<br />
F<br />
Ed<br />
V<br />
j,<br />
cd<br />
h <br />
beam <br />
col<br />
0,<br />
5 <br />
1,<br />
55 <br />
1,<br />
2 0,<br />
3 1<br />
beff<br />
hcol<br />
fcd<br />
h<br />
<br />
<br />
col 7,<br />
5 <br />
1<br />
4<br />
A s,Bü<br />
= A sj<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
50
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Beispiel<br />
Konsole mit HSC + HBT<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
51
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Beispiel<br />
Konsole mit HSC + HBT<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
52
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Beispiel<br />
Konsole mit HSC + HBT<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
53
4. <strong>HALFEN</strong> Stud Connector HSC<br />
Resümee<br />
Normative Vorgaben<br />
• Stud Connector nicht in Normen geregelt<br />
Vorgehensweise<br />
• Teilflächenpressung und Nachweis der Druckstrebe können<br />
gem. EC2 nachgewiesen werden<br />
• Nachweise zu Verankerung & Knotentragfähigkeit gem. dt.<br />
Zulassung bzw. Heft 425 DAfStb<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
54
Gliederung<br />
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
1. Einführung<br />
2. Rückbiegeanschluss HBT<br />
3. Halfen Loop Box HLB<br />
4. Konsolbewehrung HSC<br />
<strong>5.</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
6. Zusammenfassung<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
55
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
56
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Prinzip der <strong>Durchstanzbewehrung</strong><br />
Gefahr des Schubbruches<br />
bzw. Durchstanzens im<br />
Stützenkopf- bzw.<br />
Wandbereich<br />
Doppelkopfbewehrung im gefährdeten<br />
Bereich verteilt die Last, bis der Beton<br />
alleine trägt<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
57
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Unterschied - Durchstanzen und Schub<br />
Punktförmige Lagerung auf<br />
kleiner Fläche<br />
Mehrachsiger<br />
Spannungszustand<br />
z.B. Stütze,<br />
Innenecke<br />
z.B. Wand,<br />
Unterzug<br />
Linienartige Lagerung auf<br />
direktem Auflager<br />
Einachsiger Spannungszustand<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
58
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Vorteile Flachdecken<br />
• Vorteile für die Planung<br />
• Keine störenden Unterzüge oder<br />
Stützenkopfverstärkungen<br />
• Reduzierung der Geschoßhöhen<br />
• Geringe Schalungskosten<br />
• Optimale Raumausnutzung<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
59
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
<strong>HDB</strong> Produktübersicht und Anwendung<br />
• Material: BSt 500S<br />
• Durchmesser: 10, 12, 14, 16, 20 und 25 mm<br />
• Systemelemente mit 2 oder 3 Ankern<br />
• Einbau von oben<br />
• Einbau von unten<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
60
Versagensarten<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
VM 1: Ohne <strong>Durchstanzbewehrung</strong><br />
VM 2: <strong>Durchstanzbewehrung</strong><br />
VM 3: Maximaltragfähigkeit<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
VM 4: Außerhalb Durchstanzbew.<br />
61
Eurocode 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
„Boxed values“:<br />
• Gem. ÖNORM EN 1992-1-1 dürfen die Werte C Rd,c , v min sowie k 1 für<br />
die Ermittlung von v Rd,c und die Maximaltragfähigkeit v Rd,max national<br />
geregelt werden. Der empfohlene Wert für v Rd,max ist 0,5f cd .<br />
Nachweisschnitte:<br />
• Sind fest definiert und dürfen nicht national geregelt werden<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
62
Eurocode 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Durchstanztragfähigkeit ohne <strong>Durchstanzbewehrung</strong>:<br />
v<br />
Rd,<br />
c<br />
1 3<br />
100<br />
f 010 <br />
v<br />
k <br />
<br />
0 , 12 k <br />
l ck<br />
,<br />
cp min 1<br />
cp<br />
k 1<br />
200<br />
d[mm]<br />
k 1 = 0,15<br />
(Österreich)<br />
Quelle: Gutachten<br />
Hegger & Partner<br />
Sicherheitsniveau ist ausreichend ( 5%<br />
~ 1,0)!<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
63
Eurocode 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
maximaler Durchstanzwiderstand: Versagensbild<br />
ÖNORM B 4700 Eurocode 2<br />
,<br />
1, 4<br />
v Rd max v Rd , c<br />
für Bügel<br />
v<br />
0,5 <br />
<br />
Rd ,max f cd<br />
Versagen der Druckzone am<br />
Stützenanschnitt<br />
Versagen der Druckstrebe eines<br />
Balkens<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
64
Eurocode 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
maximaler Durchstanzwiderstand: Versagensbild<br />
ÖNORM B 4700 Eurocode 2<br />
,<br />
1, 4<br />
v Rd max v Rd , c<br />
Durchstanzen<br />
für Bügel<br />
v<br />
0,5 <br />
<br />
Rd ,max f cd<br />
Querkraftversagen<br />
maßgebend<br />
Versagen der Druckzone am<br />
Stützenanschnitt<br />
maßgebend<br />
Versagen der Druckstrebe eines<br />
Balkens<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
65
Eurocode 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
maximaler Durchstanzwiderstand: Versuchsnachrechnung<br />
ÖNORM B 4700 Eurocode 2<br />
,<br />
1, 4<br />
v Rd max v Rd , c<br />
für Bügel<br />
v<br />
0,5 <br />
<br />
Rd ,max f cd<br />
m<br />
=1,45<br />
5%<br />
=1,04<br />
Eurocode 2 erreicht nicht das erforderliche Sicherheitsniveau!<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
Quelle: Gutachten<br />
Hegger & Partner<br />
66
Eurocode 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
maximaler Durchstanzwiderstand: Vergleichsrechnung<br />
Bügel EC 2 DKA Zulassung Bügel DIN 1045-1<br />
Quelle: Gutachten<br />
Hegger & Partner<br />
Bügel erreichen nach Eurocode 2 größere Tragfähigkeiten als DKA!<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
67
NAD (AT) zu EC 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Rundschnittführung: direkt am Stützenanschnitt (nicht national regelbar)<br />
NAD Österreich<br />
NAD Deutschland<br />
min.<br />
V<br />
V<br />
Rd,max<br />
Rd,max<br />
165 , v<br />
Rd,<br />
c<br />
0,<br />
5 v<br />
f<br />
cd<br />
u<br />
u<br />
1<br />
0<br />
d<br />
d<br />
für Bügel<br />
V<br />
Rd<br />
d<br />
, max 11<br />
vRd<br />
, c u0<br />
u<br />
0<br />
d<br />
Auswertung für NAD (Dtl.) – ähnl. AT<br />
Quelle: Gutachten<br />
Hegger & Partner<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
68
Eurocode 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Durchstanzwiderstand der <strong>Durchstanzbewehrung</strong>:<br />
v<br />
v<br />
Rd , sy<br />
v<br />
Rd , c<br />
ÖNORM B 4700 Eurocode 2<br />
s A<br />
<br />
u<br />
A<br />
sw<br />
<br />
<br />
f<br />
yd<br />
d<br />
1. Reihe<br />
s sw yd<br />
Rd sy vRd<br />
c <br />
weitere<br />
, ,<br />
u sw<br />
Reihen<br />
f<br />
v<br />
Rd<br />
, sy 0,<br />
75v<br />
d<br />
15 , Asw<br />
f<br />
s<br />
r<br />
Rd , c<br />
<br />
ywd , ef<br />
1<br />
<br />
u d<br />
1<br />
sin<br />
45°-Fachwerkmodell + Betontraganteil<br />
33°-Fachwerkmodell + red. Betontraganteil<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
69
Eurocode 2<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Durchstanzwiderstand der <strong>Durchstanzbewehrung</strong>:<br />
DIN 1045-1 Eurocode 2<br />
ÖNORM ähnlich<br />
Eurocode 2 erreicht nicht das erforderliche Sicherheitsniveau!<br />
Quelle: Gutachten<br />
Hegger & Partner<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
70
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Nachweiskonzept für <strong>HDB</strong><br />
nach Eurocode 2<br />
FM1: Ohne <strong>Durchstanzbewehrung</strong><br />
nach Zulassung <strong>HDB</strong><br />
FM2: <strong>Durchstanzbewehrung</strong><br />
nach NAD (D) zu<br />
Eurocode 2<br />
FM3: Maximaltragfähigkeit<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
nach Eurocode 2<br />
FM4: Außerhalb Durchstanzbew.<br />
71
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Vorschlag für Österreich<br />
maximaler Durchstanzwiderstand<br />
V<br />
Rd, max 5<br />
d<br />
13, vRd,<br />
c u0<br />
u<br />
0<br />
d<br />
für <strong>HDB</strong> – Doppelkopfanker<br />
in Anlehnung an NAD (D)<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
Leichte Abhängigkeit vom bezogenen Stützenumfang u 0 /d!<br />
Quelle: Gutachten<br />
Hegger & Partner<br />
72
Resümee<br />
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Eurocode 2 ...<br />
... erreicht für bügelbewehrte Flachdecken teilweise nicht das erforderliche<br />
Sicherheitsniveau (Maximaltragfähigkeit, Durchstanztragfähigkeit der<br />
<strong>Durchstanzbewehrung</strong>)<br />
Vorschlag für das Bemessungskonzept<br />
<br />
<br />
<br />
Durchstanztragfähigkeit ohne <strong>Durchstanzbewehrung</strong> und<br />
Durchstanztragfähigkeit außerhalb der <strong>Durchstanzbewehrung</strong> wie in<br />
Eurocode 2<br />
Bemessung der <strong>Durchstanzbewehrung</strong> (<strong>HDB</strong>-Anker) entsprechend der <strong>HDB</strong><br />
– Zulassung (DIBt)<br />
Maximaltragfähigkeit in Anlehnung an NAD (AT)<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
73
<strong>5.</strong> <strong>HALFEN</strong> <strong>Durchstanzbewehrung</strong> <strong>HDB</strong><br />
Bemessungssoftware<br />
15 verschiedene<br />
Länderanpassungen<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
74
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
Zusammenfassung<br />
Herausforderung<br />
• 30 verschiedene nationale Anwendungsdokumente mit zahlreichen „boxed<br />
values“<br />
• Herausforderung: Anpassung aller <strong>HALFEN</strong> Produkte an die neuen<br />
Anforderungen<br />
• Anpassungen notwendig, wenn das erforderliche Sicherheitsniveau<br />
unterschritten ist<br />
• Unterschiede zwischen den einzelnen NAD<br />
Quo vadis<br />
• Anpassung der Rechenkonzepte auf die Anforderungen der EN 1992-1-1:<br />
2005<br />
• Einheitliches Sicherheitsniveau, Sensibilisierung der Tragwerksplaner<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
75
Bewehrungstechnik auf dem Weg zum EC2<br />
Vielen Dank!<br />
Schwerkraft?<br />
Ingenieurstag Wien, 19.11.2008, Dr.-Ing. Dirk Albartus<br />
76